Đồ Án Thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch sữa đặc có đường bằng thiết bị ống dài ba nồi xuôi chiều liên tục

Thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch sữa đặc có đường bằng thiết bị ống dài ba nồi xuôi chiều liên tục

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1: . 4

I. NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN 4

II. LỰA CHỌN THIẾT BỊ 4

1. Khái niệm 4

2. Sơ lược về nguyên liệu: 4

3. Thành phần hoá học của 1 lít sữa bò 5

4. Phân loại thiết bị cô đặc 6

5. Lựa chọn thiết bị cô đặc 6

III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 7

1. Sữa tươi nguyên liệu . 8

2. Gia nhiệt sơ bộ . 8

3. Thanh trùng 8

4. Cô đặc 8

5. Làm lạnh 10

6. Thành phẩm . 11

CHƯƠNG 2: . 12

I. SƠ LƯỢC VỀ THIẾT BỊ CÔ ĐẶC 12

II. CÂN BẰNG VẬT CHẤT VÀ NĂNG LƯỢNG 12

1. Cân bằng vật chất . 13

2. Xác định áp suất và nhiệt độ mỗi nồi 14

3. Xác định tổn thất nhiệt độ hệ thống . 15

3.1. Tổn thất do nồng độ ( ’) . 15

3.2. Tổn thất nhiệt độ do áp suất thuỷ tĩnh ( ’’) . 16

3.3. Tổn thất nhiệt độ do trở lực thuỷ học trên đường ống ( ’’’) 16

3.4. Tổn thất chung cho toàn hệ thống 16

3.5. Xác định hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi . 16

4. Tính nhiệt lượng riêng, nhiệt dung riêng . 16

4.1. Nhiệt lượng riêng . 16

4.2. Nhiệt dung riêng: . 16

5. Lập phương trình cân bằng nhiệt lượng và tính lượng hơi đốt cần thiết 17

III. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CHÍNH 20

1. Độ nhớt . 21

2. Hệ số dẫn nhiệt của dung dịch . 22

3. Hệ số cấp nhiệt 22

3.1. Giai đoạn cấp nhiệt từ hơi đốt đến thành thiết bị 22

3.2. Giai đoạn cấp nhiệt từ thành đến dung dịch 23

3.3. Hệ số phân bố nhiệt hữu ích cho các nồi . 25

IV. KÍCH THƯỚC THIẾT BỊ . 26

1. Buồng đốt . 26

1.1. Ống truyền nhiệt 26

1.2. Đường kính buồng đốt . 26

2. Kích thước buồng bốc 26

3. Đường kính các ống dẫn . 27

3.1. Đường kính ống dẫn hơi đốt và hơi thứ 27

3.2. Đường kính ống dẫn dung dịch . 28

V. TÍNH CƠ KHÍ 29

1. Lựa chọn vật liệu và phương pháp gia công 29

2. Xác định điều kiện làm việc . 29

3. Tính bề dày thân chịu áp suất ngoài 30

4. Tính bề dày đáy, nắp buồng đốt và buồng bốc . 33

4.1. Nắp, đáy elip làm việc áp suất ngoài . 33

4.2. Đáy nón làm việc áp suất ngoài: 34

5. Các bộ phận phụ 36

5.1. Bích và bulông: 36

5.2. Vĩ ống và đĩa phân phối 37

5.3. Tai treo . 38

5.4. Tính bề dày lớp cách nhiệt 41

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHỤ . 42

I. THIẾT BỊ NGƯNG TỤ BAROMET 42

II. THIẾT BỊ GIA NHIỆT 47

III. TÍNH VÀ CHỌN BƠM 48

IV. TÍNH HỆ THỐNG CHÂN KHÔNG 50

1. Chọn bơm chân không . 50

2. Chọn hệ thống ống dẫn khí . 50

3. Xác định độ dẫn khí của các ống dẫn và trở lực của toàn hệ thống 51

4. Xác định thời gian hút khí và áp suất tới hạn của hệ thống . 52

CHƯƠNG 4:ĐIỀU KHIỂN QUÁ TRÌNH . 54

I. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG LÊN QUÁ TRÌNH CÔ ĐẶC . 54

II. ĐẠI LƯỢNG CẦN ĐIỀU CHỈNH . 56

III. TÁC ĐỘNG ĐIỀU CHỈNH 57

IV. CÁC THÔNG SỐ CẦN KIỂM TRA . 57

V. HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN . 57

CHƯƠNG 5: TỔNG KẾT 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO . 62

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN



I. NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN

Thiết kế hệ thống cô đặc dung dịch sữa đặc có đường bằng thiết bị ống dài, ba nồi,

xuôi chiều, liên tục.

Năng suất nhập liệu: 2000 kg/h

Nồng độ đầu: 10% khối lượng

Nồng độ cuối: 74% khối lượng

Aùp suất ngưng tụ: 0,1 at

Aùp suất hơi đốt: 3 at

II. LỰA CHỌN THIẾT BỊ

1. Khái niệm

Cô đặc là phương pháp thường được dùng để tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong

dung dịch 2 hay nhiều cấu tử . Tuỳ theo tính chất của cấu tử khó bay hơi hay dễ bay hơi ta

có thể tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhiệt độ (đun

nóng) hay bằng phương pháp làm lạnh kết tinh.

Trong đồ án này ta dùng phương pháp nhiệt. Trong phương pháp nhiệt, dưới tác dụng

của nhiệt (đun nóng), dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi khi áp suất

riêng phần của nó bằng áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng của dung dịch (tức khi

dung dịch sôi). Để cô đặc các dung dịch không chịu được nhiệt độ cao (như dung dịch

đường) đòi hỏi phải cô đặc ở nhiệt độ đủ thấp ứng với áp suất cân bằng ở mặt thoáng

thấp.

2. Sơ lược về nguyên liệu:

Người ta có thể sản xuất sữa cô đặc có đường từ nguyên liệu chính là sữa tươi hay sữa

tái chế (sữa tái chế được chuẩn bị từ bột gầy, chất béo khan từ sữa và nước). Ngoài ra,

người ta còn sữ dụng đường saccharose, lactose và một số phụ gia. Để là giảm giá thành

sản phẩm, một số nhà sản xuất dùng dầu thực vật để hiệu chỉnh hàm lượng chất béo trong

sản phẩm.

Sữa tươi và sữa tái chế: trong sản xuất sữa cô đặc, nguyên liệu sữa tươi và sữa tái chế

phải đạt các chỉ tiêu về cảm quan, hoá lý và vi sinh vật tương tự như trong sản xuất sữa

tiệt trùng và các sản phẩm khác từ sữa. Các nhà sản xuất thường quan tâm đến hai chỉ tiêu

dưới đây:

Sự ổn định của các protein sữa với tác nhân nhiệt càng cao thì càng tốt: yêu cầu

này nhằm hạn chế sự đông tụ protein trong các quá trình xử lý nhiệt, đảm bảo cấu

trúc sản phẩm được đồng nhất và không bị kết tủa. Để làm tăng tính ổn định của

các protein sữa, các nhà sản xuất cần sử dụng một số phụ gia thích hợp.

ở nhiệt độ thấp (65 – 70

0

C) nên sẽ hoạt hoá các bào tử trong sữa và làm cho chúng

nảy mầm, đồng thời các tế bào sinh dưỡng chịu nhiệt sẽ không bị ức chế trong quá

trình cô đặc.

Đường saccharose: saccharose là một disaccharide do glucose va fructose tạo thành.

Việc sữ dụng saccharose trong sản xuất sữa đặc có đường với mục đích làm tăng áp lực

thẩm thấu trong sản phẩm, nhờ đó kéo dài thời gian bảo quản sữa cô đặc. Thông thường,

các nhà sản xuất sữ dụng tinh thể saccharose (tinh luyện) để sản xuất sữa cô đặc có

đường. Các chỉ tiêu .