Bài giảng Quá trình và thiết bị chuyển khối: Hệ thống cô đặc

Bài giảng "Quá trình và thiết bị chuyển khối: Hệ thống cô đặc" được biên soạn với các nội dung chính sau đây: Khái niệm chung; Các phương pháp cô đặc – Quá trình và thiết bị; Cân bằng nhiệt, cân bằng vật chất cho hệ thống cô đặc một nồi và nhiều nồi; Tính số nồi thích hợp trong hệ thống cô đặc nhiều nồi. Mời các bạn cùng tham khảo bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Quá trình và thiết bị chuyển khối: Hệ thống cô đặc HỆ THỐNG CÔ ĐẶC2.1. Khái niệm chung2.2. Các phương pháp cô đặc – Quá trình và thiết bị2.3. Cân bằng nhiệt, cân bằng vật chất cho hệ thống cô đặc một nồi và nhiều nồi2.4. Tính số nồi thích hợp trong hệ thống cô đặc nhiều nồi Khái niệm chung• Cô đặc là quá trình tách dung môi, làm tăng nồng độ chất tan trong dung dịch• Quá trình cô đặc làm giảm thể tích sản phẩm, tăng giá trị dinh dưỡng, tăng thời gian bảo quản, giảm chi phí bao bì và vận chuyển• Bản chất vật lý của quá trình bay hơi P1 = P0 + P’(P’ là áp suất thắng sức căng bề mặt) Bay hơi trên bề mặt Bay hơi trong lòng chất lỏng (Sôi) P1 P0• Nhiệt độ sôi của dung dịch phụ thuộc vào nồng độ chất hòa tan và tính chất của dung dịch. p (Pa-P)/Pa=n/N Pa= f(t) P= g(t)Pa: Áp suất hơi bão hòa của dung môiP : Áp suất hơi bão hòa của dung môi Pa trên bề mặt dung dịchN: nồng độ mol của dung môi Pn: nồng độ mol của chất hòa tan. t ta t Sự thay đổi tính chất vật lý của dung dịch khi cô đặc x: Nồng độ dung dịch C: Nhiệt dung riêng C: Khối lượng riêng: Độ nhớt  x: Hệ số dẫn nhiệt: Hệ số tỏa nhiệt  Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn trung tâm• Ưu điểm• Có cấu tạo đơn giản, dễ sửa chữa làm sạch• Có khả năng đảo trộn dung dịch• Nhược điểm• Tốc độ tuần hoàn giảm vì dòng đối luu ngược trong ống tuần hoàn• - Dễ bị bám cặn trên bề mặt truyền nhiệtThiết bị cô đặc phòng đốt treo Thiết bị cô đặc phòng đốt treo• Ưu điểmCó khả năng đảo trộn dung dịch, tốc độ tuầnhoàn tốt• Nhược điểmKích thước thiết bị lớn, cấu tạo phức tạpVệ sinh khóThiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài kiểu đứng Thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài kiểu đứng• Ưu điểm Có khả năng tăng cường độ tuần hoàn và bốc hơitốt. Giảm nguy cơ bị bám cặn bề mặt truyền nhiệt Dễ dàng tháo rời buồng đốt để sửa chữa, vệ sinh.• Nhược điểm Kích thước thiết bị cồng kềnhThiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài kiểu nằm ngang Thiết bị cô đặc có phòng đốt ngoài nằm ngang• Ưu điểm Có khả năng tăng cường độ tuần hoàn và bốc hơitốt kiểu buồng treo Dễ dàng tháo rời buồng đốt để sửa chữa, vệ sinh. Kích thước thiết bị gọn hơn loại thẳng đứng• Nhược điểm Tốc độ tuần hoàn và bốc hơi kém hơn loạithẳng đứngThiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức• Ưu điểm• Có tốc độ tuần hoàn, 1,5-3,5 m/s, lớn hơn tuần hoàn tự nhiên từ 2-3 lần• Tránh đươc bám cặn trên bề mặt ống truyền nhiệt• Nhược điểm• - Tốn năng lượng do bơmThiết bị cô đặc kiểu màng Thiết bị cô đặc kiểu màng• Ưu điểm• Có tốc độ tốc độ trong ống truyền nhiệt rất lớn, hệ số truyền nhiệt lớn• Ap suất thủy tĩnh nhỏ, tổn thất thủy tĩnh nhỏ• Nhưuợc điểm• Khó vận hành• ống truyền nhiệt dài, 6-9m, nên khó làm sạch• Không thích hợp với dung dich kết tinhThiết bị cô đặc có vành dẫn chất lỏng Thiết bị cô đặc có vành dẫn chất lỏngƯu điểm• Có tốc độ tuần hoàn lớn, hệ số truyền nhiệt lớn• Dung dịch không sôi trong buồng đốt nên ít bị bám cặn, cháy, thích hợp với dung dịch đậm đặc, kết tinh và có độ nhớt lớn.Nhược điểm• Thiết bị cồng kềnh và có trở lực lớnCÁC PHƢƠNG PHÁP CÔ ĐẶC• Hệ thống cô đặc môt nồi làm viêc liên tục• Hệ thống cô đặc môt nồi làm việc theo mẻ• Hệ thống cô đặc nhiều nồi làm việc xuôi chiều• Hệ thống cô đặc nhiều nồi làm việc ngược chiều ...