thực hành kỹ thuật thực phẩm

fr

BỘ CÔNG THƯƠNG
ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
KHOA CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM

BÁO CÁO THỰC HÀNH

MƠN:
THỰC HÀNH KỸ THUẬT THỰC PHẨM
GVHD:
SVTH:
Họ và tên
Lớp
MSSV
Thứ 4 (Tiết 7-11)

TP. Hồ Chí Minh, 25/09/2019

1


Mục lục

2


BÀI 1:
I.

CỘT CHÊM

MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
− Trình bày được cấu tạo, nguyên lý làm việc và ưu nhược điểm của thiết bị cột chêm.
− Vận hành được thiết bị cột chêm ứng dụng trong các quá trình truyền khối.
− Xác định được sự ảnh hưởng của vận tốc dịng khí và lỏng lên tổn thất áp suất (độ giảm áp)

khi đi qua cột. Giới hạn khả năng hoạt động của cột (giản đồ ngập lụt và gia trọng).
− Sự biến đổi của hệ số ma sát cột khô fck theo chuẩn số Reynolds (Re) của dịng khí và suy ra

các hệ thức thực nghiệm.
− Sự biến đổi của thừa số σ liên hệ giữa độ giảm áp của dịng khí qua cột khơ và qua cột ướt

theo vận tốc dịng lỏng.

II.

CƠ SỞ LÍ THUYẾT
1.

Khái niệm q trình hấp thụ (hấp thu)

Quá trình hấp thu là quá trình cho một hỗn hợp khí tiếp xúc với dung mơi lỏng nhằm
mục đích hòa tan chọn lọc một hay nhiều cấu tử của hỗn hợp khí để tạo nên một dung
dịch các cấu tử trong chất lỏng, pha khí sau hấp thu gọi là khí sạch, pha lỏng sau hấp thu
gọi là dung dịch sau hấp thu.
Vậy quá trình hấp thu là quá trình truyền vận cấu tử vật chất từ pha khí vào pha lỏng.
nếu quá trình xảy ra theo chiều ngược lại, nghĩa là truyền vận cấu tử từ pha lỏng sang
pha khí, ta có q trình nhả hấp thu.
Mục đích của q trình hấp thu là hịa tan chọn lọc một số cấu tử.

2.
−
−
−
−
−

Ứng dụng của q trình hấp thu

Cơng nghệ thực phẩm
Cơng nghệ hóa học
Cơng nghệ sinh hoc
Kỹ thuật mơi trường
Ngành cơng nghiệp dầu khí

3


3.

Phương pháp lựa chọn dung môi hấp thu

Khi lựa chọn dung mơi cho q trình hấp thu người ta dựa vào các tính chất sau:

1.1.

Độ hịa tan chọn lọc

Đây là những tính chất chủ yếu của dung mơi, là tính chất chỉ hòa tan tốt cấu tử cần tách
ra khỏi hỗn hợp mà khơng hịa tan các cấu tử cịn lại hoặc hịa tan khơng đáng kể. Tổng

qt, dung mơi và dung chất có bản chất tương tự nhau thì cho độ hịa tan tốt. Dung mơi
và dung chất tạo nên phản ứng hóa học thì làm tăng độ bền hịa tan lên rất nhiều, nhưng
nếu dung mơi được thu hồi để dùng lại thì phản ứng phải có tính hồn ngun.

1.2.

Độ bay hơi tương đối

Dung mơi nên có áp suất hơi thấp vì pha khí sau q trình hấp thu sẽ bão hịa hơi dung
mơi do đó dung mơi bị mất.

1.3.

Tính ăn mịn của dung mơi

Dung mơi nên có tính ăn mịn thấp để vật liệu chế tạo thiết bị dễ tìm và rẻ tiền.

1.4.

Chi phí

Dung mơi dễ tìm và rẻ tiền để sự thất thốt khơng tốn kém nhiều.

1.5.

Độ nhớt

Dung mơi có độ nhớt thấp sẽ tăng tốc độ hấp thu, cải thiện điều kiện ngập lụt trong tháp
hấp thu, độ giảm áp thấp và truyền nhiệt tốt.

1.6.

Các tính chất khác

Dung mơi nên có nhiệt dung riêng thấp để ít tốn nhiệt khi hồn ngun dung mơi, nhiệt
độ đóng rắn thấp để tránh hiện tượng đóng rắn làm tắc thiết bị, không tạo kết tủa, không
độc.
Trong thực tế, không một dung môi nào trong một lúc đáp ứng được tất cả các tính chất
trên, do đó khi chọn phải dựa vào những điều kiện cụ thể khi thực hiện q trình hấp
thu. Dù sao tính chất thứ nhất cũng không thể thiếu được trong bất cứ trường hợp nào.

4.

Phương pháp hấp thu:

Có 2 phương pháp hấp thu nghịch dịng và hấp thu xi dịng ở đây ta chỉ xét hấp thu
nghịch dòng.
4


1.7.

Hấp thu nghịch dịng

Pha khí là hỗn hợp khí G vào chứa nhiều chất:
Trong đó
−
−

Các chất trơ Gtr (khơng hấp thu vào lỏng)

Chất hấp thu vào lỏng gọi là cấu tử A
Pha lỏng:

−
−
−

Lượng dung môi gọi là L
Cấu tử A đã có sẵn trong pha lỏng L
Lượng dung mơi trơ là Ltr là lượng dung môi tổng cộng L trừ đi cấu tử A.

1.8.

5.

Hấp thu xi dịng

Cân bằng vật chất cho quá trình hấp thu

1.9.

Quá trình hấp thu ngược chiều

Một số định nghĩa
•

Phần mol của cẩu tử i là số mol (suất lượng mol) của cẩu tử i chia cho tổng số mol hỗn hợp

•

(suất lượng mol hỗn hợp).
Phần khối lượng của cấu tử i là khối lượng (suất lượng khối lượng) của cấu tử i chia cho

tổng khối lượng hỗn hợp (suất lượng khối lượng hỗn hợp)
• Tỉ số mol của cấu tử i là số mol (suất lượng mol) của cấu tử i chia cho tổng số mol (suất
lượng mol) trừ đi số mol (suất lượng mol) của i.
Các đơn vị:
−
−
−

Suất lượng mol: mol/h; (kmol/h.m2); (mol/h.m2).
Suất lượng khối lượng: kg/h; (kg/h.m2); (g/h.m2).
Phần mol và tỉ số mol không có đơn vị.

6.

Ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất lên quá trình hấp thu

Nhiệt độ và áp suất là những yếu tố có ảnh hưởng quan trọng lên quá trình hấp thu.
Chúng ảnh hưởng lên trạng thái cân bằng và động lực của quá trình.
Nếu nhiệt độ tăng thì giá trị hệ số của định luật Henry tăng, đường cân bằng sẽ chuyển
dịch về trục tung, động lực truyền khối sẽ giảm. Nếu tăng nhiệt độ lên một giới hạn nào
đó thì khơng những động lực truyền khố giảm mà ngay cả q trình cũng khơng thực
hiện được. Mặt khác khi nhiệt độ tăng cao cũng ảnh hưởng tốt vì độ nhớt của dung mơi
giảm (có lợi đối với trường hợp trở lực khếch tán chủ yếu nằm trong pha lỏng).
5


III.

THIẾT BỊ HẤP THU
Trong công nghiệp, thực tế sản xuất người ta có thể dùng nhiều loại thiết bị khác nhau
để thực hiện quá trình hấp thu. Tuy nhiên, yêu cầu cơ bản của thiết bị vẫn là diện tích
bề mặt tiếp xúc pha phải lớn để tăng hiệu suất của q trình hấp thu. Bài thí nghiệm
này ta xét loại tháp hấp thu là tháp đệm (cột chiêm).

7.

Sơ đồ thiết bị

I-Máy thổi khí

1,2-Van điều chỉnh lưu lượng dịng khí

II-Lưu lượng kế dịng khí

3-Van xả nước đọng trong ống khí

III-Cột chêm

4,6-Van điều chỉnh lưu lượng dòng lỏng

IV-Bồn chứa

5-Van tạo cột lỏng ngăn khí

V-Bơm

7-Van điều chỉnh mức nước trong cột chêm

VI- Lưu lượng kế dòng lỏng

8-Van xả nhanh khi lụt cột chêm

D-lớp đệm vòng sứ Raschig

9-Van xả đáy bồn chứa

6


Trình bày thí nghiệm
a) Cột khơ

Bước 1: Khởi động bơm, mở Vk1, tắt quạt.
Bước 2: Chỉnh VL3 đóng, điều chỉnh VL2 đóng dần, kiểm tra mực nước.
Bước 3: Khóa VL4, tắt bơm
Bước 4: Bật quạt, mở dần Vk2, chỉnh VL4, VL5
Bước 5: Đọc ∆Pck
Bước 6: Bật quạt, mở dần Vk2, đóng dần Vk1
Bước 7: Tắt quạt, mở Vk1, đóng Vk2
b) Cột ướt

Bước 1: Kiểm tra mực nước phải luôn duy trì giữa 2 mức dấu, n ếu quá mức thì m ở van
7


xả.
Bước 2: Chỉnh Vk2, mở VL2

Bước 3: Đọc ∆Pcư
Bước 4: Bật quạt, bật bơm
Lặp lại thí nghiệm tới khi kết thúc
• Chỉnh VL3, VL2, VL4, VL5
• Tắt bơm và quạt, mở VL2, Vk1
•

Xả nước

8.

Bảng số liệu

1.1.

Các số liệu liên quan tới cột chêm:

Cột thủy tinh:
Đường kính d= 0,09 m
Chiều cao H = 0,805 m
Chiều cao phần chêm Z = 0,6m
Vật chêm xếp ngẫu nhiên, vịng Raschig đường kính 16 mm, bề mặt riêng a = 350 m 2/m3, độ
xốp ε= 0,67.

1.2.


Số liệu thực nghiệm

Bảng kết quả phịng thí nghiệm:

 Cột khô:

∆Pck (cm H2O)
STT

Mức

Số
lớn

Số
nhỏ

1

47,5

46,8

2

2

47,7

46,6

2,5

3

48,1

46,2

3

8


4

48,3

46

3,5

5

48,5

45,8

4

6

49

45,3

4,5

 Cột ướt:
• Lưu lượng 4

∆Pck (cm H2O)
STT

•

Mức

Số lớn

Số nhỏ

1

49,5

44,8

2

2

49,1

45,3

2,5

3

48,6

45,9

3

4

48,1

46,2

3,5

5

47,7

46,6

4

6

47,4

46,7

4,5

Lưu lượng 5

∆Pck (cm H2O)
STT

Mức
Số lớn

Số nhỏ

1

49

45,3

2

2

48,6

45,6

2,5

3

47,4

46,8

3

4

47,9

46,5

3,5

9


•

5

50,5

43,8

4

6

53,9

40

4,5

Lưu lượng 6:

∆Pck (cm H2O)
STT

Mức
Số lớn

Số nhỏ

1

49,1

45,1

2

2

48,5

45,6

2,5

3

47,3

46,9

3

4

48,9

45,3

3,5

5

51,5

42,7

4

6

55,4

38,8

4,5

10


•

Lưu lượng 7:

∆Pck (cm H2O)
STT

Mức
Số lớn

Số nhỏ

1

49,8

44,4

2

2

51,2

43,7

2,5

3

53

41,3

3

4

53,1

41,2

3,5

5

55,6

38,5

4

6

48,7

35,4

4,5

1.3.

Xử lý số liệu:

Đổi 1 fit3/phút = 2,83.10-2 (m3/phút) = 2,83.10-2 /60 (m3/s)
(fit3 /phút)

m3/s

2

0.0009

2.5

0.0012

3

0.0014

3.5

0.0017

4

0.0019

4.5

0.0021


 Tính cột khơ tại L=0
1) Tính khối lượng khơng khí G:

Trong đó:

-

Ở 400°K ta có
Ta có giá trị của G tại cột khơ
V

G

0.0009

0.1955

0.0012

0.2444

0.0014

0.2933

0.0017

0.3422

0.0019

0.3911

0.0021

0.4399

2) Tính áp suất:

Ta có: 1mmH2O=9.81 N/m2
∆Pck = (số lớn-số nhỏ) .98,1 (N/m2
Stt
1
2
3
4

5
6

ΔPCK (N/m2)
68,67
107,91
186,39
225,63
264,87
362,97

3) Tính chuẩn số Reck

Reck =
Trong đó:

ΔPCK/Z (N/m2)/m
114,45
179,85
310,65
376,05
441,45
604,95


a = 350 a là bề mặt riêng m2/m3
độ nhớt khơng khí ở nhiệt độ 400°K μ =2,29.10-5
G

Re

0.1955

97,583

0.2444

121,978

0.2933

146,374

0.3422

170,770

0.3911

195,165

0.4399

219,561

4) Tính fck

Re
97,583

1.520228

121,978

1.453875

146,374

1.401815

170,770

1,359256

195,165

1.323436

219,561

1.292625

Các trị số kết quả khi cột khô L = 0
V
3

(m /s)

G

∆PC
K
(N/m2)

∆PCK

Log

/Z

(∆PCK/Z
)

Log G

Re

fCK

logfCK

logRe


0.0009

0.195

68.67

114.45

2.05861

-0.70878

97,583

1.520228

0.18190

1.9894

0.0012

5
0.244

107.9

179.85

6
2.25491

-0.61187

121,978

1.453875

9
0.16252

2.0863

0.0014

4
0.293

1
186.3

310.65

2.49227

-0.53269

146,374

1.401815

7
0.14669

2.1655

0.0017

3
0.342

9
225.6

376.05

1
2.57524

-0.46575

170,770

1,359256

1
0.13330

2.2324

0.0019

2
0.391

3

264.8

441.45

6
2.64488

-0.40775

195,165

1.323436

1
0.12170

2.2904

0.0021

1
0.439

7
362.9

604.95

2
2.78171

-0.3566

219,561

1.292625

3
0.11147

2.3416

9

7

9

3

ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN MỐI QUAN HỆ GIỮA LOG (ΔPCK/Z) VÀ LOG G

 Tính cột ướt tại L=4,5,6,7
1) Tính khối lượng khơng khí G:

Cột ướt đang vận hành ở nhiệt độ 300°K ở đó ρcư=1,177(kg/m3);
µ=1,85.10-5 (kg/m.s), Z= 0,6

G

0.2473
0.3092
0.3710
0.4329
0.4947
0.5565
2) Tính áp suất

1cmH2O = 98,1 N/m2
∆Pcư = (P1 – P2). 98,1 (N/m2) (tương tự cột khơ)
Stt

ΔPCƯ (N/m2)

ΔPCƯ/Z (N/m2)/m

1

461.07

768.45

2

372.78

621.3

3

264.87

441.45

4

186.39

310.65

5

107.91

179.85

6

68.67

114.45

3) Tính chuẩn số Recư

Re


152.802
191.0025

229.203
267.4035
305.604
343.8044

4) Tính σ, fcư

Ta có:
fcư = σ.fck
fcư
6.71428571

10.20725

3.45454545

5.022477

1.42105263

1.992053

0.82608696

1.122864

0.40740741

0.539178

0.18918919

0.244551

Bảng xử lý số liệu cột ướt L=4 (lít/phút)
i

V
m3/s

G

ΔPCƯ
N/m2

ΔPCƯ/Z

1

0.000
9

0.247
3

461.0
7

768.4
5

Log
(ΔPCƯ/Z)
2.88561
6

log G

Re

fCƯ

logfCƯ

logRe

0.606
7

152.802

10.2072
5

1.00890
9

2.18412
9

2

0.001
2

0.309
2

372.7
8

621.3

2.79330
1

3

0.001
4

0.371
0

264.8
7

441.4
5

2.64488
2

4

0.001
7

0.432
9

186.3
9

310.6
5

2.49227
1

5

0.001
9

0.494
7

107.9

1

179.8
5

2.2549
1

6

0.002
1

0.556
5

68.67

114.4
5

2.05861
6

0.509
8
0.430
6
0.363
7

0.305
7
0.254
5

191.002
5

5.02247
7

0.70091
8

2.28103
9

229.203

1.99205
3

0.29930
1

2.36022

267.403
5

1.12286
4

0.05032
7

2.42716
7

305.604

0.53917
8

-0.26827

2.48515
9

343.804
4

0.24455
1

-0.61163

2.53631
1

Bảng xử lý số liệu cột ướt L=6 (lít/phút)
i

V
m3/s

G

1

0.000
9

0.247
3

2

0.001
2

3

ΔPCƯ
N/m2

ΔPCƯ/Z

Log
(ΔPCƯ/Z)

log G

Re

fCƯ

logfCƯ

logRe

392.4

654

2.81557
8

0.6067

152.802

8.68702
4

0.93887
1

2.18412
9

0.309
2

284.49

474.1
5

2.67591
6

0.5098

191.002
5

3.83294
3

0.58353
2

2.28103
9

0.001
4

0.371

0

39.24

65.4

1.81557
8

0.4306

229.203

0.29511
9

-0.53

2.36022

4

0.001
7

0.432
9

353.16

588.6

2.76982

0.3637

267.403
5

2.12753
2

0.32787
6

2.42716
7

5

0.001
9

0.494
7

863.28

1438.
8

3.158

0.3057

305.604

4.31342
2

0.63482
2

2.48515
9

6

0.002
1

0.556
5

1628.4
6

2714.
1

3.43362
6

0.2545

343.804
4

5.79934
4

0.76337
9

2.53631
1

Bảng xử lý số liệu cột ướt L=5 (lít/phút)
i

1
2
3
4

V
m3/s

G

0.000
9
0.001
2
0.001
4
0.001
7

0.247
3
0.309
2
0.371
0
0.432
9

ΔPCƯ
N/m2

ΔPCƯ/Z

362.9
7

604.95

294.3

490.5

58.86

98.1

137.3
4

228.9

Log
(ΔPCƯ/Z)
2.78171
9
2.69063
9
1.99166
9
2.35964
6

log G

Re

-0.6067

152.802

-0.5098

191.002
5

-0.4306

229.203

-0.3637

267.403
5

fCƯ

logfCƯ

logRe

8.03549
7
3.96511
3
0.44267
9
0.82737
4

0.90501

3
0.59825
6
0.35391

2.18412
9
2.28103
9

-0.0823

2.36022
2.42716
7


5
6

0.001
9
0.002
1

0.494
7
0.556
5

657.2
7
1363.5
9

1095.4
5
2272.6
5

3.03959
3
3.35653
3

-0.3057

305.604

-0.2545

343.804
4

3.28408
3
4.85607
8

0.51641

4
0.68628
6

2.48515
9
2.53631
1

fCƯ

logfCƯ

logRe

11.7274
8
9.91278
4
8.63223
1
7.03267
5
8.38176
3
4.64646
3

1.06920
5

0.99619
6
0.93612
3
0.84712
1
0.92333
5
0.66712
2

2.18412
9
2.28103
9

Bảng xử lý số liệu cột ướt L=7 (lít/phút)
i

1
2
3
4
5
6

V
m3/s

G

0.000
9
0.001
2
0.001
4
0.001
7
0.001
9
0.002
1

0.247
3
0.309
2
0.371
0
0.432
9
0.494
7
0.556
5

ΔPCƯ
N/m2

529.74
735.75
1147.7
7
1167.3
9
1677.5
1
1304.7
3

ΔPCƯ/Z

882.9
1226.2
5
1912.9
5
1945.6
5
2795.8
5
2174.5
5

Log
(ΔPCƯ/Z)
2.94591
2
3.08857

9
3.28170
4
3.28906
5
3.44651
4
3.33736
9

log G

Re

-0.6067

152.802

-0.5098

191.0025

-0.4306

229.203

-0.3637

267.4035

-0.3057

305.604

-0.2545

343.8044

ĐỒ THỊ BIỂU DIỄN MỐI QUAN HỆ GIỮA LOG (ΔPCƯ/Z) VÀ LOG G

Log (ΔPCƯ/Z)

2.36022
2.42716
7
2.48515
9
2.53631
1


Log G
 Tính tốn cột ngập lụt

L=7(Lít/phút)=((
Tính
Ta có:
3
ρkk =0,883 (kg/m ) ở 50°C
ε=0,585

2
g= 9,81 (m/s )
ρlỏng=1000 (kg/m3)
2 3
a= 350 (m /m )
µtd=1
V = (m/s) :vận tốc dịng khí qua cột

Trong đó

S = 0,00636(m2) (tiết diện ngang của cột)

Tính

V (vận
Hàng

L (m3/s) V(m3/s
)

tốc dịng

π1

logπ 1

π2

4,485.10-

-6,348

1,64.10-

logπ 2

khí qua
cột)

L=7

0.000116

0.0021

0.33

7
Các giá trị kết quả của cột lụt

3

-2.79
m


Kết luận
 Kết quả thí nghiệm có sai số
 Ngun nhân
•

Thao tác các van cịn lúng túng, chưa chuẩn xác.

•

Đọc kết quả đo chậm

•

Dụng cụ thiết bị thí nghiệm cịn nhiều hạn chế.

•

Các giá trị đo được lấy sai số.

 Cách khắc phục
• Thao tác thực hành phài nhịp nhàng, nhanh và chính xác
• Kiểm tra thiết bị trước và sau khi làm thí nghiệm. Báo ngay cho bộ ph ận s ửa
•

IV.

chữa nếu có phát hiện hư hỏng.
Nắm rõ các thao tác kỹ thuật trước khi làm thí nghiệm.

TRẢ LỜI CÁC CÂU HỎI CHUẨN BỊ
1. Các yếu tố ảnh hưởng đến độ giảm áp của cột khô?
− Chiều cao phần chứa vật chêm.
− Đường kính tương đương của vật chêm.
− Thể tích tự do của vật chêm.

− Diện tích bề mặt riêng của vật chêm.
− Khối lượng riêng của pha khí.
− Suất lượng biểu kiến của pha khí qua một đơn vị tiết di ện tháp.
2. Tháp chêm được ứng dụng trong lĩnh vực nào?

Tháp chêm được ứng dụng nhiều trong ngành cơng nghiệp thực phẩm.
3. Có mấy loại vật chêm? Chúng được chế tạo từ vật liệu gì?

Vật chêm sử dụng gồm có nhiều loại khác nhau, phổ biến nhất là một s ố loại
vật chêm sau:
−

Vòng Raschig: hình trụ rỗng bằng sứ hoặc kim loại, nh ựa, có đường kính b ằng

chiều cao(kích thước từ 10- 100mm).
− Vật chêm hình n ngựa: có kích thước từ 10- 75mm.
− Vật chêm vịng xoắn: đường kính dây từ 0,3- 1mm, đường kính vịng xo ắn từ 38mm và chiều dài nhỏ hơn 25mm.


4. Kích thước vật chêm cần phải thỏa mãn điều kiện gì?

Vật chêm phải có diện tích bề mặt riêng lớn,ngoài ra độ rỗng cũng phải lớn.
5. Lựa chọn vật chêm cần phải thỏa mãn những điều kiện gì?

Phải có diện tích bề mặt riêng lớn,có độ rỗng lớn để giảm tr ở lực chop pha khí
và phải bền.
Ưu điểm và nhược điểm của vật chêm bằng sứ?
− Ưu điểm: giá thành rẻ, khơng bị oxy hóa, khơng bị ăn mịn.
− Nhược điểm: dễ vỡ.
7. Trong thí nghiệm các số liệu đo được cũng như lưu lượng của các dòng có

6.

ổn định khơng?
Trong thí nghiệm các số liệu đo được cũng như lưu lượng của các dịng khơng ổn
định.
8. Trong thí nghiệm có mấy điểm cần lưu ý? Điểm nào quan trọng nhất?

Trong thí nghiệm có điểm cần lưu ý sau: Trong quá trình đo đ ộ gi ảm áp c ủa c ột
ướt, cần canh giữ mức lỏng ở đáy cột ln ổn định ở ¾ chiều cao đáy bằng cách
chỉnh van7. Nếu cần, tăng cường van 8 để nước trong cột thốt về bình chứa.
9. Tại sao phải duy trì mực lỏng ở ¾ đáy cột?

Vì nếu ta cho đầy thì khí khơng tiếp xúc được v ới n ước (không đi vào c ột h ấp
thu). Nếu cho ít nước thì khí ít tiếp xúc vói dung mơi,và có nhi ều bọt khí thí s ố
liệu đo dược sẽ bị sai.
10. Có mấy loại quạt?kể tên?quạt trong bài này là loại gì? Cao áp hay th ường?

Có 2 loại quạt là quạt cao áp và quạt thường. Quạt trong bài này là quạt cao áp
11.

Tại sao phải nghiên cứu đồ thị của tháp chêm từ điểm gia trọng đến

điểm lụt?
Vì để xác định giới hạn khả năng hoạt động của cột là từ đi ểm gia trong đ ến
điểm ngập lụt.
12. Cơng thức tính hệ số trở lực do ma sát trong tháp chêm ở các chế độ chảy

(Re) khác nhau?
Cột khô:

∆Pck = α G n

với

n = 1,8 – 2,0


Cột ướt:

Pcư = Pck

với

Giá trị tùy thuộc vào loại, kích thước, cách thức sắp x ếp vật chêm (x ếp ng ẫu
nhiên hay theo thứ tự) và độ lớn của lưu lượng l ỏng L. Thí d ụ v ới v ật chêm là
vòng sứ Raschig 12,7 mm, chêm ngẫu nhiên, độ xốp = 0,586; giá tr ị c ủa L t ừ 0,39
đến 11,7 kg/m2s và cột hoạt động trong vùng dưới điểm gia trọng.
Cơng thức tổng qt tính tổn thất áp suất trong tháp chêm? Giải thích

13.

các thừa số trong công thức và mức độ ảnh hưởng của chúng đến độ giảm
áp.
Tổn thất Trở lực tháp khô:
∆p = f ck

Re k =

Trong đó:

h wo2 ρ k
f haρ k wo2
= ck
d td 2
8ε

, N / m2

wρ k d td
µk

h - chiều cao lớp đệm, m

wo- vận tốc pha khí
a - bề mặt riêng, m2/m3
độ xốp, m3/m3
khối lượng riêng của khơng khí, kg/m3
fck - hệ số ma sat của dịng chảy qua lớp hạt, phụ thuộc vào Re k
Khi Rek < 40:
Khi Rek > 40:
14.

f ck =

40
Rek

f ck =

16

Re0k , 2

Tháp chêm làm việc ở chế độ nào là tốt nhất? Thực tế có thể vận hành ở

chế độ này hay không? Tại sao?
Tháp chêm làm việc ở chế độ chân không là tốt nh ất.nhưng không th ể v ận hành
cho thực tế. Vì thực tế sẽ mau làm dòng lỏng đạt đến điểm lụt.
15.

Thế nào là điểm gia trọng?
Cho pha khí tiếp xúc pha lỏng phải qua vật liệu điệm tăng độ ti ếp xúc.Khi v ận
tốc khí lỏng sẽ phân tán trong khí, tăng tốc độ khí l ỏng b ị tụ l ại,Đi ểm gia tr ọng


điểm đó áp suất pha khí đủ lớn để xun qua pha l ỏng liên tục. Ưu đi ểm: ít t ốn
dung môi.


BÀI 2 THÍ NGHIỆM LỌC KHUNG BẢN
I.

CƠ SỞ LÝ THUYẾT
9.

Lọc chất lỏng

Huyền phù

bã lọc
vách

ngăn lọc

Lọc là quá trình được thực hiện để phân riêng các hỗn h ợp nh ờ 1 v ật ngăn
xốp, vật xốp có khả năng cho một pha đi qua còn gi ữ pha kia l ại nên còn g ọi
là vách ngăn lọc.

10.

Nguyên tắc lọc

Tạo ra trên bề mặt huyền phù một áp suất P1, dưới áp su ất P1 pha l ỏng
xuyên qua các lỗ mao dẫn, pha rắn bị giữ lại. Chênh lệch áp su ất 2 bên vách
ngăn lọc gọi là động lực của quá trình lọc.
∆P = P1 − P2
Áp suất tạo ra bằng máy bơm, máy nén, cột nước,… Lượng nước lọc thu
được
(m/s)
V: thể tích nước lọc thu được S: diện tích bề mặt lọc
∆t: thời gian lấy mẫu (kể từ lúc bắt đầu chảy)
+ Tính lượng nước lọc, lượng bã ẩm, lượng pha rắn, lượng pha lỏng
Vh = V0 + V1 = Va + V
Gh = G0 + G1 = Ga + G
Vh, Gh: khối lượng và thể tích hỗn hợp huyền phù đem đi lọc


V0, G0: thể tích và khối lượng chất rắn khơ
V1, G1: thể tích và khối lượng nước lọc nguyên chất
Va, Ga: thể tích và khối lượng bã ẩm
Độ ẩm của bã:

11.

Áp suất lọc

1.1.

Khi lọc với áp suất khơng đổi

Trong đó μ: Độ nhớt (kg/m.s)
V: thể tích nước lọc (m3) S: diện tích bề mặt lọc (m2)
τ: Thời gian lọc được ấn định trước
r0: Trở lực riêng (1/m2) trở lực lớp bã tạo thành (1kg bã khô/1m2 bề mặt)
X0=Va/V0: Tỉ số giữa lượng bã ẩm (m3/lượng nước lọc (m3))
Rv: trở lực vách ngăn (1/m)

1.2.

Lọc với tốc độ không đổi:

W=const (Kém hiệu quả)

12.

Vật ngăn lọc

Phải có tính chất phù hợp với huyền phù, gồm các loại vải được đan bằng
các loại sau: sợi bông len polypropylen, clorinaxeton, pvc, s ợi thủy tinh….
chịu acid

13.

Chất trợ lọc

Diatomit trắng tạo từ 94% SiO2, bề mặt riêng 20m 2/g, bền acid, được sử
dụng rộng rãi, tạo độ xốp 93% perolit: tạo từ các sản phẩm núi lửa, các
chất trợ lọc không được tan trong dung dịch lọc.

14.

Máy lọc khung bản

1.3.

Cấu tạo

Máy lọc khung bản gồm có 1 dãy các khung và bản cùng kích thước xếp liền
nhau, giữa khung và bản có vải lọc. Huyền phù được đưa vào rãnh dưới tác dụng
của áp suất rồi vào khoảng trống của khung. Chất lỏng qua vải lọc sang các rãnh