Tổng Quan Về Môn Học Quá Trình và Thiết Bị Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm

Đồ án nghiên cứu đồ án quá trình và thiết bị, thiết kế chi tiết, tính toán kỹ thuật theo tiêu chuẩn, đánh giá tính khả thi dự án., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

• Trường học: Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Công Nghệ Hóa Học
• Đề tài: Tổng Quan Về Quá Trình và Thiết Bị Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm
• Loại tài liệu: Đồ Án

Mục lục chi tiết

• 1. GIỚI THIỆU CHUNG
• 1.1. Mở đầu và giới thiệu về hỗn hợp được cô đặc
• 1.2. Vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất
• 2. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH
• 2.1. Các số liệu ban đầu
• 2.2. Cân bằng vật liệu
• 2.3. Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống
• 2.4. Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi mỗi nồi
• 2.5. Nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi mỗi nồi
• 2.6. Áp suất chung của hệ thống
• 2.7. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi đốt của mỗi nồi
• 2.8. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi thứ ra khỏi mỗi nồi
• 2.9. Tính cân bằng nhiệt lượng
• 2.10. Tính tổn thất nhiệt lượng cho từng nồi
• 2.11. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích cho từng nồi
• 2.12. Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt lượng để tính lượng hơi đốt, hơi thứ các nồi
• 2.13. Tính hệ số cấp nhiệt và nhiệt trung bình từng nồi. Xác định hệ số truyền nhiệt từng nồi
• 2.14. Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi
• 2.15. So sánh Δt hữu ích và Δt giả thiết
• 2.16. Tính bề mặt truyền nhiệt. Tính toán cách thông số của thiết bị chính: buồng bốc, buồng đốt
• 2.17. Một số chi tiết khác: đường kính các ống dẫn, tính tai treo và chọn tai treo
• 3. TÍNH THIẾT BỊ PHỤ
• 3.1. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu
• 3.2. Thiết bị ngưng tụ Baromet
• 3.3. Tính thùng cao vị
• 3.4. Tính toán cơ khí và lựa chọn
• 4. THỂ HIỆN THIẾT BỊ CHÍNH TRÊN BẢN VẼ KHỔ A1
• 5. KHÁI NIỆM CHUNG
• 6. CÔ ĐẶC MỘT NỒI
• 6.1. Cân bằng vật liệu
• 6.2. Cân bằng nhiệt lượng
• 6.3. Bề mặt đun nóng
• 6.4. Nhiệt độ sôi của dung dịch và tổn thất nhiệt độ
• 7. CÔ ĐẶC NHIỀU NỒI
• 7.1. Sơ đồ cô đặc nhiều nồi xuôi chiều
• 7.2. Sơ đồ cô đặc nhiều nồi ngược chiều

Tóm tắt

I. Tổng Quan Về Quá Trình và Thiết Bị Công Nghệ Hóa Học và Thực Phẩm

Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học và thực phẩm là lĩnh vực quan trọng trong ngành công nghiệp hiện đại. Nó bao gồm các phương pháp và thiết bị cần thiết để sản xuất, chế biến và bảo quản thực phẩm cũng như các sản phẩm hóa học. Việc hiểu rõ về các quá trình này giúp tối ưu hóa sản xuất và nâng cao chất lượng sản phẩm.

1.1. Giới thiệu về Quá Trình Công Nghệ Hóa Học

Quá trình công nghệ hóa học bao gồm các phản ứng hóa học và các quá trình vật lý liên quan đến sản xuất hóa chất. Các quá trình này thường yêu cầu thiết bị chuyên dụng để đảm bảo hiệu suất và an toàn.

1.2. Thiết Bị Công Nghệ Thực Phẩm

Thiết bị công nghệ thực phẩm bao gồm các máy móc và thiết bị dùng để chế biến, bảo quản và đóng gói thực phẩm. Việc lựa chọn thiết bị phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo chất lượng và an toàn thực phẩm.

II. Các Vấn Đề và Thách Thức Trong Quá Trình Công Nghệ Hóa Học

Trong quá trình công nghệ hóa học, nhiều thách thức có thể phát sinh, từ việc kiểm soát nhiệt độ, áp suất đến việc đảm bảo an toàn cho người lao động. Những vấn đề này cần được giải quyết để tối ưu hóa quy trình sản xuất.

2.1. Thách Thức Về An Toàn Trong Sản Xuất

An toàn trong sản xuất hóa chất là một vấn đề quan trọng. Các thiết bị cần được thiết kế để giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn cho người lao động.

2.2. Vấn Đề Về Chất Lượng Sản Phẩm

Chất lượng sản phẩm là yếu tố quyết định sự thành công của quá trình sản xuất. Cần có các biện pháp kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt để đảm bảo sản phẩm đạt tiêu chuẩn.

III. Phương Pháp và Giải Pháp Trong Quá Trình Công Nghệ Hóa Học

Để giải quyết các vấn đề trong quá trình công nghệ hóa học, nhiều phương pháp và giải pháp đã được phát triển. Những giải pháp này không chỉ giúp cải thiện hiệu suất mà còn giảm thiểu tác động đến môi trường.

3.1. Phương Pháp Tối Ưu Hóa Quy Trình

Tối ưu hóa quy trình sản xuất là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để nâng cao hiệu suất. Việc áp dụng các công nghệ mới có thể giúp giảm thiểu chi phí và thời gian sản xuất.

3.2. Giải Pháp Bảo Quản Thực Phẩm

Bảo quản thực phẩm là một phần quan trọng trong công nghệ thực phẩm. Các công nghệ bảo quản hiện đại giúp kéo dài thời gian sử dụng và giữ nguyên chất lượng sản phẩm.

IV. Ứng Dụng Thực Tiễn Của Quá Trình và Thiết Bị Công Nghệ Hóa Học

Quá trình và thiết bị công nghệ hóa học có nhiều ứng dụng thực tiễn trong đời sống hàng ngày. Từ sản xuất thực phẩm đến chế biến hóa chất, những ứng dụng này đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế.

4.1. Ứng Dụng Trong Ngành Thực Phẩm

Ngành thực phẩm sử dụng nhiều công nghệ hóa học để chế biến và bảo quản thực phẩm. Các thiết bị như máy trộn, máy sấy và máy đóng gói là những ví dụ điển hình.

4.2. Ứng Dụng Trong Ngành Hóa Chất

Ngành hóa chất sử dụng các quá trình hóa học để sản xuất các sản phẩm như nhựa, thuốc nhuộm và hóa chất công nghiệp. Việc áp dụng công nghệ mới giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.

V. Kết Luận và Tương Lai Của Quá Trình Công Nghệ Hóa Học

Quá trình công nghệ hóa học và thực phẩm đang phát triển mạnh mẽ với nhiều công nghệ mới. Tương lai của ngành này hứa hẹn sẽ mang lại nhiều cơ hội và thách thức mới.

5.1. Xu Hướng Phát Triển Công Nghệ

Xu hướng phát triển công nghệ trong ngành công nghiệp hóa chất và thực phẩm đang hướng tới việc sử dụng các công nghệ xanh và bền vững.

5.2. Tương Lai Của Ngành Công Nghiệp

Ngành công nghiệp hóa chất và thực phẩm sẽ tiếp tục phát triển với sự hỗ trợ của công nghệ thông tin và tự động hóa, giúp nâng cao hiệu quả và giảm thiểu tác động đến môi trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Phần mở đầu (dài nhất 2 trang)  Thể hiện nhận thức được mục đích của việc làm đồ án, cách viết phải sát với đầu đề, không dùng lời lẽ sáo rỗng, viển vông  Phân tích vắn tắt về phương pháp công nghệ được giao thiết kế nói chung và phương thức cụ thể được chọn ( hoặc được giao ở đề bài ) nói riêng.  Nêu tính chất của sản phẩm liên hệ với việc bảo quản và ứng dụng nó thậm chí cả việc bảo vệ môi trường khí thải, chú ý đến những tính chất có liên quan đến việc chọn phương thức sản xuất, chọn thiết bị.  Giới thiệu kết cấu cơ bản của đồ án (gồm những chương nào, trong đó thể hiện vấn đề gì. 6 4) Sơ đồ - Mô tả dây chuyền sản xuất  Thuyết minh quá trình tiến hành theo dây chuyền thiết bị sản xuất trong đó ở mỗi thiết bị cần chỉ rõ các thông số công nghệ của chế độ làm việc (kể cả các dòng vào và dòng ra).

 Chú thích đầy đủ các loại thiết bị, đường ống, bơm. có trong thiết bị (nếu chọn theo cataloge thì ghi rõ ký mã hiệu), vị trí tương đối giữa các thiết bị, vị trí cửa dòng vào và dòng ra.  Nêu nguyên lý làm việc của hệ thống thiết bị  Trình tự tiến trình diễn ra trên hệ thống thiết bị  Chỉ rõ những yêu cầu chuẩn bị nguyên liệu trước lúc vào công đoạn, yêu cầu đối với công đoạn, về các chất thải, về an toàn cho người và thiết bị (nếu có). 5) Tính thiết bị chính  Phân tích những tính chất và đặc điểm của thiết bị được chọn, chọn chiều các dòng vật liệu và tác nhân nếu cần.

 Tính toán xác định các kích thước chủ yếu và giá trị các đại lương quan trọng để đảm bảo cho thiết bị làm việc ở mức độ mong muốn hoặc xác định các thông số ở chế độ làm việc. Lưu ý chọn phương pháp và công thức có cơ sở khoa học và tiên tiến, số liệu tra cứu và chọn lựa đúng. Lưu ý là các công thức và số liệu đều phải chú thích tài liệu tham khảo. Trong thực tế một số số liệu cho trong khoảng khá lớn nên muốn có số liệu chính xác có thể dùng phép nội suy hoặc vẽ đồ thị.

Nếu số liệu cần có ở ngoài khoảng đã cho thì dùng phép ngoại suy.  Thiết kế các chi tiết của thiết bị cho phù hợp với yêu cầu công nghệ và hợp lý về kết cấu. 6) Tính và chọn các thiết bị phụ (Tính cơ khí)  Các thiết bị phụ cần tính toán gồm bơm, quạt, bơm chân không (bài toán thiết kế về thuỷ lực), thiết bị đun nóng, đun sôi, ngưng tụ trực tiếp và gián tiếp (bài toán về truyền nhiệt), thiết bị lắng, lọc, xyclon (bài toán về phân riêng).  Tuỳ theo yêu cầu mà thực hiện theo các mức độ thiết kế sau: o Tính để xác định kích thước cơ bản của thiết bị đảm bảo yêu cầu công nghệ, cấu trúc cơ bản của thiết bị ( chủ yếu là các thiết bị truyền nhiệt).

o Tính để có cơ sở chọn thiết bị cho hệ thống ( các thiết bị thuỷ lực và phân riêng). Lưu ý về giới hạn bài toán và điều kiện làm việc ( ví dụ mức độ làm sạch, nhiệt độ làm việc của thiết bị, độ ẩm khí thải .) để chọn thiết bị cho phù hợp. Cần có bổ xung về cấu trúc hay phân tích về sự biến đổi tính chất của quá trình khi thiết bị được chọn làm việc trong miền khác với miền đã được dự liệu cùng những biện pháp khắc phục nếu có. o Các thiết bị phụ không được tính toán thì chọn dựa vào cataloge hoặc tự thiết kế dựa vào các cấu trúc đã có.

7) Kết luận: Đánh giá những kết quả đã đạt được và những điều cần lưu - Phần công nghệ, mô hình, tính toán - Phần quá trình - Phần thiết kế 8) Phần phụ lục (nếu có) 9) Tài liệu tham khảo - Thuyết minh trình bầy trên khổ giấy A4. Sử dụng cỡ chữ 13, font: Times New Roman - Các hình vẽ minh họa phải để ở những vị trí hợp lý, có đánh số và chú thích kèm theo. - Các công thức, số liệu tra cứu đều phải ghi chú tài liệu tham khảo và số trang tương ứng. - Chú thích tài liệu tham khảo theo thứ tự đặt ở cuối quyển, trật tự như sau: Số thứ tự - Tên tác giả - Tên tài liệu -Thứ tự tập - Nhà xuất bản – Nơi xuất bản - Năm xuất bản.

Ví dụ : [3] TẬP THỂ TÁC GIẢ, Sổ tay quá trình và thiết bị công nghệ hoá chất, tập2. Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội, 1982. Lưu ý: sắp xếp các tài liệu tiếng Việt trước rồi đến các tài liệu tiếng nước ngoài. Cần viết nguyên tên theo ngôn ngữ mà sách dùng.

Nếu phiên âm thì theo qui định quốc gia. - Phần mục lục: ghi các tiêu đề chính và số thứ tự trang tương ứng. Bản vẽ Đồ án môn học “ Quá trình và Thiết bị Công nghệ hoá học” yêu cầu thực hiện một bản vẽ lắp thiết bị chính trên giấy khổ A1 và một bản vẽ dây chuyền trên khổ A4. Bản vẽ dây chuyền thiết bị được đóng kèm với bản thuyết minh.

Quy định về Bản vẽ : 2 bản vẽ. - Kích thước khổ giấy theo đúng qui định: - Khổ A1 : 594 ´ 841 mm - Khổ A4 : 210 ´ 297 mm - Với đồ án môn học “ Quá trình và Thiết bị Công nghệ hoá học” yêu cầu một bản vẽ lắp thiết bị chính trên giấy khổ A1 và một bản vẽ dây chuyền trên khổ A4. - Bản vẽ dây chuyền công nghệ: cần vẽ sơ đồ nguyên lý của các thiết bị chính và phụ, kể các dụng cụ đo cần thiết cùng với các đường nối các thiết bị. Những thiết bị được chọn cần chú thích rõ ký hiệu.

Cần thể hiện đủ mối liên hệ giữa các thiết bị trong hệ thống, chú ý vị trí tương đối hợp lý của các thiết bị trong hệ thống. Có thể vẽ các thiết bị phụ, các dụng cụ đo đã chuẩn hoá theo qui ước chung. - Bản vẽ kỹ thuật thiết bị chính: Cần tuân theo những nguyên tắc của bản vẽ lắp thiết bị.  Kích thước khổ giấy: theo đúng qui định A1 : 594  841  Phải kẻ khung đậm xung quanh mép 5mm.

Nếu để đóng thì mép trái = 25mm. Chữ và số viết thẳng đứng hoặc nghiêng 750.  Thể hiện đủ hình dạng, kích thước bao của thiết bị  Thể hiện cấu trúc và các chi tiết hoặc cụm chi tiết đã được lắp ghép của thiết bị bằng các hình chiếu, mặt cắt vẫn dùng cho bản vẽ lắp. Khung tên: 140 x 32 mm theo mẫu sau: Tỷ lệ thường dùng trong bản vẽ Tỷ lệ thu nhỏ 1:2 1:2,5 1:4 1:5 1:10 1:15 1:20 Tỷ lệ nguyên hình 1:1 Tỷ lệ phóng to 2:1 2,5:1 4:1 5:1 10:1 20:1 40:1 Đường nét Trên bản vẽ kỹ thuật, hình biểu diễn của các vật thể được tạo bởi các đường có tính chất khác nhau như đường bao thấy, đường bao khuất, đường trục , đường gióng… TCVN qui định các loại đường nét và ứng dụng của chúng.

Lấy nét cơ bản có bề dày b (b = 0,6) làm thước đo cho các nét khác. Ký hiệu mặt cắt các vật liệu Các qui định về ghi kích thước  Đường kích thước vẽ bằng nét mảnh, có độ rộng bằng b/3 và giới hạn hai đầu bằng 2 mũi tên.  Độ lớn của mũi tên phụ thuộc vào bề rộng nét cơ bản của bản vẽ.  Nếu kích thước ngắn quá không đủ chỗ vẽ mũi tên thì mũi tên được vẽ phía ngoài đường gióng.

 Nếu kích thước nối tiếp nhau mà không đủ chỗ vẽ mũi tên thì cho phép dùng một chấm hoặc một gạch xiên thay cho mũi tên. Đề tài 1: CÔ ĐẶC 1. GIỚI THIỆU CHUNG 1. Mở đầu và giới thiệu về hỗn hợp được cô đặc 1.

Vẽ và thuyết minh dây chuyền sản xuất 1. TÍNH TOÁN THIẾT BỊ CHÍNH 1. Các số liệu ban đầu 1. Cân bằng vật liệu 1.

Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi hệ thống 1. Tính toán lượng hơi thứ bốc ra khỏi mỗi nồi 1. Nồng độ cuối của dung dịch ra khỏi mỗi nồi 1. Áp suất chung của hệ thống 1.

Xác định áp suất, nhiệt độ hơi đốt của mỗi nồi 1. Xác định áp suất, nhiệt độ hơi thứ ra khỏi mỗi nồi 1. Tính cân bằng nhiệt lượng 1. Tính tổn thất nhiệt lượng cho từng nồi 1.

Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích cho từng nồi 1. Thiết lập phương trình cân bằng nhiệt lượng để tính lượng hơi đốt, hơi thứ các nồi 1. Tính hệ số cấp nhiệt và nhiệt trung bình từng nồi. Xác định hệ số truyền nhiệt từng nồi 1.

Tính hiệu số nhiệt độ hữu ích từng nồi 1. So sánh Δt hữu ích và Δt giả thiết 1. Tính bề mặt truyền nhiệt. Tính toán cách thông số của thiết bị chính: buồng bốc, buồng đốt 1.

Một số chi tiết khác: đường kính các ống dẫn, tính tai treo và chọn tai treo 1. TÍNH THIẾT BỊ PHỤ 1. Thiết bị gia nhiệt hỗn hợp đầu 1. Thiết bị ngưng tụ Baromet 1.

Tính thùng cao vị 1. Tính toán cơ khí và lựa chọn 1. THỂ HIỆN THIẾT BỊ CHÍNH TRÊN BẢN VẼ KHỔ A1 Cô đặc 25 3. KHÁI NIỆM CHUNG Cô đặc: quá trình làm tăng nồng độ của chất hoà tan không hoặc khó bay hơi trong dung môi bay hơi - Để tách một phần dung môi, trong cô đặc, phải thực hiện ở nhiệt độ sôi.

Hơi do dung dịch sôi bay hơi ra gọi là hơi thứ - Quá trình cô đặc có thể tiến hành ở chân không, ở áp suất cao hoặc áp suất khí quyển. - Cô đặc chân không hoặc áp suất khí quyển tiến hành trong thiết bị một nồi. - ô đặc nhiều nồi, hơi thứ của nồi trước dùng làm hơi đốt cho nồi sau. áp suất làm việc của nồi sau phải nhỏ hơn của nồi trước để tạo ra hiệu số nhiệt độ giữa hơi thứ nồi trước và nhiệt độ sôi của nồi sau, nghĩa là thiết lập động lực của quá trình.

Nhiệt hòa tan: - Quá trình thu nhiệt của dung môi để phá vỡ mạng lưới tinh thể của chất tan - Quá trình hydrat hóa /Solvat hóa là quá trình tỏa nhiệt - Nhiệt hòa tan là tổng hợp của hai loại nhiệt trên 26 3.