MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
Trong kế hoạch đào tạo đối với sinh viên năm thứ tư, môn học Đồ án Quá trình và Thiết bị
là cơ hội tốt cho việc hệ thống kiến thức về các quá trình và thiết bị của công nghệ hoá học. Bên
cạnh đó, môn này còn là dịp để sinh viên tiếp cận thực tế thông qua việc tính toán, thiết kế và lựa
chọn các chi tiết của một thiết bị với các số liệu cụ thể, thông dụng.
Đồ án “Nghiên cứu, tính toán và thiết kế thiết bị nghiền và ép đậu nành của hệ thống sản
xuất 1200kg đậu phụ/ ngày” được thực hiện dưới sự hướng dẫn trực tiếp của TS. Nguyễn Quý, bộ
môn Quá trình và Thiết bị - khoa Kỹ thuật Hoá học trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ
Chí Minh. Em xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Quý cũng như các thầy cô của bộ môn Quá
trình và Thiết bị và những người bạn đã nhiệt tình giúp đỡ trong quá trình thực hiện.
Vì Đồ án Quá trình và Thiết bị là đề tài lớn đầu tiên mà một sinh viên đảm nhận nên thiếu sót và
hạn chế trong quá trình thực hiện là không tránh khỏi. Do đó, em rất mong nhận được thêm góp
ý, chỉ dẫn từ thầy cô giáo và bạn bè để củng cố và mở rộng kiến thức chuyên môn.
Đậu phụ là một trong những sản phẩm thực phẩm quan trọng và phổ biến ở các nước Đông
Á và Đông Nam Á. Đậu phụ không có cholesterol, hàm lượng acid béo no thấp và giàu protein.
Các nước phương Tây cũng đã ngày càng quan tâm tới đậu phụ vì giá trị dinh dưỡng cũng như
lợi ích về sức khỏe mà nó mang lại cho con người.
Đậu phụ là một sản phẩm truyền thống ở Việt Nam nhưng hiện nay, ở Việt Nam đậu phụ
chỉ được làm thủ công bán ngoài chợ. Trong khi đó nhu cầu tiêu dùng sản phẩm đậu phụ ngày
càng tăng, đòi hỏi không những sản phẩm phải có chất lượng cao mà còn phải đảm bảo vệ sinh.
Do đó việc đưa đậu phụ vào sản xuất công nghiệp là rất quan trọng. Đồ án sẽ trình bày về
quy trình sản xuất đậu phụ trong công nghiệp và thiết bị nghiền đậu nành được sử dụng.
PHẦN 1 : MỞ ĐẦU
1. Tổng quan về nguyên liệu
1.1/Hạt đậu nành
Hình dạng: Hạt đậu nành có nhiều hình dạng khác nhau từ tròn tới thon dài và dẹt (tròn, bầu
dục, tròn dài, tròn dẹt,phụy dài).
Màu sắc: vàng xanh, xám, nâu hoặc đen và các màu trung gian. Phần lớn màu vàng, loại đậu
nành màu vàng là loại tốt nên thường được ưa cphụộng.
Kích thước: có 3 loại to, trung bình và nhỏ. To là loại 1000 hạt nặng 300 g trở lên. Trung

Phenylalanine 4,96 5,12 4,48 5,44 4,80 2,8
Threonine 3,84 5,12 4,64 4,96 3,36 2,8
Trytophane 1,28 1,76 1,21 1,44 1,28 1,4
Valine 4,80 7,52 5,28 7,36 5,76 4,2
Methionine 1,28 3,20 2,72 2,88 2,08 2,2
 Chất béo đậu nành
Bảng 3: Thành phần acid béo trong đậu nành
Acid béo Ký hiệu % Khối lượng Khối lượng phn
tử
Lauric
Myristic
Palmitic
Stearic
Oleic
Linoleic
Linolenic
12:0
14:0
16:0
18:0
18:1
18:2
18:3
4.5
4.5
11.6
2.5
21.1
48.7
7.1

0,16÷0,47% 0,41÷0,82% 0,22÷0,24%
37 mg/kg
90÷150 mg/kg
 Vitamin:
Bảng 5: Thành phần vitamin trong hạt đậu nành
Vitamin
Hàm lượng (µg/g)
Thiamine (B1)
11,0 ÷ 17,5
Riboflavin (B2)
3,4 ÷ 3,6
Niacin (B5)
21,4 ÷ 23,0
Pyridoxine (B6)
7,1 ÷ 12,0
Biotin (H) 0,8
Acid panthothenic (B15)
13,0 ÷ 21,5
Acid folic (B9) 1,9
Inositol 2300
Carotene
0,18 ÷ 3,42
Vitamin E 1,4
Vitamin K 1,9
 Sắc tố
Sắc tố màu vàng bao gồm những carotenoid và dẫn xuất flavon. Sắc tố anthocyane có trong
những loại đậu có màu tím và đen.
2. TỔNG QUAN VỀ SẢN PHẨM ĐẬU HỦ
2.1. Đậu phụ là gì?
Theo một tài liệu đã 2000 năm ở Châu Á, đậu phụ được biết tới như là nguồn dinh dưỡng lớn

Đậu phụ mềm thích hợp cho các món ăn cần phối trộn đậu phụ.
 Đậu phụ cứng kiểu Châu Á (Asian firm tofu, cotton tofu):
Mặc dù đã được tách nước và nén ép, loại đậu phụ này còn chứa một lượng ẩm khá lớn. Nó
có độ cứng giống thịt sống nhưng đàn hồi hơn. cấu trúc bên trong giống món bánh sữa cứng,
bên ngoài có cấu trúc giống vải muslin dùng để tách nước và đàn hồi hơn bên trong, có thể ăn
bằng đũa.
 Đậu phụ khô/cứng kiểu phương Tây (Western firm/dried tofu):
Chứa hàm ẩm thấp nhất trong các loại đậu phụ tươi. Có độ cứng giống thịt đã nấu chín hoàn
toàn. Khi được cắt lát mỏng, nó dễ bở ra. Mặt ngoài có cấu trúc giống vải muslin (dùng để tách
nước và nén ép). Đậu phụ này được nghiền và tạo hình lại sau khi nén ép có thể làm giảm tính
chất mịn như vải của nó. Một dạng đậu phụ khô (Shredded dried tofu) được thái sợi có đường
kính nhỏ hơn 2 mm giống sợi mì, có thể được dùng lạnh, chiên…
Đậu phụ cứng nói cphụng đều có thể được xào, nướng, làm đồ cphụa, phụn khói, barbecue,
hoặc nấu với soup. Đậu phụ cứng giàu protein, chất béo và calcium hơn đậu phụ mềm.
b. Theo mục đích sử dụng:
 Đậu phụ tươi (Fresh tofu): là đậu phụ tphụ được từ khối đông đậu phụ, hoàn toàn không
qua giai đoạn chế biến. Đậu phụ tươi thường được bán dưới dạng ngâm hoàn toàn trong
nước để duy trì hàm ẩm.
 Đậu phụ chế biến (Processed tofu): là đậu phụ được cphụẩn bị từ đậu phụ tươi xuất phát
từ nhu cầu bảo quản đậu phụ trước khi làm lạnh hoặc tăng thời gian sử dụng của đậu
phụ.Có các hình thức chế biến đậu phụ tươi như sau:
 Đậu phụ lên men (fermented tofu, pickled tofu, tofu dairy, chao):Chao là một loại đậu
phụ lên men, một món ăn Việt Nam, phổ biến ở miền Trung và miền Nam. Nhiều
người cảm thấy sản phẩm này có vị thơm ngon, béo ngậy, đặc trưng, kích thích ăn
ngon miệng. Nó cịn được nhắc đến là "phô mai châu Á" vì nĩ cĩ lớp mốc bn ngồi bo
như phô mai Roquefort hay Camembert. Nó có thể được sử dụng trong ăn chay.
 Đậu phụ tẩm gia vị (Flavoured tofu): Gia vị được bổ sung trực tiếp vào sữa đậu nành
đang đông tụ.
 Đậu phụ ngọt (Sweet flavoured tofus: almond tofu, mango tofu, coconut tofu): được
dùng như món tráng miệng. Gia vị cho vào sữa đậu nành gồm đường, acid trái cây,

Có 3 loại tác nhân gây đông tụ: muối và acid đã được sử dụng trên thị trường, còn enzyme
thì chưa được sử dụng trên thị trường nhưng có thể tạo ra đậu phụ cứng và đậu phụ mịn. Mỗi
loại tác nhân đông tụ được sử dụng riêng lẻ hoặc kết hợp pphụ tphụộc vào vai trò của nó trong
việc tạo ra cấu trúc đậu phụ mong muốn.
Sử dụng nhiệt và pH: nhiệt độ sẽ làm cho protein bị biến tính, duỗi mạch và lộ ra những
nhóm kỵ nước hình thành những tương tác kỵ nước protein – protein. Sự thay đổi pH sao cho
protein trung hòa về điện, không đẩy nhau và do đó kết lại với nhau tạo mạng gel.
Sử dụng acid hữu cơ: acid lactic, acid acetic, Glucono delta – lactone (GDL)…
GDL: acid hữu cơ có trong tự nhiên cũng được sử dụng trong sản xuất phô mai, tạo ra đậu
phụ có cấu trúc rất mịn gần giống jelly. Tác nhân này được sử dụng đặc biệt để sản xuất đậu
phụ mềm và mịn, tạo ra vị cphụa gần như không cảm nhận được cho đậu phụ thành phẩm. GDL
thường được sử dụng kết hợp với calcium sulphate để tạo ra cấu trúc mềm mịn cho đậu phụ.
Sử dụng nhiệt và ion Ca
++
/Mg
++
: ion calcicum/magnesium đóng vai trò là cầu nối liên kết
các protein lại với nhau tạo khối gel. Ion Ca
++
/Mg
++
thường ở dạng muối CaSO
4
, MgSO
4
, CaCl
2
,
MgCl
2

Hạt đậu nành nguyên
Ngâm
Nghiền ướt
Gia nhiệt
Lọc
Nước
Nước
Chất chống tạo bọt
Thuyết minh qui trình công nghệ sản xuất đậu phụ:
1.Ngâm rửa:
 Mục đích công nghệ: chuẩn bị
Làm cho hạt mềm ra giảm nhẹ và tăng hiệu suất quá trình nghiền.Loại bỏ 1 phần tạp chất bám
trên nguyên liệu giúp nâng cao hiệu suất rửa sạch.Nếu ngâm trong nước nóng thì các chất ức chế
trypsine và enzyme lipoxygenase bị vô hoạt, đồng thời tăng sự hòa tan của các hợp chất
oligosaccharides vào trong nước như raffinose và stachyose ( hai thành phần khó tiêu hóa đối với
cơ thể ).
 Các yếu tố ảnh hưởng:
 Lượng nước ngâm:
Thường sử dụng với tỷ lệ đậu : nước là 1 : 2.5, không nên dùng cao quá vì các thành phần
trong hạt đậu dễ tan ra nước gây tổn thất chất khô đồng thời gây lãng phí trong sản xuất. Nhưng
nếu dùng ít quá, hạt đậu ngấm nước không đều, lượng nước không đủ làm cho hạt đậu trương
cũng làm giảm hiệu suất phụ hồi protein.
 Thời gian ngâm:
Thời gian ngâm dài hay ngắn có ảnh hưởng đến hiệu suất tphụ hồi protein. Khi nhiệt độ
ngoài trời là 15- 25
o
c chỉ ngâm trong 5 – 6 giờ, khi 25 – 30
o
C chỉ ngâm 3 – 4 giờ. Nói cphụng
sau khi ngâm hạt đậu có hàm ẩm 55 – 65% là tốt. Nếu thời gian quá ngắn thì chưa đủ phá vỡ

thấy mặt đậu bằng phẳng không có vết lõm là được.
 Thiết bị:Thiết bị ngâm rửa.
2.Nghiền ướt:
 Mục đích công nghệ: khai thác do phá vỡ hạt đậu nành, giải phóng protein, lipid, glucid và
các chất hòa tan khác trong đậu nành vào trong nước.
 Cách thực hiện:
 Nhiệt độ của nước cung cấp cho quá trình nghiền: 20-21
o
C
 Tỉ lệ nước : đậu = 4 : 1 (w/w).
 Các yếu tố ảnh hưởng:
 Tỷ lệ nước : đậu
Ảnh hưởng tới hiệu suất thu hồi protein. Nếu lượng nước cho vào quá ít thì ngoài việc không
đủ các phân tử nước để hòa tan số phân tử có trong hạt đậu còn xảy ra hiện tượng ma sát giữa
các thành phần trong hạt đậu với thiết bị nghiền làm phát sinh nhiệt, nhiệt này không được
truyền dẫn đi nhanh chóng sẽ tích tụ lại làm protein bị biến tính không hòa tan trong nước, sau
này sẽ lẫn vào bã gây tổn thất lớn trong sản xuất. Mặt khác cũng do ma sát quá lớn, máy nghiền
phải làm việc với một công suất lớn gây tổn hao điện năng và hạ thấp năng suất của máy trong
quá trình làm việc. Nếu lượng nước quá nhiều thì độ hòa tan của các thành phần hạt đậu có tăng
nhưng sau này phải gia nhiệt một khối lượng nước quá lớn, tổn hao nhiên liệu và thiết bị chứa
đựng. Nước quá nhiều trong quá trình nghiền còn làm cho đậu chảy ra gây hiện tượng nghiền
không mịn, cấu trúc tế bào hạt đậu chưa bị phá vỡ triệt để, làm giảm hiệu suất tphụ hồi protein.
 Thời gian nghiền
Nếu thời gian quá ngắn thì sẽ không đủ phá vỡ tế bào và trích ly hiệu quả các chất hòa tan
vào dung dịch, quá dài thì độ mịn của hạt không tăng lên mà gây hao phí điện năng trong sản
xuất.
 Bản chất hạt đậu
Dịch sữa đậu nành là một hệ huyền ph có chất saponin là chất có tính dễ tạo bọt, các bọt này
là một loại nphụ tương khí gồm những bong bóng khí được phân cách nhau bằng một màng
chất lỏng là protein, có sức căng bề mặt ngoài rất nhỏ nên có độ bền rất cao, vì vậy ta phải cho

Ảnh hưởng tới độ nhớt của dung dịch phụyền pphụ, nhiệt độ cao làm giảm độ nhớt của dung
dịch sữa giúp thực hiện quá trình lọc dễ dàng hơn. Nhiệt độ sữa đậu nành thô trước khi lọc nên
ở 80 – 90
o
C.
 Sự rửa bã:
Trong quá trình tách dung dịch keo ra khỏi các chất rắn sẽ xảy ra hiện tượng các chất rắn giữ
lại trên bề mặt nó các tiểu phân keo, vì vậy phải dùng nước rửa lại bã để tận tphụ các tiểu phân
keo này. Lượng nước rửa bã không nên quá nhiều vì sẽ tốn nhiên liệu và dụng cụ chứa đựng các
khâu sau, trong khi lượng protein tphụ hồi không được bao nhiêu.
Bã đậu nói cphụng sau lọc có thành phần như sau:
Protein: 3 – 4%
Lipid: 1 – 2%
Glucid: 5 – 6%
Hàm ẩm: 80 – 90%
Nếu thành phần protein lớn sẽ gây tổn thất nguyên liệu. Bã đậu là nguồn thức ăn gia súc rất
tốt cần tận dụng ngay, để lâu sẽ bị thối, làm mất vệ sinh xí nghiệp đồng thời làm tổn hao các
thành phần dinh dưỡng của bã.
 Thời gian lọc:
Dịch sữa sau khi lọc xong có khoảng 15000 – 20000 vi khụẩn lactic/cm
3
do vậy nếu để lâu
trong không khí tự nhiên sẽ xảy ra phản ứng:
Chính lượng acid lactic sinh ra này sẽ làm thay đổi pH của dịch sữa, làm nó cphụyển dần về
phía acid và tới gần điểm đẳng điện của protein đậu nành, làm cho sữa bị đông vón lại, thậm chí
ngay khi gia nhiệt, chưa kịp cho tác nhân kết tủa vào đã gây ra hiện tượng đông vón với những
hoa đậu rất nhỏ, trong ngành sản xuất đậu phụ gọi là "ngậy", ý nói nước sữa đậu đã bị cphụa
hỏng không kết tụ và ép bánh được. Do vậy, sữa kể từ nghiền đến khi nghiền đến khi lọc xong
không được kéo dài quá 30 phụt về mùa hè, 50 phút về mùa đông.
 Thiết bị:Thiết bị lọc ly tâm.

C trên cùng 1 đường ống
của thiết bị tiệt trùng.
7.Bổ sung tác nhân đông tụ:
 Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình đông tụ.
 Các yếu tố ảnh hưởng:
 Phương pháp bổ sung tác nhân đông tụ:
Bổ sung một lần hoặc nhiều lần sao cho đảm bảo hàm lượng tác nhân đông tụ thích hợp cho
quá trình đông tụ.
 Loại tác nhân đông tụ:
Mỗi loại tác nhân đông tụ tạo ra cấu trúc khác nhau cho đậu phụ thành phẩm và theo cơ chế
khác nhau do đó phải chọn tác nhân đông tụ thích hợp.
 Khuấy trộn:
Tác nhân đông tụ phải được phân tán đều bên trong khối sữa để các ion Ca
2+
tiếp xúc với
toàn bộ protein chuẩn bị cho quá trình đông tụ được thực hiện hoàn toàn.
 Cách thực hiện:
Tác nhân đông tụ được bơm từ bồn chứa vào đường ống dẫn sữa, phối trộn với sữa trước khi
đổ hộp. Tác nhân đông tụ là hỗn hợp calcium chloride 0.25% và magnesium chloride 0.1% khối
lượng sữa, pha thành dung dịch có nồng độ calcium chloride 30%.
 Thiết bị:Bồn chứa tác nhân đông tụ và bơm định lượng.
8.Rót hộp:
 Mục đích công nghệ:
Bảo quản sản phẩm do cách ly sản phẩm với môi trường bên ngoài.Hoàn thiện do tạo hình
dạng nhất định cho sản phẩm.Thuận lợi cho vận chuyển, phân phối và mua bán.
 Cách thực hiện:
Sử dụng hộp chứa làm bằng nhựa PP được hàn kín bằng nắp nhựa PP dạng màng, kích thước
rộng 77mm, dài 129mm, cao 40mm. Hộp trước khi sử dụng được phun dung dịch magnesium
chloride 0.1% thành 1 lớp màng mỏng bên trong hộp để đậu phụ thành phẩm được lấy ra khỏi
hộp dễ dàng.Kết hợp quá trình rót hỗn hợp sữa và tác nhân đông tụ với quá trình dán nắp.

 Bảo quản: ngăn chặn bào tử nảy mầm và phát triển ở nhiệt độ tối thích 60-70
o
C.
 Các biến đổi chủ yếu: biến đổi quan trọng nhất là sự giảm nhiệt độ hỗn hợp xuống 10
o
C.
 Thiết bị: Thiết bị đông tụ, quá trình làm nguội được thực hiện ở khoang sau của thiết bị.
PHẦN 3.TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT
Năng suất thiết kế tính theo sản phẩm:
1200 kg đậu phụ sản phẩm/ ngày,1 ngày làm liên tục 6 giờ
 Năng suất mỗi mẻ: 1200/6=200 kg/h
Ước lượng tổn thất qua từng công đoạn (tính theo % khối lượng)
Bảng : Ước lượng tổn thất qua từng công đoạn
Tổn thất trong các quá trình Giá trị
Rửa 5% khối lượng nguyên liệu
Nghiền ướt 1% khối lượng sữa đậu nành thô
Gia nhiệt 1% khối lượng sữa đậu nành thô
Lọc 1% khối lượng sữa đậu nành
Tiệt trùng 2% khối lượng sữa đậu nành
Bổ sung tác nhân đông tụ 0.15% khối lượng hỗn hợp
Rót hộp 1% khối lượng hỗn hợp
Tính cân bằng vật chất cho 200 kg /h sản phẩm:
Gọi X là số kg nguyên liệu cần để sản xuất ra 600 kg sản phẩm
Khối lượng hạt đậu nành sau quá trình ngâm ( giả sử khối lượng hạt tăng 2.2 lần so với ban
đầu ):
X*2.2 = 2.2X kg
Khối lượng hạt đậu nành sau quá trình rửa:
2.2X – 0.05*X = 2.15X kg
Khối lượng sữa đậu nành thô sau quá trình nghiền ướt có bổ sung nước với tỷ lệ 4:1 theo
khối lượng so với hạt đậu nành nguyên liệu:

Khối lượng sữa đậu nành sau quá trình tiệt trùng:
3.1333X*(1-2%) = 3.070634X kg
Khối lượng magnesium chloride thêm vào:
3.1297*0.25% = 7.8243*10
-3
X kg
Khối lượng calcium chloride thêm vào:
3.070634*0.1% = 3.071*10
-3
X kg
Giả sử dung dịch tác nhân đông tụ có nồng độ magnesium chloride 30%, khối lượng dung
dịch tác nhân đông tụ cần chuẩn bị:
7.677*10
-3
X/30% = 0.02559X kg
Lượng nước dùng pha tác nhân đông tụ là:
0.02559X - 7.677*10
-3
X - 3.071*10
-3
X = 0.014842X kg
Khối lượng hỗn hợp sữa và tác nhân đông tụ:
( 3.070634X + 7.677*10
-3
X + 3.071*10
-3
X )*( 1-0.15% ) = 2.6192X kg
Khối lượng hỗn hợp sau quá trình đổ hộp:
2.6192X*(1-1%) = 2.593X kg
Vậy khối lượng sản phẩm cuối cùng của 1 mẻ = 2.593X

= 150
o
C.
 Dòng hơi nước đi ngoài ống với nhiệt độ t= 175 (
o
C) ,tại áp suất tuyệt đối P= 9,1 at,
nhiệt hoá hơi r
h
=2038,5 (kJ/kg) (theo sổ tay 2 Bảng I.250)
Các thông số của đậu nành không đổi theo nhiệt độ
 Khối lượng riêng của đậu nành: ρ
đn
= 1272,5 (kg/m
3
)
 Độ nhớt của đậu nành: ν
đn
= 9,6.10
-4
(m
2
/s)
 Hệ số dẫn nhiệt của đậu nành: λ
đn
= 0.27 (W/mK)
 Nhiệt dung riêng của đậu nành: C
đn
= 1550 ( J/kg
o
C)

−
−
−−−
=∆
Ln
t
= 50,744 (
o
C).
3.Hệ số truyền nhiệt:
Hệ số truyền nhiệt K được tính theo công thức:
,(W/m
2
.K)
Với:
 α
sđn
: hệ số cấp nhiệt của dòng sữa đậu nành (W/m
2
.K).
 α
h
: hệ số cấp nhiệt của dòng hơi nước (W/m
2
.K).
 ∑r
t
: nhiệt trở qua thành ống và lớp cáu.
3.1 Xác định hệ số cấp nhiệt của sữa đậu nành đi trong ống :
Nhiệt độ trung bình của dòng sữa đậu nành trong ống: t

3
)
 Độ nhớt của đậu nành: µ
đn
= 9,6.10
-4
(m
2
/s)
 Độ nhớt của nước : µ
n
= 2,38.10
-4
(m
2
/s)
⇒ Độ nhớt của sữa đậu nành: µ
sđn
=
Đn
µ
đn
+(1-
Đn
) µ
n
= 3,824.10
-4
(m
2

⇒ Nhiệt dung riêng của sữa đậu nành : C
sđn
= 3703,6 ( J/kg
o
C)
Chuẩn số Prandtl: Pr
sđn
= = 2,349
Chọn vận tốc sữa đậu nành đi trong ống:
⇒ v
sđn
= = 0,197 (m/s).
Chuẩn số Reynolds :
Re
sđn
= = 11102 .Ta có : Re>10000 ⇒ chế độ chảy rối
Áp dụng công thức V44a trong sổ tay 2, trang 16 ⇒ công thức xác định chuẩn số Nusselt:
Trong đó: ε
1
– hệ số tính đến ảnh hưởng của hệ số cấp nhiệt theo tỷ lệ giữa chiều dài L và
đường kính d của ống.
Tra bảng 3.1, trang 110, [4] ⇒ chọn ε
1
= 1
Hệ số cấp nhiệt của nước đi trong ống trong: α
sđn
=
3.2 Nhiệt tải qua thành ống và lớp cáu :
t
2w1w

t
= 0,002 (m)
 Hệ số dẫn nhiệt của thép không gỉ: λ
t
= 16,3 (W/mK)
 Nhiệt trở lớp bẩn trong ống: r
1
= 1/5000 (m
2
.K/W)
 Nhiệt trở lớp cáu ngoài ống: r
2
=1/5800 (m
2
.K/W)
Nên: ∑r
t
= 4,951.10
-4
(m
2
.K/W)
3.3 Xác định hệ số cấp nhiệt của hơi ngưng tụ ngoài ống :
Điều kiện:
- Ngưng tụ hơi bão hòa.
- Không chứa không khí không ngưng.
- Hơi ngưng tụ ở mặt ngoài ống.
- Màng chất ngưng tụ chảy tầng.
- Ống nằm ngang.
Áp dụng công thức (3.65), trang 120, [4]⇒ Đối với ống đơn chiếc nằm ngang thì:

 Nhiệt ngưng tụ của dòng hơi: r = r
n
= 2047 (kJ/kg) = 2047000 (J/kg)
Nên: α
n
=17329 (W/m
2
K)
⇒ q
n
= α
n
(t
n
– t
W1
) = 69316(W/m
2
)
⇒ q
t
= q
n
= 69316(W/m
2
) (xem nhiệt tải mất mát là không đáng kể)
⇒ t
w2
= t
w1

) µ
n
= 3,552.10
-4
(m
2
/s)
 Hệ số dẫn nhiệt của đậu nành: λ
đn
= 0.27 (W/mK)
 Hệ số dẫn nhiệt của nước : λ
n
= 0,686 (W/mK)
⇒ Hệ số dẫn nhiệt của sữa đậu nành: λ
w2
=
Đn
λ
đn
+(1-
Đn
) λ
n
= 0,603(W/m
o
C)
• Nhiệt dung riêng của đậu nành: C
đn
= 1550 ( J/kg
o

⇒ q
sđn
= α
sđn
(t
W2
– t
sđn
) = 40960,452 (W/m
2
)
Kiểm tra sai số:
ε = 100% = 4,1% < 5% (thỏa)
Kết luận: t
w1
= 171
o
C và t
w2
= 137
o
C
3.4 Xác định hệ số truyền nhiệt:
= 971,935 (W/m
2
K)
4. Bề mặt truyền nhiệt:
Bề mặt truyền nhiệt được xác định theo phương trình truyền nhiệt:
F = = = 0,35(m
2

k
=380.10
6
N/m
2
; σ
c
=240.10
6
N/m
2
;Bảng XIII.3[6],
n
k
=2,6 ;n
c
=1,5)
Tốc độ gỉ 0,06mm /năm (C
1
=1.10
-3
m; C
2
=0)
Môi trường làm việc là hơi boã hoà : Áp suất hơi làm việc P
mt
= 9,1 at= 892419,339 N/m
2
;
nhiệt độ 175

c
] = η= 160.10
6
N/m
2
Ta lấy giá trị bé hơn trong hai kết quả vừa tính được của ứng suất để tính toán tiếp
Hệ số bền của thân hình trụ theo phương dọc được xác định theo công thức XIII.16 và bảng
XIII.3 [6]
ϕ = = 0,873
Vì ϕ = 136

>50 ,do đó có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu số của công thức XIII.8 [6] và khi đó
chiều dày thân tính bằng:
S= + C = 1,101.10
-3
+C ,m
C= C
1
+C
2
+C
3
= (1+0+0,8)10
-3
=1,8.10
-3
m ; trong đó C
3
=0,8. 10
-3

N/m
2
< = 200.10
6
N/m
2
Từ đó ta có đường kính ngoài thiết bị D
n
= D
tr
+2S =0,306 m
6.2 Tính bền cho đáy hộp đầu thiết bị
Nắp làm từ vật liệu X18H10T

.Nắp hàn từ hai nữa tấm, hàn diện hai phía bằng tay: ϕ
h
=0,95;
bảng XII.4[6] σ
k
=540.10
6
N/m
2
; σ
c
=220.10
6
N/m
2
;bảng XIII.3[6], n

N/m
2
Ứng suất cho phép giới hạn chảy – theo công thức XIII.2[6] và bảng XIII.3 [6]
[σ
c
] = η= 146.10
6
N/m
2
Ta lấy giá trị bé hơn trong hai kết quả vừa tính được của ứng suất để tính toán tiếp
Bởi vì =85>30, do đó có thể bỏ qua đại lượng P ở mẫu số của công thức XIII.47 [6] và khi
đó chiều dày nắp tính bằng:
S= = 1,01.10
-3
+C,m
C= C
1
+C
2
+C
3
= (1+0+0,8)10
-3
=1,8.10
-3
m ; trong đó C
3
=0,8. 10
-3
m tra bảng XIII.9 [6]

< = 200.10
6
N/m
2
7.Tổng hợp chi tiết cơ bản của thiết bị
7.1 Vỏ
Đường kính trong thiết bị : D
tr
= 0,3 m
Đường kính ngoài thiết bị D
n
=0,306 m
Bề dày thiết bị S= 3mm
7.2 Ống
Ống được làm bằng thép X18H10T, kích thước ống 25×2 mm
Chiều dài ống L= 0,6 m
Tổng số ống là n = 19 ống .
7.3 Vỉ ống
Tra bảng trang 178 [3] bước ống t= 32mm
Ống được bố trí theo hình lục giác đều.
Số ống trên xuyên tâm của hình 6 cạnh : b = 5 ống

7.4 Vách ngăn lưu chất phía vỏ
Tấm ngăn hình viên phân thường được cắt 1 khoảng h=25%D . D
ngăn
= 297mm
Các lỗ trên tấm ngăn có đường kính lớn hơn đường kính ống chừng 1mm ⇒ d= 26 mm
Trang bảng 2.3 trang 179 [3] bề dày tấm ngăn S= 10mm, khoảng cách tối đa giữa chúng
l=300mm
7.5 Thanh giằng