Họ và tên: Lê Võ Sơn Qn

MSHV: 1570179
Ngày 30 tháng 08 năm 2015

Mơn Cơng nghệ bột và hạt
Bài tập số 1
Câu 1: Trình bày sơ đồ quy trình các cơng đoạn sản xuất của một loại sản phẩm
thơng dụng. Nêu các tính chất ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm.
Trả lời:
Quy trình nhuộm vải polyester trên máy jet:

Hình 1: Máy jet và cấu tạo máy

1. Tiền xử lý:
60’

100o

2o C/min
H 2 O2

Cắt mẩu
o

80

1.5 C/min

80o



H2 O

H2 O

Xả

- Thơng thường máy JET dung tỷ 1:8
* Chạy ở nhiệt độ phòng 10 phút cho ngấm đều hố chất, sau đó nâng nhiệt
1.5oC/phút đến 100oC giữ 60 phút. Kết thúc hạ nhiệt xả bỏ.
1


- Over flow, trung hồ, giặt nóng 80oC trong 15 phút, xả bỏ. Tiếp đến nhuộm.
* Mục đích của giai đoạn này nhằm loại bỏ chất bẩn bám chặt trên xơ sợi, các chất
dầu bị oxy hóa bám cứng trên vải sợi từ các cơng đoạn trước gây loang màu trong cơng
đoạn nhuộm, đồng thời khi xử lý trong kiềm mạnh thì liên kết ester của sợi sẽ được xà
phòng hóa và tạo ra nhóm ưa nước.
- Đối với mặt hàng polyester khi chạy trên máy jet phải qua tiền định hình để hạn
chế hiện tượng gãy mặt.
2. Nhuộm:
130o

60’

2o C/min

(Cắt mẩu)
1.5o C/min
P.tán + ĐM

+ Hạn chế sự ảnh hưởng của các ion kim loại trong nước gây ra các hiệu ứng
khơng mong muốn như biến màu, làm hại độ phân tán của dung dịch nhuộm, thơng
thường dùng EDTA.
+ Giữ đồng nhất và ổn định bền vững khuếch tan của các hạt cực mịn thuốc
nhuộm phân tán trong dung dịch nhuộm.
2


+ Tăng mức độ ngấm thấu của xơ sợi, giảm sọc, kìm hãm thuốc nhuộm,…
- Quy trình nhuộm ở nhiệt độ cao có những ưu điểm sau:
+ Hấp thụ, khuếch tán thuốc nhuộm và nhuộm đều màu đều rất tốt
+ Dễ nhuộm được màu đậm, đạt được độ sâu và tươi màu.
+ Độ bền màu với ánh sáng và nhất là độ bền màu màu ma sát ở màu đậm tốt hơn
so với nhuộm tận trích với chất tải.
+ Lượng hóa chất trợ nhuộm cần dùng ít, đạt hiệu quả kinh tế cao.
+ Thao tác công nghệ nhuộm đơn giản và dễ dàng.
+ Hầu hết các nhóm thuốc nhuộm phân tán đều sử dụng được để nhuộm ở nhiệt độ
cao.
- Nhược điểm là mặt hàng hơi cứng so với nhuộm ở nhiệt độ thấp, do đó phải qua
công đoạn comfit để tạo độ mềm mịn cho vải.
* Giặt khử:
o

80

30’

Xaû
Cgiaët


S là diện tích bề mặt tính theo cm2
W là trọng lượng tính bằng kilogam
H là chiều cao tính bằng centimet
Với chiều cao: 165 cm; Cân nặng: 55 kg
𝑆 = 550.425 × 1650.725 × 71.84 = 15984 𝑐𝑚2 = 1.5984 (𝑚2 )
Đường kính tương đương của cơ thể so với thể tích hình cầu:
𝜋 3
𝑥 = 1.5984 → 𝑥 =
6

3

1.5984 × 6
= 1.4509 (𝑚)
𝜋

Hệ số hình dạng của cơ thể:
1.4509
≈ 0.91
1.5984
Vậy cơ thể có hình dạng cầu tròn



---------

4


Họ và tên: Lê Võ Sơn Quân

5-7

7-10

10-15

15-20

20-30

30-40

40-50

>50

0

50

150

200

55

45

20


khoảng:

tích lũy:


10-15

200

200 + 200 = 400

200
= 0.3810
525

400
= 0.7619
525

0.3810
= 0.0762
(15 − 10)

thước
(μm):

1

ở phạm vi μm


15-20

55


(30 − 20)

30-40

20

500 + 20 = 520

20
= 0.0381
525

520
= 0.9905
525

0.0381
= 0.0038
(40 − 30)

40-50

5

520 + 5 = 525

5
= 0.0095
525


tương đối
Số lượng tích
lũy

50

10800
0

0.0039

0

0.0039

0

10800
2804559.35

0 + 0.00385

khoảng:
0
50

150

200

5+7
2
7 + 10
2

3

× 50 = 10800

= 0.00385
3

10 + 15
2



15 + 20
2

55

20-30

20 + 30
2

45

3

294765.6
2804559.35

× 55
= 294765.6

= 0.10510

× 45

703125
2804559.35

3



= 703125
30 + 40
2

0.17598 + 0.10510

3

455625
2804559.35

×5

0.83754 + 0.16246
=1

= 0.16246

= 455625
>50

0

0

0

1+0=1


0

5-7

7-10

10-15

15-20

20-30

30-40

40-50

6

8.5

12.5

17.5

25

35

45


0

0.0952

8.5

12.5

17.5

× 150

× 200

× 55

= 1275

= 2500

= 962.5

0.2857

0.381

0.1048
3

0.0857


0.2507

0.3058

0.1625

1.0002

0

6
8.5
12.5
17.5
25
35
45
× 0.0039 × 0.0329 × 0.1393 × 0.1051 × 0.2507 × 0.3058 × 0.1625
= 0.0234 = 0.27965 = 1.74125 = 1.83925 = 6.2675 = 10.703 = 7.3125

28.1665
5

Chọn câu trả lời đúng cho các câu sau đây
Kết quả đường kính trung bình bằng số (μm):
a: 12.4

7087 .5
525


𝒙𝒊

trong đó mi là khối lượng tương đối. Đối với

phân bố này (Sv) là (μm-1):
Khoảng kích 50

thước (μm):
Điểm giữa
Số trong
khoảng

cộng


0

8.5

12.5

17.5

6 × 50

× 150

× 200

× 55

25 × 45

35 × 20

45 × 5

= 300

= 1275

= 2500

= 962.5

0.3058
35
= 8.74
× 10−3

0.1625
45
× 0.1625
= 7.3125
0.1625
45
= 3.61
× 10−3

0

Số tương đối:

0

0.0952

Khối lượng
tương đối (mi)

0

0.0039

𝑚𝑖

0.1051
17.5
× 0.1051
= 1.83925
0.1051
17.5
= 6.01
× 10−3
4

525

7087.5

1.0002
28.1665
5
44.05
× 10−3


𝑆𝑣 = 6
a: 0.213

𝑚𝑖
= 6 × 44.05 × 10−3 = 0.2643
𝑥𝑖

b: 0.240


𝑛3 𝑥 𝑑𝑥
𝑥

Mối quan hệ giữa hai dạng của đường cong phân phối (căn cứ vào phân phối số):
𝑑𝑁0 (𝑥)
= 𝑛0 (𝑥)
𝑑𝑥
Mối quan hệ giữa phân phối khối lượng ở dạng tương tự.
Những câu hỏi này được dựa trên một phân bố tích lũy kích thước lý tưởng có thể được
biểu diễn như một đường thẳng duy nhất ở hình dưới.

(i). Phân bố kích thước tích lũy của một loại vật liệu dạng bột có thể biểu diễn bằng một
đường thẳng với a% lượng lọt sàng so với đường kính hạt (x) đồ thị đi qua điểm 0% theo
số lượng 1 μm và 100% theo số lượng tại 101 μm. Sử dụng hình trên để trả lời các câu
hỏi bên dưới.
5


Phương trình cho N0(x)là:
N0(x)= ...
𝑉ớ𝑖 đườ𝑛𝑔 𝑡ℎẳ𝑛𝑔 𝑦
= 𝑎𝑥 + 𝑏 𝑡ℎì 𝑡𝑎 𝑐ó:

𝑎+𝑏 =0
𝑎 = 0.01
→
→ 𝑦 = 0.01𝑥 − 0.01
101𝑎 + 𝑏 = 1
𝑏 = −0.01



(iii). Hình dạng của n0(x) đồ thị được đưa ra bởi câu trả lời của bạn cho phần (ii)là hình
chữ nhật vì tọa độ của y là 1/100 và đây là đường thẳng giữa x=1 và x=101. Diện tích
hình chữ nhật là 1, nghĩa là (101-1) nhân với 1/100 của phần tử đơn vị. Diện tích dưới
đường cong n0(x) của biểu đồ luôn bằng 1.
(iv). Phương trình tốt nhất để sử dụng để tính bề mặt riêng là: câu c
𝑎: 𝑆𝑣 = 6

101 2
𝑥
1
101 3
𝑥
1

1
𝑑𝑥
100
1
𝑑𝑥
100

𝑏: 𝑆𝑣 =

6

6
101
𝑥𝑑𝑥
1

4
101
14
−
4
4

b: 0.045

c: 0.059

d: 0.079

(vi). Bây giờ chuyển đổi câu trả lời của bạn về đơn vị SI:
0.07921

1
𝜇𝑚
×
= 79210 (𝑚 −1 )
𝜇𝑚
10−6 𝑚

(vii). Nếu độ cầu của nguyên liệu là 0,9 thì bề mặt riêng là (μm-1):
Diện tích bề mặt sẽ lớn hơn diện tích giả sử của hạt là hình cầu. Độ cầu là tỷ số
giữa diện tích bề mặt hình cầu có cùng thể tích với hạt và diện tích bề mặt của hạt.
0.07921
= 0.08801 (𝜇𝑚−1 )
0.9
a: 0.071

𝑥 3 𝑛0 𝑥 𝑑𝑥

c: 0.277

d: 0.554

(ii). Đường kính trung bình Sauter của phân bố trong phần (i) là (μm):
𝑆𝑣 = 6
a: 50

𝑛3 (𝑥)
6
𝑑𝑥 ; 𝑥𝑆𝑣 =
𝑥
𝑆𝑣
c: 21.7

b: 43.5

--------7

d: 10.8


Họ và tên: Lê Võ Sơn Quân

MSHV: 1570179
Ngày 13 tháng 09 năm 2015

Môn Công nghệ bột và hạt

=

𝐿×𝜋× 2

0.8 2

𝑚𝑝

−𝜌

𝐷 2

𝐿×𝜋× 2

𝑠

=

3×3.14× 2
3×3.14×

2.2

−2.5

0.8 2
2

= 0.41614


b: 3.65x10−5

a: 0.0022
𝑄 = 6.6

c: 2.2x10−6

d: 0.00365

𝑐𝑚3
1 (𝑚3 )
1 (𝑝ℎú𝑡)
×
×
= 1.1 × 10−7 (𝑚3 . 𝑠 −1 )
6
3
𝑝ℎú𝑡
10 (𝑐𝑚 )
60 (𝑠)

𝑄
𝑄
𝑈0 = =
=
𝐴 𝜋 × 𝑅2

1.1 × 10−7 (𝑚3 . 𝑠 −1 )
3.14 ×



𝑆𝑣 =

=

d: 1.2x106

∆𝑃 × 𝜀 3
𝐿 × 𝜇 × 𝑈0 × 𝐾 × 1 − 𝜀

2

2

7999.341921 × 0.416143
3 × 10−2 × 1.8 × 10−5 × 2.18949 × 10−3 × 5 × 1 − 0.41614

2

= 534839.5119 = 5.3 × 105 (𝑚2 )
𝑆𝑣,

𝑆𝑣 5.3 × 105 (𝑚2 )
= =
= 5.3 × 105 (𝑚 −1 )
𝑉
1 (𝑚3 )

(v). Đường kính trung bình Sauter của bột là (μm):
a: 2600

(vii). Bạn hãy nhận xét khi sử dụng phương trình Kozeny-Carman có phù hợp
không?
Do hệ số chuyển đổi Renoyld của hệ thống nhỏ hơn 2 nên sử dụng phương trình
Kozeny-Carman là phù hợp.

Câu 2:
(i). Tầng trao đổi ion hình trụ chứa đầy các hạt hình cầu đường kính xếp chặt 2
mm, hệ số rỗng của lớp là 0.45 được sử dụng khử ion trong chất lỏng có khối lượng
2


riêng và độ nhớt lần lượt là 1100 kg.m-3 và 0.0075 Pa.s. Lưu lượng chỉ định tỷ lệ là 5
m3.hour-1 và chiều cao lớp và đường kính lần lượt là 2 m và 0.2 m, sử dụng phương
trình Kozeny-Carman để tính độ giảm áp (Pa):
b: 1.32x107

a: 99000

c: 4400

d: 44000

𝑥𝑆𝑣 = 2 𝑚𝑚 = 2 × 10−3 𝑚 ; 𝜀 = 0.45; 𝜌 = 1100 𝑘𝑔. 𝑚−3 ; 𝜇
= 0.0075 𝑃𝑎. 𝑠 ; 𝑄 = 5 𝑚3 . ℎ𝑜𝑢𝑟 −1 ; 𝐻 = 2 𝑚 ; 𝐷 = 0.2 (𝑚)
Phương trình Kozeny-Carman:
∆𝑃
𝐾 1 − 𝜀 2 𝑆𝑣 2
𝐾 1 − 𝜀 2 𝑆𝑣 2
=𝜇
𝑈0 → ∆𝑃 = 𝐿. 𝜇

Vận tốc qua lớp hạt:
𝑈=

𝑈0
𝜀

(ii). Hệ số chuyển đổi Reynolds là
a: 3.91

b: 4.78

c: 1290
𝑅𝑒𝑙 =

d: 0.478

𝑈0 . 𝜌
𝜇(1 − 𝜀)𝑆𝑣

(iii). Hãy nhận xét về việc sử dụng phương trình Kozeny-Carman
Do hệ số chuyển đổi Reynolds lớn hơn 2 nên sử dụng phương trình KozenyCarman là không phù hợp.
(iv). Vận tốc ở khoảng giữa chất lỏng bên trong lớp là (m.s-1):
a: 0.020

c: 0.08

b: 0.098

d: 0.044



b: 21.6

c: 216

d: 0.22

∆𝑃 = 𝐻 × 𝜌 × 𝑔 = 2 × 1100 × 9.81 = 21582 𝑃𝑎

---------

4


Họ và tên: Lê Võ Sơn Quân

MSHV: 1570179
Ngày 20 tháng 09 năm 2015

Môn Công nghệ bột và hạt
Bài tập số 4: Lọc chất lỏng
Câu 1:
Một thiết bị lọc 3 lớp được sử dụng để làm sạch nước thải chứa 60 mg/lít (ppm) chất
rắn. Hoàn thành bảng sau:
Độ dày (L) (m)
0.45
0.28
0.22

Hằng số lọc ban

Trong

5

lít

dung dịch

có

trong nước

chứa

10% (w/w)

bùn đá phấn

được lọc dưới áp suất không
1


đổi trong lưới lọc có diện tích

. Bề mặt riêng của đá phấn là

và giả sử lớp bã có độ xốp là 50%.
i). Thể tích của pha rắn có trong huyền phù là (cm3):
a: 100



d: 0.668

v). Khối lượng khô của chất rắn trên một đơn vị thể tích lọc (ví dụ: tương tự ‘c’) là
(kg.m-3):
a: 112

b: 100

c: 116
2

d: 2670


vi). Sử dụng phương trình Kozeny-Carman, độ thẩm thấu của lớp bã là (m2):
a: 1.1x10-14

b: 9x1013

c: 3.3x10-8

d: 3x107

c: 2.5x10-11

d: 6.7x1010

vii). Trở lực riêng của lớp bã (m.kg-1):
a: 8.3x10-18


d: cần dV/dt

Trong quá trình lọc, áp lực tăng tuyến tính với thời gian lọc do trở lực lớp bã ngày càng
lớn, điều này dẫn đến sự tổn thất áp suất tuyến tính với thời gian. Các phương trình thực
nghiệm cho thấy sự gia tăng áp lực cũng là tuyến tính.
Hai phương trình được so sánh:
; và

Và chỉ có trở lực bã lọc tuyến tính theo thời gian, nên:

ii). Tốc độ lọc là (m3.s-1) – gợi ý so sánh phương trình bã lọc và phương trình thực
nghiệm khi tăng áp suất:
a: 3.4x10-6

b: 3.7x10-7

c: 9.7x10-5

Quá trình lọc với tốc độ không đổi:

Do đó:

4

d: 4.6x10-6


iii). Thời gian để thực hiện quá trình lọc lọc ở giai đoạn này là (s):
a: 678

ii). Thể tích của nước lọc – lọc dưới áp suất không đổi là (m3):
a: 0

c: 0.0046

b: 0.0023

5

d: 0.0025


iii). Áp suất tổng cộng quá trình lọc là (Pa):
a: 90600

b: 10650

c: 1065000

d: 121000

iv). Thời gian lọc dưới áp suất không đổi là (s):
a: 519

b: 674

c: 731

d: 2470



180

60

220

Thể tích
nước lọc (m3)

Thời gian/Thể tích
(s.m-3)

Độ nhớt của nước lọc là 0.0015 Pa.s, nồng độ bùn là 3% w/w, nồng độ bã lọc là 52%
w/w và khối lượng riêng chất lỏng là 1000 kg.m-3.
6


i). Tỷ lệ độ ẩm là – Gợi ý, xem xét 100 kg bã ẩm:
a: 0.52

c: 1

b: 1.92

d: 0.30

ii). Lượng chất rắn khô trên một đơn vị thể tích nước lọc là (kg.m-3):
a: 30.9


0.18

Thể tích nước lọc (m3)
7

0.23


iv). Nếu diện tích lọc 10 m2 thì sẽ thu được bao nhiêu thể tích nước lọc sau 2 giờ?

v). Nếu khối lượng riêng của chất rắn là 2500 kg.m-3, thì chiều dày lớp bã thu được
ở phần (iv) là bao nhiêu?

---------

8