Đang tải... (xem toàn văn)
tài liệu giúp bạn hiểu hơn về các quá trình hoạt động trong thực phẩm, các thiết bị cơ bản trong qua trình sản xuất sản phẩm trong công nghệ thực phẩmtài liệu này cũng giúp các bạn hiểu rõ các thiết bị trong sản xuất thực tế, cung cấp kiến thực cho thực tiễn đi làm sau này
Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc Mục lục Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc BÀI 1: CHƯNG CẤT I Cơ sở lý thuyết Khái niệm chung Định nghĩa chưng cất Chưng cất trình dùng để tách cẩu tử hỗn hợp lỏng hỗn hợp khí - lỏng thành cấu tử riêng biệt dựa vào độ bay khác cấu tử hỗn hợp (ở điều kiện) Các phurơng pháp chưng cất - Chưng cất đơn giản: dùng để tách cốc hỗn hợp gồm cấu tử có độ bay khác - Chưng nước trực tiếp: dùng để tách hỗn hợp gồm chất khó bay tạp chất không bay - Chưng cất: dùng để tách hoàn toàn hỗn hợp cấu từ dễ bay có tính chất hòa tan phẩn hòa tan hoàn toàn vào Định Luật Henry Đối với dung địch lý tưởng áp suất riêng phần p khí chất lỏng tỷ lệ với phần mol x dung địch y= H.p H: Hằng số Henry, (khi nhiệt độ tăng H tăng) Định Luật Raoult Áp suất riêng phần cùa câu từ nhiệt dung dịch áp suất bão hòa cẩu tử (ở độ) nhân với nồng độ phần mol cấu tử dung dịch p= pph.x Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc p: Áp suất riêng phần cấu tử hỗn hợp hơi, [N/m2] pph: áp suất bơi bão hòa cấu tử nhiệt độ, [N/m2] x: nồng độ phần mol cấu tử dung dịch, [% mol] Mô hình mâm lý thuyết Mô hình mâm lý thuyết mô hình toán đơn giản dựa tr6n sơ lý sau: Cân hai pha lỏng - cho hỗn hợp hai cấu tử Điều kiện động lực học lưu chất lý tưởng mâm lý tưởng cho hai pha lỏng - là: + Pha lỏng phải hòa trộn hoàn toàn mâm + Pha không lôi giọt lỏng từ mâm lên mâm đồng thời có nồng độ đồng vị trí tiết diện + Trên mâm đạt cân hai pha Phương trinh cân bàng vật chất F = D+W F.xF= D.XD+W.XW (2 3) ' (2.4) Trong đó: F: suất lượng nhập liệu, [kmol/h] D: suất lượng sản phẩm đỉnh, [kmol/h] W: suất lượng sản phẩm đáy, [kmol/h] Xp: nồng độ nhập liệu (của cấu tử dễ bay hơi), [%mol] Xp: nồng độ sản phẩm đỉnh (của cấu tử dễ bay hơi), [%mol] x w: nồng độ sản phẩm đáy (của cấu tử dễ bay hơi), [%mol] 2.1 Hiệu suất Để chuyển từ số mâm lý thuyết sang số mâm thực ta cần phải biết hiệu suất mâm Có ba loại hiệu suất mâm dùng là; hiệu suất tổng quát, liên quan đến toàn tháp; hiệu suất mâm Murphree, liên quan đến mâm; hiệu suất cục bộ, liên quan đên vị trí cụ thể mâm hiệu suất tổng quát E0: hiệu suất đơn giản sử dụng xác nhất, định nghĩa tỉ số số mâm lý tưởng số mâm thực cho toàn tháp: Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc Số mâm lý tưởng E0 = Số mâm thực • hiệu suất mâm Murphree: tỉ số biến đổi nồng độ pha qua mâm với biến đổi nồng độ cực đại đạt pha rời mâm cân với pha lỏng rời mâm thứ n: Trong đo1 yn: Nồng độ thực pha rời mâm thứ n [%mol] yn+1: Nồng độ thực cửa pha vào mầm thứ n [%mol] y*n+1 : Nồng độ pha cân với pha lỏng mâm thứ n, [%mol] Nói chung, pha lỏng mâm có nồng độ không với nồng độ trung bình pha lỏng mâm nên dẫn đến khái niêm hiêu suất cục uất cục định nghĩa sau y’n nồng độ pha rời khỏi vị trí cụ thể mâm n, [%mol] y’n+1 Nồng độ pha mâm n vị trí [%mol] y’en Nồng độ pha cân với pha lỏng vị trí, [%mol] 2.2 Mối quan hệ hiệu suất mâm Murphree hiệu suất mâm tông quát Hiệu suất tổng quát tháp không với hiệu suất trung bình mâm Mối quan hệ hai hiệu suất tùy thuộc độ dốc tương đối đường Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc Cần đường lầm việc, Khi mG/L lớn 1, hiệu suất tổng quát có giá trị lớn mG/L nhỏ hiệu suất tổng quát có giá trị nhỏ Như vậy, với trình có hai vùng (chưng cất) hiệu Suất tổng quát E0 gần hiệu suất mâm EM Tuy nhiên phân tích hoạt động tháp hay phần tháp thực tế, đo biến thiên nồng độ qua một vài mâm xác định giá trì EM giả sử EM E0 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc BÀI 2: THÍ NGHIỆM TRUYỀN NHIỆT ỐNG KÉP 1/ MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - Làm quen với thiết bị truyền nhiệt ống lồng ống, dụng cụ đo, chứng minh lý thuyết học - Xác định hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt trình truyền nhiệt hai dòng lưu chất lạnh nóng qua vách ngăn kim loại chế độ chảy khác - So sánh hệ số truyền nhiệt lý thuyết với hệ số truyền nhiệt thực nghiệm, đưa nguyên nhân sai số lúc làm thí nghiệm 2/ CƠ SỞ LÝ THUYẾT Quá trình truyền nhiệt thiết bị dạng ống lồng ống ví dụ truyền nhiệt phức tạp Ở diễn trao đổi nhiệt hai lưu chất ngăn cách vách ngăn kim loại, bao gồm truyền nhiệt đối lưu từ dòng nóng đến vách, dẫn nhiệt qua thành ống kim loại đối lưu nhiệt dòng lạnh với thành ống 2.1/ Phương trình cân nhiệt lượng cho dòng lưu chất nóng lạnh có dạng: Q = GN.CN(tNV - tNR) = GL.CL(tLR - tLV) Trong đó: GN, GL: lưu lượng khối lượng dòng nóng dòng lạnh (kg/s) CN, CL: nhiệt dung riêng đẳng áp nước nóng nước lạnh (J/kg.độ) tNV, tNR: nhiệt độ vào, dòng nóng (oC) tLV, tLR: nhiệt độ vào, dòng lạnh (oC) 2.2/ Quá trình truyền nhiệt biểu diễn phương trình sau: Q= KL.∆tlog.L Trong đó: Q: nhiệt lượng trao đổi (W j/s) KL: hệ số truyền nhiệt dài (W/m.độ) ∆t log: hiệu nhiệt độ logarit củ hai dòng lưu chất (oC) L: chiều dài ống, thí nghiệm ta lấy L=1050mm 2.3/ Hiệu nhiệt độ lưu chất 2.4/ Hệ số truyền nhiệt dài KL: Trong đó: dtr, dng: đường kính đường kính ống truyền nhiệt (m) λinox: hệ số dẫn nhiệt kim loại chế tạo ống (w/m.độ) Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc α1, α2: hệ số cấp nhiệt dòng nước nóng, dòng nước lạnh (w/m2.độ) rb: hệ số nhiệt cặn bẩn (m2.độ/w) db: đường kính lớp bẩn (m) KL: hệ số truyền nhiệt dài (w/m.độ) 2.5/ Hệ số cấp nhiệt α 1, α vách ngăn dòng lưu chất tính từ chuẩn số Nusselt (Nu) Phương trình tổng quát chuẩn số Nusselt là: Trong đó: Các hệ số: A, n, m, εL, εP hệ số thực nghiệm phụ thuộc yếu tố sau: - Chế độ chảy dòng lưu chất Sự tương quan dòng chảy bề mặt truyền nhiệt Đặc điểm bề mặt truyền nhiệt (độ nhám, hình dạng ,…) Ta có phương trình Nusselt cho dòng chảy ngang ống sau: Khi < Re < 103 : Khi 103 ≤ Re ≤ 2.105: Khi 2.105 ≤ Re ≤ 2.106: Ta có phương trình tính Nusselt cho chế độ chảy dọc theo thân ống: - Chế độ chảy màng Re ≤ 2320 - Chế độ chảy chuyển tiếp 2320 < Re < 10000: Thực hành KTTP - Lê Nguyễn Anh Quốc Chế độ chảy rối Re > 10000: Trong giá trị C phụ thuộc Re theo bảng sau: Re 2100 2200 2300 2400 C 1,9 2,2 3,3 3,8 Re 3000 4000 5000 6000 C 6,0 10,3 15,5 19,5 Giá trị εL phụ thuộc vào tỉ lệ L/d Re < 10000 L/d 1,0 2,0 5,0 10,0 15,0 29,0 30,0 εL 1,9 1,7 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 Khi Re >10000 hệ số εP phụ thuộc vào Re L/d sau: L/d 10,0 20,0 30,0 40,0 Re 1.104 2.104 5.104 1.105 1.106 1,23 1,18 1,13 1,10 1,05 - 1,13 1,10 1,08 1,06 1,03 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 1,03 1,02 1,02 1,02 1,01 2500 4,4 8000 27,0 40,0 1,02 10000 33,0 ≥50,0 1,00 ≥50 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 Chuẩn số Grashof (Gr) Chuẩn số Grashof đặc trưng cho quan hệ lực ma sát phân tử lực kéo tỉ trọng khác nhau, điểm có nhiệt độ không giống dòng lưu chất (nước) Trong đó: Gr: chuẩn số Grashof ν: độ nhớt động học lưu chất (m2/s) dtd: đường kính tương đương tiêt diện dòng chảy (m) ρ: khối lượng riêng lưu chất (nước), (kg/m3) µ: độ nhớt động lực học nước (N.S/m2) ∆t: hiệu nhiệt độ lưu chất thành ống, thí nghiệm ta lấy o ∆t=6 C Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc β: hệ số giãn nở thể tích (phụ thuộc vào nhiệt độ), (1/oC) T(oC) 20 40 60 80 -4 -4 -4 -4 o -0,6.10 2,1.10 3,9.10 5,3.10 6,3.10-4 β(1/ C) 100 7,5.10-4 120 8,6.10-4 ⇒ 3/ SỐ LIỆU VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU Bảng số liệu từ phòng thí nghiệm Lưu lượng dòng nóng G’N(L/P) Lưu lượng dòng lạnh G’L(L/P) G’L1 = 1,8 G’L1 = G’L1 = G’L1 = G’L1 = G’L1 = 1,8 G’L1 = G’L1 = G’L1 = G’L1 = 10 Nhiệt độ dòng nóng tNV tNR 51 55 58 62 68 64 66 65 66 65 50 53 55 59 63 58 58 57 58 56 Nhiệt độ dòng lạnh tLV tLR 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 38 36 36 36 37 46 43 42 41 40 Xử lý số liệu Ống kép chảy ngang 3.1/ Tính suất lượng khối lượng dòng nóng GN = G’N(lít/ph)* �(kg/m3 ) / 60(s/ph)* 1000(1/ m3) Bảng 1: Bảng tính GN dòng nóng G’N(L/P) tNV (0C) tNR (0C) tNTB (0C) �N (kg/m3) GN (kg/s) 51 50 50,5 987,9 0,1317 55 53 54 986,1 0,1314 58 55 56,5 984,9 0,1313 62 59 60,5 982,9 0,1310 68 63 65,5 980,2 0,1307 Ống kép chảy dọc Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc 10 64 58 61 982,7 0,1638 66 58 62 982,1 0,1637 65 57 61 982,7 0,1638 66 58 62 982,1 0,1637 65 56 60,5 982,9 0,1638 QN (W) Ống kép chảy ngang tNR (0C) 0,1314 4176 55 53 1097,5 0,1313 4177 58 55 1645,3 0,1307 4183 68 63 2733,6 Ống kép chảy dọc 3.2/ Tính nhiệt lượng tỏa dòng nóng: QN = G’N.CN.(tNV-tNR) Bảng 2: Bảng tính QN dòng nóng GN (kg/s) CN (J/kg.độ) tNV (0C) 0,1637 4181 66 58 5475,4 0,1638 4180 65 57 5477,5 0,1637 4181 66 58 5475,4 0,1638 4179 65 56 6160,7 Ống kép chảy ngang 3.3/ Tính suất lượng khối lượng dòng lạnh: GL = G’L(lít/ph)* �(kg/m3 ) / 60(s/ph)* 1000(1/ m3) Bảng 3: Bảng tính giá trị GL dòng lạnh G’L(L/P) tLV (0C) tLR (0C) tLTB (0C) �L (kg/m3) GL (kg/s) 1,8 30 38 34 994,3 0,0298 30 36 33 994,7 0,0497 10 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc 70 38 50 80 38,1 13 Tổng lượng nước ngưng thu Vngưng 3259 lít dung dịch đường 15% Vrửa = 563 ml Vdd sau cô đặc = 1128 ml Xử lý số liệu 3.1/ Tính nồng độ phần khối lượng dung dịch đường nhập liệu Nồng độ dung dịch đường nhập liệu ban đầu 14 Bx nồng độ phần khối lượng dung dịch xđ = 0,14 (phần khối lượng) 3.2/ Tính khối lượng dung dịch đường nhập liệu - Thể tích dung dịch đường nhập liệu: Vđ = lít = 0,005 m3 Tra khối lượng riêng dung dịch đường nhập liệu nhiệt độ 20oC, bảng I.86, trang 58, Sổ tay trình thiết bị tập ta : = 1056,77 kg/m3 Gđ = Vđ = 0,005 1056,77 = 5,3 kg 3.3/ Tính lượng nước ngưng thực tế W* = Vngưng (kg) Trong đó: Vngưng : Tổng thể tích nước ngưng thu trình thí nghiệm : khôi lượng riêng nước ngưng (kg/m3) nước ngưng tra bảng nhiệt độ t = 30oC ta = 995,68 kg/m3 W* = Vngưng = 0,003259 995,68 = 3,24 kg 3.4/ Tính phần trăm sai 3.4.1/ Tính phần trăm sai số nồng độ dung dịch sau cô đặc Xc : nồng độ chất khô sản phẩm sau cô đặc theo lý thuyết, [Phần khối lượng] Xc*: nồng độ chất khô sản phẩm sau cô đặc theo thực tế chiết quang, [Phần khối lượng] Giả sử khối lượng dung dịch cuối theo lý thuyết thực nghiệm (G c = Gc*) ta tính sai số Nồng độ dung dịch sau cô đặc xc = 0,381 (phần khối lượng) suy Ta có: Gc = Vc xc = = = 0,001128 1168,84 = 1,32 kg (Phần khối lượng) 63 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc Suy phần trăm sai số nồng độ dung dịch sau cô đặc : 3.4.2/ Tính phần trăm sai số lượng nước ngưng thu trình cô đặc (%) Ta có : W = Gđ – Gc = 5,3 – 1,32 = 3,98 kg Suy phần trăn sai số lượng nước ngưng thu trình cô đặc 3.4.3/ Đánh giá sai số %SSXc = 31,9% 5% nên sai số đáng kể %SSW = 18,6% 10% nên sai số đáng kể 64 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc 4/ ĐỒ THỊ 4.1/ Đồ thị biểu diễn quan hệ số Bx thời gian cô đặc Nồng độ dung dịch đường (Bx) 14 10 18,9 20 23,3 30 26,1 40 26,8 50 36 60 37,1 70 38 80 38,1 Thời gian (phút) Lượng nước ngưng thu V (ml) 10 1375 20 1000 30 265 40 60 50 438 60 58 70 50 80 13 Thời gian (phút) 65 4.2/ Đồ thị biểu diễn quan hệ khối lượng nước ngưng thu thời gian cô đặc Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc 5/ BÀN LUẬN Trong trình thực hành thí nghiệm không tránh khỏi sai xót thông số, nhiệt độ, thời gian, sai số tính toán lý thuyết thực nghiệm - - Sai số lý thuyết thực nghiệm nồng độ dung dịch sau cô đặc đáng kể 31,7% Còn sai số lý thuyết thực nghiệm lượng nước ngưng thu trình cô đặc không đáng kể 18,6% Mặc dầu giả định Gc = Gc* xc khác xc* trình cô đặc, lượng nước ngưng bị bay lượng nước ngưng mang đo thể tích, trình rót nước ngưng vào vật dựng làm tổn thất lượng nước ngưng, tức lượng nước ngưng tụ thực tế tính toán lý thuyết, làm cho tính toán có khác lý thuyết thực tế nồng độ dung dich cuối, xc khác xc* Bên cạnh ta lấy mẫu dung dịch cô đặc để đo độ Bx nhiều lần làm thay đổi nồng độ dung dịch sau cô đặc Quá trình cô đặc tuân theo định luật bảo toàn khối lượng , tức Gđ = Gc + W thực tế W* khác W giải thích trên, có tổn thất bay nước ngưng trình cô đặc tổn thất lấy mẫu dung dịch cô đặc để đo độ Bx Nguyên nhân gây sai số lúc làm thí nghiệm: - Cách vận hành máy chậm, không đồng phối hợp phận trình thực - Thông số thiết bị không ổn định - Pha dung dịch chưa xác - Thời gian không đồng - Sai số tính tón Biện pháp khắc phục: 66 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc - Cần nắm vững kiến thức trước thực hành thí nghiệm - Vệ sinh khởi động thiết bị để nhiệt độ áp suất ổn định - Thao tác vận hành nhanh, đồng nhịp nhàng xác pha dung dịch phải chuẩn - Tính toán cẩn thận xác BÀI 6: LỌC KHUNG BẢN I CƠ SỞ LÝ THUYẾT Lọc chất lỏng Lọc trình phân riêng hổn hợp nhờ vật ngăn xốp, vật ngăn xốp có khả cho pha qua pha giữ lại nên gọi vách ngăn lọc Nguyên tắc lọc Tạo huyền phù áp suất P1, pha lỏng xuyên qua mao dẫn, pha rắn bị giữ lại Chênh lệch hai vách ngăn gọi động lực trình lọc ∆P = P1 – P2 Có thể tạo động lực trình lọc cách sau: - Cột áp thủy tĩnh - Bằng máy bơm hay máy nén - Bằng bơm chân không 67 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc Cân vật tchất trình lọc: Vh = V0 + V1 = Va + V Gh = G0 + G1 = Ga + G Vh, Gh : Thể tích khối lượng hỗn hợp huyền phù đem lọc V0, G0 : Thể tích khối lượng chất rắn khô V1, G1 : Thể tích khối lượng nước lọc nguyên chất Va, Ga : Thể tích khối lượng bã ẩm V, G : Thể tích khối luợng nước lọc chưa nguyên chất Độ ẩm bã : ( % kg ẩm / kg vật liệu ướt) Phương trình tốc độ lọc a Tốc độ lọc yếu tố ảnh hưởng Lượng nước lọc thu đơn vị diện tích bề mặt vách ngăn lọc đơn vị thời gian gọi tốc độ lọc Trong đó: V – Thể tích nước lọc thu được, m3 F – Diện tích bề mặt vách lọc, m2 τ - thời gian lọc, s Quá trình lọc huyền phù phụ thuộc vào yếu tố sau: Tính chất huyền phù: độ nhớt, kích thước hình dạng pha phân tán; động lực trình lọc; trở lực bã vách ngăn; diện tích bề mặt vách lọc 68 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc b Theo DAKSI, tốc độ lọc biểu diễn dạng phương trình sau: (5.2) Trong đó: µ - độ nhớt pha liên tục, Ns/m2 Rb = 1/∆Pb – trở lực bã lọc (tổn thất áp suất qua lớp bã), 1/m Rv =1/∆Pv – trở lực vách lọc (tổn thất áp suất qua vách lọc), 1/m c Lọc với áp suất không đổi, ∆ P = const phương trình lọc có dạng q2 + 2.C.q = Kτ q = V/F – lượng nước lọc riêng ; - tỉ số thể tích bã ẩm thu lượng nước lọc r0 – trở lực riêng theo thể tích bã lọc (1/m2) d Lọc với tốc độ lọc không đổi, W=const phương trình lọc có dạng q2 + Cq = II SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ THIẾT BỊ 69 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc Khung khuấy huyền phù Bơm huyền phù Thiết bị lọc khung 4.Áp kế III BẢNG SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM Thí nghiệm lọc cấp 1: ΔP1 = τ (phút) V (l) 0,5 10 15 3,5 20 25 30 35 20 25 30 10,5 35 12 20 7,5 25 30 11 35 13 20 25 30 35 7,5 15 20 ΔP3 = 10 15 20 4,5 5,8 25 30 8,5 35 10 25 7,5 30 35 11 ΔP2 = τ (phút) V (l) 10 15 ΔP3 = τ (phút) 10 V (l) 1,5 3,5 Thí nghiệm lọc cấp 2: 15 ΔP1 = τ (phút) V (l) 0,5 10 1,5 15 ΔP2 = τ (phút) V (l) 1,5 10 τ (phút) V (l) 1,8 10 2,5 70 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc IV TÍNH TOÁN: Tính suất trình lọc lượng nước lọc riêng Lọc cấp Tính diện tích lọc S: S = a*b*2*n Trong đó: a, b = 22 cm n số bảng ( n lọc cấp 6) S = 22*22*2*6 = 5808 cm2 = 0,58 m2 Tính q = V/S Δτ/Δq Ở áp suất p1= at - Tính suất trình lọc : Q1 = = = 2.5 10-4 (m3/s) Q2 = = = 2.3 10-4 (m3/s) Q3 = = = 2.4 10-4 (m3/s) - Tính lượng nước lọc riêng: q1 = = q2 = = q3 = = = 0.86.10-3 (m3/m2) = 3,45.10-3 (m3/m2) = 6,03.10-3 (m3/m2) 71 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc = 3,45.10-3 – 0.86.10-3 = 2,59.10-3 (m3/m2) = 6,03.10-3 – 3,45.10-3 = 2,58.10-3 (m3/m2) ∆ τ (s) V (l) q ( m /m2) Δτ (s) Δq (m3/m2) Δτ/Δq τ (s) V (l) q ( m /m2) Δτ (s) Δq (m3/m2) Δτ/Δq τ (s) V (l) q ( m /m2) Δτ (s) Δq (m3/m2) Δτ/Δq 300 0,5 ΔP1 = 900 1200 3,5 600 0,86.10-3 3,45.10-3 6,03.10-3 8,62.10-3 300 2,59.10-3 2,58.10-3 2,59.10-3 115830 116279 300 600 115830 86957 ΔP2 = 900 1200 12,07.10 8,62.10-3 -3 300 300 1,72.10-3 5,17.10-3 300 300 3,45.10-3 3,45.10-3 86956 86956 300 1,5 600 3,5 2,59.10-3 6,03.10_3 300 87209 1800 2100 13,79.10 15,52.10- -3 -3 300 300 300 3,45.10-3 3,45.10-3 1,72.10-3 1,73.10-3 86957 174419 173410 1500 13,79.10 1800 10,5 18,10.10 2100 12 20,69.10 -3 -3 -3 300 300 300 300 3,48.10-3 1,72.10-3 4,31.10-3 2,59.10-3 69606 115830 86207 174419 ΔP3 = 900 1200 7,5 10,34.10 12,93.10 1500 15,52.10 -3 -3 -3 300 300 300 300 2,59.10-3 2,59.10-3 3,44.10-3 3,45.10-3 115830 115830 87209 86956 69444 1800 2100 11 13 18,96.10 22,41.10- -3 300 3,44.10-3 4,32.10-3 1500 12,07.10 Phương trình lọc với áp suất không đổi có dạng: q2 + 2Cq = K (1) Thay giá trị q τ vào phương trình (1) ta có bảng sau Bảng giá trị C K theo q q6 q7 τ C τ6 τ7 16,73.10-3 72 K 3,62.10-7 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc q4 q5 q4 q5 τ4 τ5 3,1.10-3 1,84.10-7 τ4 τ5 24,81.10-3 6,74.10-3 Lọc cấp Tính diện tích lọc: S = a*b*2*n = 22*22*2*9 =8712cm2 =0,87 m2 Tính toán tương tự lọc cấp ta bảng: τ (s) V (l) q Δτ Δτ/Δq 300 600 0,5 1,5 -3 0,57.10 1,72.10-3 300 300 526316 174419 ΔP1 = 900 1200 -3 3,45.10 4,6.10-3 300 300 86956 65217 ΔP2 = 900 1200 τ (s) V (l) 300 1,5 600 q 1,72.10-3 2,3.10-3 4,6.10-3 Δτ Δτ/Δq 300 174419 300 130435 τ (s) V (l) 300 1,8 600 2,5 300 300 65217 52174 ΔP3 = 10 900 1200 4,5 5,8 1500 5,75.10-3 300 52174 1800 6,9.10-3 300 43478 2100 7,5 8,62.10-3 1500 1800 8,5 2100 10 11,49.10- 5,75.10-3 8,05.10-3 300 37267 1500 7,5 2,07.10-3 2,87.10-3 5,17.10-3 6,67.10-3 8,62.10-3 q Δτ Δτ/Δq 300 144927 300 104530 300 58027 300 44977 300 34803 9,77.10-3 300 30706 10 q Không có giá trị phù hợp q3 q4 q3 q4 τ Không có giá trị phù hợp τ3 τ4 τ3 τ4 C Không có giá trị phù hợp 6,325.10-3 19,8.10-3 73 26109 1800 2100 11 10,34.10 12,64.103 300 29014 23734 Bảng giá trị C K ΔP 34803 K Không có giá trị phù hợp 8,817.10-3 2,573.10-3 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc ĐỒ THỊ: Lọc cấp 74 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc Lọc cấp 75 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc 76 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc Nhận xét Ưu điểm máy lọc khung : Diện tích lọc lớn Thiết kế linh hoạt, theo module (diện tích lọc vật liệu lọc dễ dàng thay đổi) Dễ dàng chuyển đổi từ phòng thí nghiệm sang quy mô sản xuất Vận hành đơn giản, dễ dàng cho người sử dụng Kết lọc đáng tin cậy sử dụng vải lọc giấy lọc tiêu chuẩn Chi chí bảo hành thấp Sau lọc giữ nguyên tính chất sản phẩm Trong đồ thị ta thấy đường nối đường thẳng có xu hướng giảm trình thực hành có sai số bấm thời gian thể tích mực nước cần xác định sau lọc không hoàn toàn xác nên số liệu mang tính tương đối Qua phương trình lọc ta thấy tốc độ lọc không thay đổi áp suất lọc biến thiên tuyến tính theo thời gian lọc Khi áp suất tăng lượng nước lọc đơn vị diện tích lưu lượng nước lọc tăng theo 77 [...]... thao tác của người thực hiện và đọc kết quả chưa chính xác, đúng thời đểm làm cho chênh lệch nhiệt độ vào và ra của dòng nóng quá thấp ( chỉ vài độ C) nên dẫn đến nhiệt lượng dòng nóng thấp hơn dòng lạnh Bên cạnh đó, quá trình tính toán xử lý số liệu cũng là một nguyên nhân dẫn đến sai số 25 Thực hành KTTP - - Lê Nguyễn Anh Quốc Cách khắc phục phải nắm vững lý thuyết và các bước tiến hành bài thí nghiệm... hiện bằng phương pháp đối lưu 28 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc 2.2 Đặc trưng của quá trình sấy Quá trình sấy diễn ra rất phức tạp, đặc trưng cho tính không thuận nghịch và không ổn định Nó diễn ra đồng thời 4 quá trình: truyền nhiệt cho vật liệu, dẫn ẩm trong lòng vật liệu, chuyển pha và tách ẩm vào môi trường xung quanh 2.3 Tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt của quá trình sấy Lượng nhiệt do dòng tác nhân... liệu Sấy đẳng tốc và sấy giảm tốc Có thể bỏ qua giai đoạn đốt nóng vật liệu, vì giai đoạn này xảy ra rất nhah Biểu thức tính thời gian sấy như sau: (26) Với U 2 độ ẩm vật liệu cuối quá trình sấy Tương ứng với 2.11 Sơ đồ thiết bị 34 U2 > và thường được lấy: Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc 1 Cửa khí vào 5 Buồng sấy 2.Quạt ly tâm 6 Khây sấy 3.Caloriphe 7 Cửa ra khí thải 4 Cân 35 Thực hành KTTP Lê Nguyễn... (3) và (4), thiết lập cân bằng nhiệt: (5) Từ (5) rút ra: được biểu thức tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt Đây là biểu thức tốc độ sấy theo cân bằng nhiệt 2.4 Phương trình cơ bản của động học quá trình sấy Theo phương trình truyền ẩm từ vật liệu vào tác nhân sấy: (7) Với: : hệ số truyền ẩm trong pha khí (kg/m2.h.p) , p: áp suất của hơi ẩm trên bề mặt vật liệu và trong pha khí (mmHg hay at) 29 Thực hành. .. đầu và sau khi đun nóng ( không có tách ẩm cũng như tăng ẩm trong quá trình đun nóng) d2 : độ ẩm tác nhân ra ( sau khi mang hơi ẩm từ vật liệu sấy ra khỏi buồng sấy) 2 Cơ sở lý thuyết về sấy đối lưu: 2.1 Định nghĩa: Sấy đối lưu là quá trình tách ẩm ra khỏi vật liệu bằng cách cấp nhiệt cho ẩm bay hơi.Trong đó, cả hai quá trình truyền nhiệt và truyền ẩm đều được thực hiện bằng phương pháp đối lưu 28 Thực. .. tiến hành thí nghiệm chưa nhịp nhàng, người thực hiện chưa nắm rõ các bước thực hiện cũng như các điểm cần lưu ý khi vận hành thiết bi, các chỉ số trên máy không được nhạy, dẫn đến nhiệt độ chênh lệch lớn Ví dụ như ở trường hợp ống kép chảy ngang, nhiệt lượng tỏa ra của dòng nóng Q N lại bé hơn nhiệt lượng của thu vào của dòng lạnh Q L Nguyên nhân có thể là do khi đo nhiệt lượng dòng nóng thiết bị đo... nghiệm và có thể tính gần đúng như sau: (15) : độ ẩm ban đầu của vật liệu Từ đó ta có: (16) Thay (12) và (15) vào phương trình (11), ta được: (17) Thay (17) vào (10) ta được: (18) 2.6 Lượng nhiệt cung cấp cho vật liệu trong giai đoạn sấy đẳng tốc ( ) Trong giai đoạn sấy đẳng tốc, toàn bộ lượng nước cung cấp từ dòng tác nhân bằng lượng nhiệt bốc hơi ẩm và nhiệt độ vật liệu không đổi nên: (19) 31 Thực hành. .. sấy và đường cong tốc độ sấy Đồ thị đường cong tốc độ sấy Đồ thị đường cong sấy Đ ư ờ n g cong sấy: là đường cong biểu diễn sự thay đổi của đội ẩm vật liệu (U) theo thời gian sấy ( ) (21) Dạng của đường cong sấy: Phụ thuộc vào nhiều yếu tố như lien kết giữ ẩm và vật liệu, hình dáng kích thước, cấu trúc vật liệu, phương trình và ché độ sấy Đường cong sấy là hàm của quá trình sấy.Vì vậy, tuy ở chế độ và. .. Kiểm tra các van đúng theo trình tự đã hướng dẫn Đọc các thông số cần đo chính xác, đúng thời điểm Thường xuyên bảo dưỡng kiểm tra hoạt động của thiết bị Cần phải xử lý và tính toán số liệu cẩn thận để tránh gây sai số Ta thấy trường hợp ống kép chảy dọc có hệ số dẫn nhiệt cao hơn, so với ống kép chảy ngang 26 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc BÀI 3: SẤY ĐỐI LƯU Sấy là quá trình làm bốc hơi nước ra... thuộc vào tính chất vật liệu ẩm Uth: độ ẩm tới hạn U*: độ ẩm cân bằng N: tốc độ sấy đẳng tốc (kg ẩm/(kg vật liệu khô.s) Tích phân phương trình (11) ta nhận được: 30 Thực hành KTTP Lê Nguyễn Anh Quốc (13) Hay logarit hóa (8) ta có: (14) Như vậy, nếu biết được hệ số sấy K, có thể xác định được thời gian cần thiết để thực hiện giai đoạn sấy giảm tốc Hệ số tương đối sấy tương đối được xác định bằng thực