Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
PHẦN 1
TỔNG QUAN VỀ CAM VÀ CÔNG NGHỆ
SẢN XUẤT NƯỚC CAM CÔ ĐẶC
I. TỔNG QUAN VỀ CAM
I.1. Nguồn gốc
Cây cam đã được biết đến từ rất lâu khoảng 2200 năm trước công nguyên ở Trung Quốc
nhưng một số người lại cho rằng cây cam có nguồn gốc từ dãy Himalayas (Ấn Độ). Cam được
trồng rất phổ biến ở Ấn Độ, sau đó lan rộng về phía đông, và đến cả vùng Đông Nam Á. Vào
khoảng thế kỉ thứ 3 trước công nguyên, cây cam được đưa đến Châu Âu và nó lan ra tới cả vùng
Đòa Trung Hải. Sau đó, cây cam được Columbus mang đến Châu Mỹ. Những năm sau đó, những
người làm vườn ở Châu Mỹ và Châu Âu đã đem cây cam đến Châu Úc và Châu Phi. Ngày nay
cây cam được trồng rất phổ biến ở nhiều nơi trên thế giới.
I.2. Phân loại
Có nhiều cách phân loại cam khác nhau, tùy thuộc vào từng quốc gia và đòa phương. Trong
thương mại, cam được chia thành 2 loại: Cam ngọt (sweet orange) và cam chua (sour orange).
Trong đó, cam chua thường dùng trong sản xuất mứt cam. Một số loại cam ngọt thường gặp:
 Cam tròn
Cam tròn phổ biền nhất là loại Valencia, có nguồn gốc từ đảo Azores và Bồ Đào Nha. Giống
cam này có khả năng thích ứng trong những vùng nội đòa, nơi có sự chênh lệch sâu sắc giữa ngày
và đêm và làm hoạt hóa hệ sắc tố của vỏ tạo cho nó màu sắc hấp dẫn. Quả có cỡ nhỏ tới trung
bình thích hợp cho sản xuất công nghiệp. Vỏ mỏng, da cam nhẵn, màu cam sáng. Quả có mùi vò
đặc sắc ngay khi còn tươi hay sau khi đã được chế biến nước ép. Khi quả chín trên cây, nó
chuyển sang màu cam sáng nhưng khi nhiệt độ nóng lên làm cho da hấp thụ lại chlorophyl từ lá
nên cam chín có màu xanh nhạt. Loại cam này chủ yếu dùng làm nước quả với chất lượng nước
ép tốt nhất do chứa nhiều dòch quả có màu sậm và bền , ít hạt nên không tạo vò đắng. Valencia
cũng có thể dùng ăn tươi.
 Cam navel
Trước năm1835, Cam navel được trồng nhiều ở Florida nhưng bò phá huỷ trong chiến tranh
thế giới thứ nhất. Giống cam này cũng được trồng nhiều ở Brazil, Trung Quốc ... Cam navel có
quả to hơn giống Valencia và các loại cam ngọt khác. Quả có màu vàng đậm sáng cho tới cam,

Chân (Nhật Bản). Thích hợp làm đồ hộp quả nước đường. Giống phổ biến là cam Bố Hạ,
trồng ở bãi phù sa Hà Bắc trên đất thoát nước; quả dẹt, nặng trung bình 200-250g, màu
vàng đỏ đẹp chín vào tháng 11-12-1 năm sau, dòp Tết Nguyên đán. Cam sành còn có tên
là Citrus nobilis Lour. Quýt trước đây cũng được xem là một thứ trong Cam sành.
I.3. Cấu tạo của quả cam
Cấu tạo của quả cam gồm có những phần sau :
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 2
Acidless orange
Valencia Orange
Navel orange Blood orange
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
 Lớp vỏ ngoài (flavedo) : có màu cam hoặc màu xanh tùy theo giống. Lớp vỏ ngoài có
chứa rất nhiều các túi tinh dầu.
 Lớp cùi trắng (albedo) : có chứa pectin và cellulose.
 Múi cam : bên trong có chứa những tép cam, trong có chứa dòch bào.
 Hạt cam : chứa mầm cây.
 Lõi : là phần nằm ở trung tâm của quả cam, thành phần tương tự lớp cùi trắng.
I.4. Thành phần hóa học của cam
Thành phần hóa học của cam được trình bày trong bảng 2.
Bảng 1 – Thành phần dinh dưỡng của cam tươi (tính trên 100g)
Thành phần
Hàm lượng
Đơn vò
Múi Vỏ
T
h
a
ø
n
h

o
á
i

k
h
Ca 34
-
mg%
P 23
-
mg%
Fe 0.4
-
mg%
V
i
t
a
m
i
n
e
A 0.09
-
mg%
β-Carotene 0.4
0,09
mg%
B1 0.04

vào tháng 1-2, có quả vào tháng 11-12. Cam cũng như các loại quả có múi khác thường được thu
hái khi mới bắt đầu chín. Có thể dùng kéo cắt cuống sát mặt quả. Sau khi thu hái nên để quả ở
điều kiện bình thường trong 12-14 giờ để ổn đònh hô hấp. Trong thời gian đó, tiến hành lựa chọn
theo độ chín, kích thước, loại bỏ những quả bầm giập, sây sát. Trong trường hợp quả nhiễm bẩn
nhiều thì phải rửa rồi để khô ráo. Để chống nhiễm trùng có thể bôi vôi vào cuống. Để bảo quản
cam trong thời gian dài, người ta thường sử dụng một số phương pháp như: bảo quản trong cát,
bằng hóa chất, nhiệt độ thấp,…
II. GIỚI THIỆU QUY TRÌNH SẢN XUẤT NƯỚC CAM CÔ ĐẶC
II.1. Sơ đồ quy trình công nghệ
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 4
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
Hình 2 – Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất nước cam cô đặc
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 5
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
II.2. Thuyết minh
 Chọn lựa phân loại
Nguyên liệu cam được lựa chọn nhằm loại trừ những quả không đạt tiêu chuẩn như sâu bệnh,
men mốc, thối hỏng… cho chế biến nước cam cô đặc. Sau khi chọn lựa chọn, ta tiến hành phân
loại nhằm phân chia thành nguyên liệu đồng đều về kích thước, hình dáng, màu sắc và độ chín…
 Rửa
Rửa có thể tiến hành trước hoặc sau khi phân loại nhằm loại trừ tạp chất cơ học như đất, cát bụi
và làm giảm lượng vi sinh vật ở ngoài vỏ nguyên liệu. Yêu cầu cơ bản của quá trình rửa là sau
khi rửa sạch không bò dập nát, các chất dinh dưỡng không bò tổn thất, thời gian rửa ngắn và ít tốn
nước.
Nước rửa cũng như nước dùng trong công nghệ chế biến (chần, nấu, pha chế…) phải là nước ăn,
đảm bảo chỉ tiêu Vệ sinh dòch tễ (Bộ Y tế) quy đònh. Nước rửa được sử dụng ở đây có thể tận
dụng từ lượng nước sau khi rửa tinh thể nước đá cuối quá trình cô đặc.
 Ép
Nguyên lý : ép là phương pháp chủ yếu để tách dòch bào ra khỏi nguyên liệu. Trong quá trình ép
thì hiệu suất ép là chỉ tiêu quan trọng nhất. Hiệu suất ép phụ thuộc vào nhiều yếu tố : phẩm chất

nằm ở bên trong ống lọc sẽ được hút ra ngoài thông qua một lỗ (đóng mở được) ở orifice tube.
Phần lõi và vỏ quả có chứa nhiều tinh dầu cam. Trong quá trình ép và thoát ra ngoài chén ép,
phần vỏ quả bò tổn thương, các tinh dầu sẽ tập trung trên bề mặt vỏ. Ở gần cuối máy có một bộ
phận phun nước có tác dụng rửa trôi các tinh dầu, tạo thành hệ nhũ tương và chảy ra ngoài. Phần
nhũ tương này sẽ đi qua thiết bò lọc để tách cặn, sau đó sẽ được li tâm để tách dầu ra khỏi nước.
Phần dầu sẽ tiếp tục được tinh chế còn phần nước sẽ được tiếp tục sử dụng làm nước rửa tinh
dầu.
 Gia nhiệt
Tiến hành gia nhiệt dòch ép bằng thiết bò gia nhiệt dạng ống chùm hay ống lồng ống. Mục đích
của quá trình gia nhiệt là làm kết tủa các thành phần không tan trong dòch quả làm ảnh hưởng
đến tính chất cảm quan của sản phẩm. Các thành phần này bao gồm protid, chất đắng… Nhiệt độ
có thể làm protid bò biến tính và tạo tủa. Kết tủa sẽ được lắng xuống đáy bồn và kéo theo các
hợp chất gây vò đắng. Quá trình này góp phần làm cho dung dòch có độ đồng nhất cao và trong
hơn. Có thể bổ sung chất trợ lắng để tăng hiệu quả của quá trình. Lưu ý cần gia nhiệt thật nhanh
ớ nhiệt độ 70-75
o
C từ 5-10 phút để tránh tổn thất chất khô.
 Ly tâm
Quá trình ly tâm nhằm mục đích tách bã và các chất chất keo đã kết tủa sau quá trình gia nhiệt
làm cho dòch quả đem cô đặc có độ đồng nhất cao và loại bỏ những ảnh hưởng xấu của sản
phẩm cô đặc sau này.
 Cô đặc
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 7
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
Nguyên tắc : khi giảm nhiệt độ của dung dòch nước cam chưa bão hoà xuống dưới nhiệt độ đóng
băng của nó thì dung môi (nước) sẽ đóng băng trước, còn chất hoà tan (đường, acid, cấu tử
hương…) vẫn còn ở dạng dung dòch. Tách pha rắn khỏi pha lỏng bằng cách ly tâm kết hợp với dao
cạo nước đá, dòch quả thu được chính là nước cam cô đặc. Nhiệt độ cô đặc được đưa xuống
khoảng -10
o

C để phát hiện
sự hoạt độïng của một số vi sinh vật có hại (phương pháp bảo ôn sản phẩm).
 Hoàn thiện sản phẩm
Đây là khâu cuối cùng của quy trình sản xuất. Các chai được đóng gói, dán nhãn và xuất xưởng.
Sản phẩm được phân phối ra thò trường và đến tay người tiêu dùng.
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 8
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
PHẦN 2
TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT
CHO THIẾT BỊ KẾT TINH
I. TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT CHO QUY TRÌNH
I.1. Sơ đồ quy trình cô đặc
Hình 4 - Sơ đồ quy trình công nghệ cô đặc kết tinh 2 cấp
I.2. Đặt vấn đề
 Tính toán cân bằng vật chất cho 1kg nhập liệu (vào nồi cô đặc) với nồng độ chất khô ban
đầu là x = 10%. Sản phẩm có nồng độ chất khô là 30%. Năng suất 5000T/năm.
 Vì không có giản đồ kết tinh của nước cam nên ta có thể chọn giản đồ kết tinh của nước
táo làm cơ sở để xác đònh nhiệt độ kết tinh của nước cam theo nồng độ (vì thành phần
hoá học nước táo gần với thành phần hoá học của nước cam)
 Trong thực tế, lượng chất khô trong dòch nước cam là hỗn hợp phức tạp nhiều cấu tử
nhưng để đơn giản ta xem dòch nước cam ép là hỗn hợp hai cấu tử tan lẫn gồm nước và
chất khô tan trong nước.
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 9
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
Bảng 3 – Thành phần chất khô của một số dòch ép trái cây
Bảng 4 – Nhiệt độ kết tinh và khối lượng riêng của dòch cam ép theo nồng độ
 Trên giản đồ ta xác đònh được nhiệt độ kết tinh của nước cam theo đường kết tinh của táo
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 10
Thành phần Đơn vò Cam
Táo Dâu tây

1
(x = 0,12) = -1
o
C ; ρ = 1037 kg/m
3
 Nhiệt độ của kết thúc quá trình cô đặc (x=0.3) : t
2
= -5
o
C ; ρ = 1142 kg/m
3
.
 Khối lượng riêng có thể tính theo công thức : (xem bảng 4)
ρ = 1766 – 6.8W – 0.97T + 0.006WT ([4],2.32,tr.83)
 Chọn mô hình kết tinh 2 cấp
• Cấp 1 : từ -1
o
C (x=0.1) đến -2
o
C (x=0.2)
• Cấp 2 : từ –2
o
C (x=0.2) đến -5
o
C (x=0.3)
I.3. Tính cân bằng vật chất cho quá trình cô đặc
Chọn mô hình cô đặc kết tinh gián đoạn 2 cấp. Gọi :
G
đ
, x

k1
: Khối lượng tinh thể thô và nồng độ chất khô bám lên tinh thể thô sau KT1
K
2
, x
k2
: Khối lượng tinh thể thô và nồng độ chất khô bám lên tinh thể thô sau KT2
K
3
: khối lượng tinh thể nước đá còn sau thiết bò rửa
M
3
: Lượng nước rửa tại thiết bò rửa
I.3.1. Tại thiết bò kết tinh 1 :
CBVC tính cho 1 kg dòch nhập liệu



+=
+=
1111
11
xMxKxG
MKG
dd
d
=>
1
1
1 1

đ
= 0,1, x
1
= 0,2, x
k1
= 0,02 ; G
đ
= 1 kg/h
I.3.2. Tại thiết bò lọc 1
 Mục đích : Lọc dòch cái 1 và tinh thể nước thô. Sau đó đưa tinh thể nước đá thô đi qua
máy rửa
 Chọn thiết bò lọc ly tâm để lọc tinh thể
 Chọn các thông số cho quá trình lọc
• ρ
d1
: khối lượng riêng của dòch cái sau kết tinh 1
• ρ
1
: khối lượng riêng
• f
1
: tỷ lệ diện tích bề mặt xung quanh tự do của tinh thể có dòch bám vào
• δ
1
: bề dày lớp dòch bám
• d
1
: đường kính trung bình (cạnh tinh thể lập phương)
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 11
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam

−
=
−
−
=
−
−
=∆=∆
ρ
ρδ
Trong đó ρ
d1
= 1089 kg/m
3
; ρ
d1
= 1037 kg/m
3
; f
1
= 0.7; δ
1
= 10
-5
m; d
1
= 3.10
-3
m.
 Tỷ lệ dòch cái thu được sau thiết bò lọc 1

2
, x
k2
. Ta có



+=∆−
+=∆−
2222111
2211
)( xMxKxMM
MKMM
k
=>







=
−
−
∆+=
=
−
−
∆−=

d
3
3
5
11
22
12
22
222
2
10.402,21558,0.
10.3.1037
1142.10.7,0.6
).(.
..6
−
−
−
==∆−
−
−
=∆
ρ
ρδ
I.3.5. Tại thiết bò rửa
 Cho tinh thể K
1
và K
2
có chứa dòch sót ∆M

(f
1
’, f
2
’) theo tỷ lệ tổn hao khối lượng tinh thể (∆). Thông thường ∆ = 0.01−0.15 nên ta
chọn ∆ = 0,1.
 Tính cân bằng vật chất
• Theo khối lượng :
K
1
+ K
2
+ M
3
+ ∆M
1
+ ∆M
2
= K
3
+ M’
3
+ ∆M
3
= (1 - ∆)(K
1
+ K
2
) + M’
3

x
k2
+ M’
3
x
3
+ 0
 Lượng tinh thể sau rửa là
K
3
= (1 – 0.1).(0,5556 + 0,1558) = 0.64 kg
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 12
%74,0
5081,0
3,0.0024,02,0.0082,0)02,0.1558.002,0.5556,0.(1,0
'
).(
3
22112211
=
+++
=
∆+∆++∆
=
M
xMxMxKxK
kk
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
 Lượng nước rửa lấy theo tỷ lệ lượng tinh thể cần rửa với hệ số tỷ lệ ξ
0



−−−
−
−
+−
−
∆
d
d
kd
k
d
k
d
xx
d
f
xx
xx
xxfb
xxfb
xx
G
1
11
111
1
22
1222

= ∆
2/3
= (0,1)
2/3
= 0,21544
=> d’
1
= d’
2
= 6,4632.10
-4
m
Giả sử :
1
1
1
1
''
δ
δ
=
d
d
và
2
2
2
2
''
δ











−−−
−
−
+
+−
−
−
−−
−
1.02,0
10.3.1037
1089.10.7,0.6
02,01,0.
02,03,0
)2,03,0.(7.0.10.18,7
)1.02.0.(7,0.10.18,7
.
02,02,0
1.21544,0.6
3

k2
+ 0 + ∆M
1
x
1
+ ∆M
2
x
2
= (1 - ∆)K
1
x
k1
+ (1 - ∆)K
2
x
k2
+ M’
3
x
3
Suy ra : M’
3
= M
3
+ K
1
+ K
2
+ ∆M

đ
= 1052,2/0,286 = 3679,1 kg/h
II.4. Khối lượng nước ép vào máy ly tâm (lọc tinh),
 Chọn tổn thất là 0,5%
 Gv(lọc tinh) = 3679,1/0,995 = 3697,6 kg/h
II.5. Khối lượng nước ép vào thiết bò gia nhiệt
 Chọn tổn thất trong quá trình gia nhiệt là 0,5%
 Gv(gia nhiệt) = 3697,6/0.995 = 3716,2 kg/h
II.6. Khối lượng nước ép vào thiết bò lọc thô,
 Chọn tổn thất là 1,0%
 Gv(lọc thô) = 3753,7 kg/h
II.7. Khối lượng nguyên liệu vào máy ép,
 Biết hiệu suất ép là 85%
 Cho tỷ lệ bã (bao gồm vỏ, hạt, …) và dòch tách ra trong quả là 5/3 = 1.667
 Khối lượng dòch ép ra = 3753,7 kg/h
 Khối lượng dòch ép có trong quả = 3753,7/0,85 = 4416,1 kg/h
 Khối lượng bã (bao gồm vỏ, hạt, tạp chất…) vào = 1,667.4416,1 = 7360,2 kg/h
→ Khối lượng nguyên liệu vào máy ép = 4416,1 + 7360,1 = 11776,3 kg/h
II.8. Khối lượng nguyên liệu (G) vào
 Quá trình rửa (tổn thất 0,5%) = 11776,3/0,995 = 11835,5 kg/h
 Quá trình chọn lọc, phân loại (tổn thất 3%) = 11835,5/0,97 = 12201,6 kg/h
Bảng 5 - Tổng kết cân bằng vật chất cho quá trình cô đặc (theo 1kg hỗn hợp đầu)
Thành phần Khối lượng, kg Nồng độ, %kl
1. Nhập liệu
Dòch ép Gđ 1 0.1
2. Thiết bò KT1
Tinh thể thô K1 0.5556 0.02
Dòch cái 1 M1 0.4444 0.2
3. Thiết bò lọc 1
Dòch sót 1 ∆M

15.0%
11776.3 11113.9
Bã 7360.2 7360.2
Dòch ép 4416.1 3753.7
5 Lọc thô 1.0% 3753.7 3716.2
6 Gia nhiệt 0.5% 3716.2 3697.6
7 Ly tâm - lọc tinh 0.5% 3697.6 3679.1
8 Cô đặc 71.4%
3679.1 1052.2
9 Rót chai, đóng nắp, thanh trùng, bảo quản 1.0% 1052.2 1041.7
12 Bảo quản 0.0% 1041.7 1041.7
13 Thành phẩm
1041.7
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 15
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
PHẦN 3
TÍNH CÂN BẰNG NĂNG LƯNG CHO
THIẾT BỊ KẾT TINH
I. CÁC THÔNG SỐ CẦN TÍNH
I.1. Nhiệt dung riêng của dòch ép
Nhiệt dung riêng của nước cam ép theo nhiệt độ được tính gần đúng theo công thức : ([3], I.50,
153)
c = 4190 – (2514 – 7,542t)x , J/kg.độ
Trong đó : c : nhiệt dung riêng của dung dòch nước đường, J/kg.độ
t : nhiệt độ dung dòch,
o
C.
x : nồng độ của dung dòch, phần khối lượng.
Sự thay đổi của nhiệt dung riêng trong quá trình cô đặc :
Nhập liệu

đá1
(-2
o
C) = 2,532 W/mK
λ
đá2
(-5
o
C) = 2,566 W/mK
I.4. Nhiệt kết tinh của nước đá
Nhiệt kết tinh trung bình của nước (ở 0
o
C) là 1434,6 cal/mol = 333608,3 J/kg ([10],23)
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 16
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
Bảng 7 - Tổng kết các thông số nhiệt lý của dòch ép và nước đá
Quá trình x t
ρ
kg/m3
c
dd
J/kg.độ
c
đá
J/kg.độ
µ,
Pa.s
λ
dd,
W/mK

o
C → -1
o
C;
Q
kt
: nhiệt lượng cần thiết để kết tinh nước;
Q
dd
: nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh dòch ép từ -1
o
C → -5
o
C;
Q
đá
: nhiệt lượng cần thiết để làm lạnh nước đá từ -1
o
C → -5
o
C.
II.1. Nhiệt lượng cần cho quá trình làm lạnh sơ bộ dòch ép ban đầu
 Nhiệt độ đầu và cuối quá trình : t
đ
= 30
o
C → t’
đ
= 3
o

c
1
(t’
đ
– t
1
) = 15757.4 J/kg dòch đầu.h
II.3. Nhiệt lượng cung cấp cho quá trình kết tinh nước
 Nhiệt kết tinh trung bình của nước là λ
kt
= 333608,3 J/kg
 Khối lượng tinh thể tạo thành K = K
1
+ K
2
= 0,5556 + 0,1558 = 0,7114 kg/kg dòch đầu.h
 Nhiệt lượng cung cấp
 Kết tinh 1 : Q
kt1
= K
1
. λ
kt
= 0,5556. 333608,3 = 185352.8 J/kg dòch đầu.h
 Kết tinh 2 : Q
kt2
= K
2
. λ
kt

dd2
: nhiệt lượng cung cấp cho dòch cái M
2
(từ -2
o
C → -5
o
C)
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 17
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
 Khối lượng và nhiệt dung riêng của dòch cái
• M
1
= 0,4444 kg/kg dòch đầu; c
M1
= 3864,18 J/kg.độ
• M
2
= 0,29 kg/kg dòch đầu; c
M2
= 3424,49 J/kg.độ
 Nhiệt lượng cung cấp
• Q
dd1
= M
1
c
M1
.(t
1

c
đá1
.(t
1
- t
2
) + K
2
c
đá 2
.(t
2
– t
3
)
 Nhiệt dung riêng của nước đá lấy gần đúng là 2090,3 J/kg
 Nhiệt lượng cần là :
 Tại kết tinh 1 (từ -1
o
C → -2
o
C) : Q
đá1
= 0,5556.2090,3.1 = 1161,4 kJ/kg dòch đầu.h
 Tại kết tinh 2 (từ -2
o
C → -5
o
C) : Q
đá2

 Vậy nhiệt cần cung cấp cho toàn quá trình là
ΣQ = 1,15 Q = 1,15 (Q
o
+ Q
1
+ Q
dd
+ Q
đá
+ Q
kt
)
= 1,15.(106678,2 + 15757,4 + 4696,54 + 2138,4 +237329)
= 421589,5 J/kg dòch đầu
Bảng 8 – Tổng kết cân bằng nhiệt lượng cho quá trình cô đặc
Quá trình
Nhiệt lượng riêng
J/kg dòch đầu.h
Nhiệt lượng tổng
kJ/h
Nhiệt lượng tổng
kW
1. Làm lạnh sơ bộ 111527,2 410319,8 113,98
2. Kết tinh 1 234587,1 863069,5 239,74
3. Kết tinh 2 64322,4 236648,6 65,74
Tổng nhiệt lượng cần
421589,5 1.551.069,9 430,85
SVTH : Ngô Lâm Tuấn Anh Trang 18
Đồ án môn học Quá trình và Thiết bò Đề tài : Thiết kế thiết bò cô đặc nước cam
PHẦN 4

; V
nắp, đáy
= 0,283 m
3

 Vỏ bọc cách nhiệt, vật liệu : bông thuỷ tinh
 Vỏ cách thân 50 mm
 Thời gian lưu : τ = 4h
 Năng suất thể tích nhập liệu : V
đ
=
548,3
1037
1,3679
=
m
3
/h
 Tính kích thước thùng
 Thể tích thùng :
V
thùng
= V
thân
+ V
đáy
+ V
nắp
=
6,2283,0.28,1.

 Chiều cao dung dòch chứa tính từ đáy :
H
dd1
= H
dd(thân)
+ H
dd(đáy)
=
939,135,0
4/2,1.
283,008,2
4/
22
=+
−
=+
−
ππ
day
T
daydd
h
D
VV
m
 Tính bề mặt truyền nhiệt
 Để đảm bảo truyền nhiệt tốt thì lớp vỏ áo của thiết bò được bao cao hơn chiều cao mực
chất lỏng ở bên trong 150mm.
 Bề mặt truyền nhiệt : F = F
dd(thân)

thùng
= 2,6 m
3
; H
thùng
= 2,5 m;
 Thân : H
T
= 1,8 m
 Đáy, nắp : V
đáy
= V
nắp
= 0,283 m
3
; F
đáy
= F
nắp
= 1,75 m
2

 Thể tích và chiều cao dung dòch : V
dd2
= 2,6.0,8 = 2,08 m
3
; H
dd2
= H
dd1

111
=
−
=
∆−
d
d
MMG
ρ
m
3
/h
τ = 4h; V
dd2
= 2,08 m
3
=> Chọn số thùng kết tinh là 3 thùng
I.2. Tính toán điều kiện bền
I.2.1. Các thông số cần tra và chọn
 p suất tính toán :
Nếu xem áp suất thủy tónh là không đáng kể, bên trong thiết bò làm việc ở áp suất khí quyển:
P
T
= Pa = 1 at = 0,1 N/mm
2

p suất ngoài do tác nhân lạnh (ở nhiệt độ sôi là -10
o
C) tác động lên thân thiết bò là
P