đồ án thiết bị tiệt trùng tàu hủ

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

bình là loại 1000 hạt nặng 100 – 300 g. Nhỏ là loại 1000 hạt nặng dưới 150 g. Loại to thường tỷ
lệ vỏ thấp, chỉ khoảng 6%, nhỏ có khi tới 9.5%.
Cấu trúc hạt đậu nành gồm 3 thành phần: vỏ hạt, phôi, nhân.
 Vỏ là lớp ngoài cùng, có nhiều màu khác nhau đặc trưng cho
từng loại giống thường có màu vàng hay màu trắng, hàm lượng anthocyane quyết định
màu vỏ của hạt. Vỏ có tác dụng bảo vệ phôi mầm chống lại sự xâm nhập của nấm và vi
khụẩn.
 Phôi là rễ mầm, là phần sinh trưởng của hạt khi hạt lên mầm.
 Nhân gồm hai lá mầm tích trữ dưỡng liệu của hạt, chiếm phần
lớn khối lượng hạt, chứa hầu hết chất đạm và chất béo của hạt.
1.2/ Thành phần hóa học và thành phần dinh dưỡng của hạt đậu nành
Hạt đậu nành được đánh giá cao về mặt dinh dưỡng do giàu protein, lipid, vitamin và muối
khoáng. Protein đậu nành có phẩm chất tốt nhất trong số các protein thực vật vì có đầy đủ các
acid amine không thay thế.
Bảng 1. Thành phần hóa học trong hạt đậu nành
Thành phần Tỷ lệ Protein (%) Lipid (%) Carbohydrate (%) Tro (%)
Nguyên hạt 100,0 40,0 20,0 35,0 5
Nhân 90,3 43,0 23,3 29,0 5,0
Vỏ hạt 7,3 8,8 1,0 86,0 4,3
Phôi 2,4 41,0 11,0 43,0 4,4
 Protein đậu nành
Bảng 2. Thành phần acid amine không thay thế trong đậu nành và một số thực phẩm quan
trọng khác
Loại acid
amine
Đậu nành Trứng Thịt bò Sữa bò Gạo Giá trị được đề nghị
bởi FAO - OMS
Leusine 7,84 8,32 8,00 10,24 8,26 4,8
Isoleusine 4,48 5,60 5,12 5,60 3,84 6,4
Lysine 6,40 6,24 2,12 8,16 3,68 4,2

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

200.3
228
256.4
284.5
282
280
278
 Glucid : gồm 2 nhóm
 Đường tan (10%): sucrose 5%, stachyose 4%,
raffinose 1%. Raffinose và stachyose không được tiêu hóa bởi enzyme tiêu hóa nhưng
lại bị lên men bởi vi sinh vật ở ruột tạo ra khí gây hiện tượng sôi bụng. Đậu nành
không chứa đường lactose nên sữa đậu nành dễ tiêu hóa với người bị dị ứng vơi sữa
bò.
 Chất xơ không tan (20%): hỗn hợp
polysaccharide và dẫn xuất của chng, chủ yếu là cellulose, hemicellulose và các hợp
chất của acid pectic.
 Các thành phần khác của đậu nành
 Enzyme: urease, lipoxygenase, β-amylase. Về mặt công nghệ thì enzyme quan trọng của
đậu nành là lipoxygenase , được biết đến là lipoxydase. Enzyme này xúc tác cho phản
ứng oxy hoá acid béo không bão hoà đa bởi O
2
, gây mùi hôi cho đậu nành. Enzyme
urease cũng thường được đề cập tới trong sản xuất protein đậu nành nhưng về mặt công
nghệ thì nó không đóng vai trò quan trọng.
 Độ ẩm: Hàm lượng ẩm của hạt đậu nành quyết định rất nhiều đến điều kiện bảo quản. Để
giữ được tính chất ổn định và chất lượng của hạt đậu nành trong thời gian bảo quản thì
hạt đậu nành nên có hàm lượng ẩm khoảng 12% - 13%.
 Khoáng: chiếm tỷ lệ rất thấp (5%) gồm K, Ca, Mg, Fe, Zn, Cu…
Bảng 4: Thành phần khoáng trong hạt đậu nành
Calcium Photpho Mangan Kẽm Sắt

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

hay thực phẩm đa chức năng. Nó cũng được biết tới như là khối đông đậu nành, giống phô mai
mềm bằng cách đông tụ sữa đậu nành với một tác nhân đông tụ. Đậu phụ là thực phẩm có vị
khá nhạt nên dễ dàng hấp pphụ mùi của các thành phần khác. Đậu phụ được bán thành miếng
ngâm trong nước hoặc trong hộp chứa vô trùng. Đậu phụ tươi thường được bao gói trong nước,
bảo quản lạnh và giữ trong nước cho tới khi sử dụng. Nếu thay nước hằng ngày có thể kéo dài
thời gian sử dụng khoảng 1 tuần. Đậu phụ có thể làm lạnh đông và sử dụng tới 3 tháng. Lạnh
đông đậu phụ sẽ làm thay đổi cấu trúc tuy nhiên nó sẽ làm đậu phụ dai hơn.
2.2. Lợi ích của đậu phụ:
Giàu chất dinh dưỡng vì đậu phụ giàu giàu protein chất lượng cao và vitamin nhóm B. Do
đó, nó là thực phẩm thay thế cho thịt trong nhiều món ăn chay. Khác với sữa đậu nành, đậu phụ
chứa nhiều calcium. Nguồn calcium này là do tác nhân đông tụ mang lại. Khi làm đậu phụ,
protein đậu nành được kết tủa với calcium tạo ra đậu phụ giàu calcium. Calcium trong đậu phụ
còn góp phần ngăn ngừa bệnh loãng xương.
Dễ tiêu hóa vì chất xơ đậu nành đã được loại bỏ trong quá trình chế biến.
Không có cholesterol do đó giảm bệnh tim mạch thông qua việc giảm hàm lượng LDL
cholesterol và duy trì hàm lượng HDL cholesterol.
Giàu isoflavones .isoflavones sẽ bù đắp cho lượng thiếu phụt này do đó làm giảm các triêu
chứng xảy ra trong thời kỳ này như chóng mặt, tăng xông, mất ngủ, sự thay đổi tính khí, đau
đầu…. Ngoài ra isoflavones có tác dụng làm giảm nguy cơ loãng xương, một bệnh liên quan tới
sự giảm mật độ xương và sự tăng các vết nứt trong xương, giảm tỷ lệ ung thư vú và ung thư
tuyến tiền liệt, giảm nguy cơ các bệnh về tim mạch…
2.3. Phân loại đậu phụ:
Có nhiều cách phân loại đậu phụ:
a. Theo lượng nước lấy ra khỏi khối đông đậu phụ:
 Đậu phụ mềm (soft tofu):
Loại đậu phụ không tách nước này chứa hàm ẩm cao nhất trong tất cả các loại đậu phụ tươi.
Cấu trúc có thể được mô tả giống món bánh sữa trắng mịn. Ở Hàn Quốc và Nhật Bản, đậu phụ
mềm truyền thống được làm từ nước biển. Tofu flower hay tofu brain ở Trung Quốc thường
được dùng như món tráng miệng nhưng thỉnh thoảng dùng cphụng với các món muối cphụa
hoặc nước chấm, là 1 dạng đậu phụ mềm với hàm ẩm thậm chí còn cao hơn, dùng muỗng để ăn.

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,

chất tạo hương. Hầu hết các loại đậu phụ ngọt có cấu trúc giống đậu phụ mềm và
được dùng lạnh.
 Đậu phụ mặn (Savory flavoured tofus: egg tofu, jade tofu, tamagodơfu): trứng
nguyên sống được lọc và bổ sung vào sữa đậu nành trước khi cho tác nhân đông tụ.
Hỗn hợp sau đó được đông tụ trong túi nhựa có dạng ống. Loại đậu phụ này có cấu
trúc và mùi vị tốt hơn đậu phụ mềm nhờ chất béo và protein trong trứng.
 Đậu phụ chiên (Fried tofu):Trừ những loại đậu phụ mềm nhất, tất cả các loại đậu phụ
đều có thể chiên. Các loại đậu phụ mềm và mỏng được chiên sâu trong dầu cho đến khi
có màu sáng và có lỗ khí trong nhân. Những loại đậu phụ cứng kiểu Châu Á hay đậu
phụ khô có hàm ẩm thấp được cắt thành miếng vừa ăn hoặc dạng tam giác được chiên
cho đến khi bề mặt có màu nâu vàng và giòn. Đậu phụ chiên có thể được ăn riêng hoặc
ăn cphụng với nước chấm hoặc nấu cphụng với nước và các món ăn khác.
 Đậu phụ lạnh đông (Frozen tofu):Đậu phụ lạnh đông có sự hình thành các tinh thể đá
lớn bên trong dẫn tới xuất hiện các lỗ hổng lớn xếp lớp. Đậu phụ khi lạnh đông có màu
hơi vàng, được chế biến tại nhà phổ biến từ đậu phụ mềm kiểu Châu Á mặc dù nó cũng
được bán trên thị trường như là 1 đặc sản của một số vùng ở Đài Loan. Loại đậu phụ
này được rã đông và có khi tách nước trước khi dùng.
 Đậu phụ sấy lạnh của Nhật (Japanese freeze-dried tofu): trước khi sử dụng thường
ngâm trong nước nóng hoặc nước dùng, có màu sáng và cấu trúc xốp. Đậu phụ sấy
lạnh cũng có thể bổ sung vào soup ăn liền như miso soup.
c. Phân loại theo quá trình sản xuất:
 Đậu phụ có cắt định hình (cut tofu): là đậu phụ tphụ được bằng cách đông tụ sữa đậu nành
trong kphụôn, sau đó tháo kphụôn và cắt định hình thành những miếng có kích thước theo
yêu cầu và bảo quản trong nước.
 Đậu phụ đóng hộp (packed tofu): là đậu phụ tphụ được bằng cách cho một lượng sữa đậu
nành nhất định vào một hộp plastic, bổ sung tác nhân đông tụ, hàn kín miệng hộp và thực
hiện quá trình đông tụ sữa đậu nành trong hộp kín, không phải chắt bỏ nước và ép.
Ngày nay, packed tofu chiếm ưu thế hơn cut tofu vì thời gian bảo quản dài hơn, tiện lợi trong
phân phối v.v…
2.4. Phương pháp đông tụ:

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

.
 Calcium sulfate (thạch cao): không vị, ít tan trong nước, được sử dụng phổ biến, tạo ra
đậu phụ mềm nhưng cấu trúc hơi giòn. Nó còn làm cho đậu phụ giàu calcium, chất
khoáng quan trọng giúp phòng ngừa loãng xương. Vì lý do đó, nhiều nhà sản xuất chọn sử
dụng tác nhân này để tiếp thị sản phẩm đậu phụ của họ như là nguồn cung cấp calcium.
 Magnesium chloride và calcium chloride (Nigari): tan nhiều trong nước, tạo ra đậu phụ có
cấu trúc mềm và mịn. Calcium chloride là tác nhân đông tụ được sử dụng phổ biến để làm
đậu phụ ở các nước Bắc Mỹ.
Sử dụng nhiệt và enzyme: papain, protease kiềm và trung tính tphụ nhận từ vi sinh vật,
microbial transglutaminase (MTGase) tphụ nhận từ vi sinh vật…
Độ cứng của gel đậu phụ đông tụ bởi enzyme MTGase pphụ tphụộc vào phương pháp xử lý
nhiệt sữa đậu nành và nồng độ enzyme. Các thông số ảnh hưởng đến quá trình xử lý nhiệt bao
gồm phương pháp gia nhiệt, tốc độ gia nhiệt và nhiệt độ. Gel đạt được độ cứng cao nhất, cấu
trúc đồng nhất và chặt chẽ nhất khi sữa đậu nành được gia nhiệt tới 75
o
C và giữ trong 10 hoặc
30 pphụt.
Các phương pháp khác: khác với phương pháp truyền thống, có thể bổ sung polysaccharide
vào sữa đậu nành.

PHẦN 2. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT
ĐẬU HỦ
Đông tụ
Sản phẩm
Tiệt trùng
Làm nguội
Phối trộn
Rót hộp
Tác nhân đông tụ
Hộp

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

các liên kết của các thành phần có trong hạt đậu. Nếu dài quá thì ngoài quá trình trương còn có
quá trình hòa tan chác chất khô có trong hạt đậu làm cho nước từ trong tế bào hạt đậu đi ra nâng
cao thành phần dinh dưỡng của nước ngâm, tạo điều kiện tphụận lợi cho vi kphụẩn lactic hoạt
động sinh ra acid lactic, acid lactic sẽ ngấm vào hạt đậu làm cho protein của hạt đậu bị biến tính
gây hiện tượng đậu ngậy sau này không kết tủa được, tổn thất lớn protein (đậu ngậy là danh từ
cphụyên dùng của ngành sản xuất đậu pphụ, ý nói sữa đậu cphụa không kết tủa được).
 Nhiệt độ nước ngâm:
Nhiệt độ nước ngâm càng cao thì tốc độ hydrate hóa càng nhanh, hạt đậu trương nhanh
nhưng độ trương nhỏ, các liên kết của các phân tử chưa bị phá vỡ. Nhiệt độ nước ngâm tốt nhất
là 20 – 25
o
C, chỉ khi nào quá cần thiết theo yêu cầu sản xuất mới tăng nhiệt độ nước ngâm trên
30
o
C. Nhiệt độ nước ngâm cao cũng làm giảm thời gian ngâm, do đó phải căn cứ vào thực tế
kiểm tra hạt đậu mà thay đổi thời gian ngâm cho pphụ hợp.
 Thành phần nước ngâm:
Nước ngâm phải đạt các chỉ tiêu chất lượng về nước sử dụng trong sản xuất. Để an toàn
trong sản xuất, về mùa hè khi ngâm đậu người ta cho thêm một lượng Na
2
CO
3
là 0.75g/lít nước
ngâm để chống cphụa. Khi thấy nước ngâm có hiện tượng sủi bọt phải thay nước ngay để chống
cphụa, thối.
 Cách thực hiện:
Ngâm hạt đậu trong nước có nhiệt độ khoảng 20 – 21
o
C trong 5 giờ sao cho khối lượng hạt
đậu tăng lên 2.2 lần tương ứng với độ ẩm hạt tăng từ 12% đến 60%. Tách đôi hạt đậu kiểm tra

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

chất phá bọt vào làm tăng sức căng bề mặt của các bọt cho nó tự vỡ ra. Chất phá bọt dùng với
lượng 0.05% so với đậu hạt, không ảnh hưởng gì đến phẩm chất đậu phụ.
 Thiết bị:Thiết bị nghiền ướt dạng đĩa.
3.Gia nhiệt:
 Mục đích công nghệ: chuẩn bị
Các chất có hại có trong đậu như chất ức chế trypsine, hemaglutinine bị phân hủy.Vi sinh vật
có hại bị ức chế hoặc tiêu diệt.Khử mùi tanh của đậu nành.Làm tăng chuyển động Brown giữa
các phần tử của sữa làm cho số lần va chạm giữa các tiểu phần keo tăng lên, phá vỡ lớp solvat
(lớp vỏ nước bao quanh) tạo điều kiện cho các phân tử sữa lại gần nhau để dễ keo tụ hơn.
 Các yếu tố ảnh hưởng:
 Thời gian gia nhiệt:
Thời gian gia nhiệt không nên quá dài gây biến đổi các chất dinh dưỡng có trong sữa đậu
nành, cũng không nên quá ngắn vì cần thời gian để phân phụy các chất độc có trong đậu nành
và khử mùi tanh của đậu.
 Nhiệt độ:
Nhiệt độ không nên quá cao vì sẽ gây ra hiện tượng khê cháy, nổi bọt nhiều tạo áp suất lớn
bên trong thiết bị.
 Cách thực hiện : Quá trình được thực hiện ở nhiệt độ 90
o
C
 Thiết bị:Thiết bị gia nhiệt dạng vỏ áo, hình trụ, vật liệu thép không rỉ, có cánh khụấy.
4.Lọc:
 Mục đích công nghệ:
Loại bỏ các chất không tan ra khỏi hỗn hợp sau khi nghiền.Giúp cho quá trình truyền nhiệt
tốt hơn trong các giai đoạn sau.Cải thiện giá trị cảm quan của sản phẩm.
 Các yếu tố ảnh hưởng:
 Kích thước hạt phân tán:
Kích thước hạt phân tán sau nghiền quá mịn thì bã lọc tạo ra trở lực lớn gây khó khăn cho
quá trình lọc làm kéo dài thời gian lọc.
 Nhiệt độ của dung dịch phụyền phụ:

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.

5.Tiệt trùng:
 Mục đích công nghệ: bảo quản do tiêu diệt các vi sinh vật có trong sữa kể cả các vi khuẩn
sinh bào tử giúp kéo dài thời gian bảo quản.
 Các yếu tố ảnh hưởng:
 Lượng vi sinh vật trong mẫu thực phẩm ban đầu: nếu ta đảm bảo điều kiện vệ sinh và vi
sinh ban đầu thì có thể giảm thời gian và nhiệt độ tiệt trùng.
 Thời gian tiệt trùng: phải đủ dài để tiêu diệt toàn bộ các vi sinh vật gây bệnh và bào tử vi
khuẩn có trong sữa. Tuy nhiên thời gian dài sẽ làm mất các chất dinh dưỡng, gây các biến
đổi bất lợi đến giá trị cảm quan của sữa. Vì vậy để bảo đảm chất lượng của sữa, ta thực
hiện quá trình tiệt trùng ở nhiệt độ cao trong thời gian ngắn (HTST).
 Nhiệt độ tiệt trùng: cao giúp rút ngắn thời gian tiệt trùng và tiêu diệt các vi sinh vật chịu
nhiệt có trong sữa.
 Áp suất tiệt trùng: cao để làm tăng nhiệt độ tiệt trùng và tạo áp suất phá vỡ tế bào vi sinh
vật.
 pH của sản phẩm: sữa đậu nành có pH > 6 nên quá trình tiệt trùng thực hiện ở nhiệt độ
cao (trên 100
o
C).
 Cách thực hiện:Quá trình thực hiện ở nhiệt độ 150
o
C trong 3 giây.
 Thiết bị: Thiết bị tiệt trùng UHT dạng ống chùm
6.Làm nguội:
 Mục đích công nghệ: chuẩn bị cho quá trình bổ sung tác nhân đông tụ để tránh hiện tượng
đông tụ xảy ra trước khi đổ hộp.
 Các biến đổi chủ yếu: biến đổi quan trọng nhất là sự giảm nhiệt độ hỗn hợp xuống 10
o
C.
 Cách thực hiện: Sữa sau tiệt trùng được làm nguội nhanh xuống 10
o

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.

 Thiết bị:Thiết bị rót hộp kết hợp dán nắp.
9.Đông tụ:
 Mục đích công nghệ: chế biến vì là quá trình quan trọng nhất trong qui trình sản xuất đậu phụ
và là quá trình khó kiểm soát nhất, tạo nên cấu trúc gel đặc trưng của đậu phụ.
 Các yếu tố ảnh hưởng:
 Nồng độ chất khô (protein trong sữa đậu):
Nồng độ chất khô càng cao thì hàm lượng protein trong khối đông càng lớn, cấu trúc khối
đông sẽ chặt chẽ, bền vững và cứng hơn.
 Nhiệt độ và tốc độ gia nhiệt:
Mỗi protein biến tính ở nhiệt độ khác nhau nên tốc độ gia nhiệt phải thích hợp để tất cả các
protein đều được đông tụ tại nhiệt độ tối thích của nó, khối đông tạo ra có cấu trúc chặt chẽ hơn,
ít huyết thanh sữa.
 Hàm lượng tác nhân gây đông tụ:
Hàm lượng tác nhân gây đông tụ phải thích hợp để đông tụ hết lượng protein có trong sữa.
 Thời gian đông tụ:
Thời gian đủ dài để đông tụ toàn bộ protein có trong sữa tạo cấu trúc khối đông lớn, chặt chẽ.
 Cách thực hiện:
Các hộp sữa đậu nành có chứa tác nhân đông tụ được gia nhiệt trong một bể nước nóng có
nhiệt độ 85
o
C trong 1 giờ cho quá trình đông tụ xảy ra hoàn toàn.
 Thiết bị:
Thiết bị đông tụ, chia thành 2 khoang, khoang đầu chứa nước nóng để thực hiện quá trình
đông tụ, khoang sau chứa nước lạnh để làm nguội sản phẩm sau đông tụ.
10.Làm nguội:
 Mục đích công nghệ:
 Chuẩn bị: cho quá trình dán nhãn.
 Hoàn thiện: làm nguội nhanh xuống 40
o
C để gel đậu phụ không bị mềm, màu sắc tốt.

 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:

( 2.15X + 4X)*(1-1%) = 6.0885X kg
Khối lượng sữa đậu nành thô sau quá trình gia nhiệt:
6.0885*(1-1%) = 6.0276X kg
Giả sử hạt đậu nành nguyên liệu có độ ẩm là 12%, khối lượng chất khô ban đầu là:
X*(1-12%) = 0.88X kg
Ta có tỷ lệ các thành phần hóa học tính theo chất khơ có trong hạt đậu nành như sau:
Bảng : Thành phần hóa học của hạt đậu nành (% chất khô)
Thành phần Tỷ lệ Protein (%) Lipid (%) Carbohydrate (%) Tro (%)
Nguyên hạt 100 40 20 35 5
Vì chất béo không tan trong nước nên ta giả sử độ trích ly của chất béo là 1%, protein tan
trong nước nên độ trích ly cao giả sử là 90%, chỉ có 10% carbohydrate tan trong nước và xem
độ trích ly của khoáng gần bằng 100%, ta có độ trích ly chung của hạt đậu nành là:
0.9*40+1%*20+10%*100+100%*5 = 51.2%
Khối lượng chất khô hòa tan trong sữa đậu nành sau quá trình nghiền ( khối lượng chất khô
trong dịch ) :
0.88X*51.2% = 0.45056X kg
Khối lượng chất khô trong bã:
0.88X - 0.45056X = 0.42944X kg
Giả sử b lọc cĩ độ ẩm 85%. Khối lượng bã lọc:
0.42944X/(1-85%) = 2.863X kg
Theo phương trình cn bằng vật chất cho qu trình lọc, ta cĩ :
Khối lượng vào = Khối lượng ra + khối lượng tổn thất + khối lượng b
Khối lượng ra = Khối lượng vào – khối lượng tổn thất – khối lượng b (1)
Thế số vo (1) ta có :
m
ra
= 6.0276X – m
ra
.1% - 2.863X
Vậy khối lượng sữa đậu nành sau quá trình lọc l : 3.1333X kg

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

Vậy khối lượng nguyên liệu cần cho mỗi mẻ năng suất 200 kg/h đậu phụ = 77,131 kg
PHẦN 4 .TÍNH THIẾT BỊ CHÍNH
Tiệt trùng hỗn hợp sữa đậu nành
Hỗn hợp: Đậu nành :M
Đn
=20756 (g/mol) , Nước: M=18 (g/mol)
Năng suất sữa đậu nành vào : G
Sđn
= 241,671(kg/h)
Nồng độ:
Đn
= 20% (kg đậu nành/ kg hỗn hợp)
Chọn thiết bị vỏ – ống loại TH, đặt nằm ngang.
Ống truyền nhiệt được làm bằng thép không gỉ X18H10T, kích thước ống 25×2:
 Đường kính ngoài: d
n
= 25 (mm) = 0,025 (m)
 Bề dày ống: δ
t
= 2 (mm) = 0,002(m)
 Đường kính trong: d
tr
= 0,021 (m)
Chọn:
 Dòng sữa đậu nành đi trong ống với nhiệt độ vào t
V
= 85
o
C và nhiệt độ ra t
R

= 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)

1.Suất lượng nước làm lạnh cần dùng :
Cân bằng nhiệt: Q = G
sđn
C
sđn
Δt= G
n
r
n
Csđn=
Đn
C
đn
+(1-
Đn
) C
nước
=20%.1550+(1-20%).4306= 3755 ( J/kg
o
C)
Nên: Q = 241,671× 3755 × (150-85)÷0.95 = 62090 (kJ/h)
Lượng hơi đốt cần dùng: G
h
= = 30,5(kg/h)
2.Hiệu số nhiệt độ trung bình :
Chọn kiểu truyền nhiệt ngược chiều, nên:
150175
85175
)150175()85175(
log

−
−
−−−
=∆
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

sđn
= ½ (t
V
+ t
R
) = 117,5 (
o
C).
Tại nhiệt độ này thì:
 Khối lượng riêng của đậu nành: ρ
đn
= 1272,5 (kg/m
3
)
 Khối lượng riêng của nước: ρ
n
= 945,3 (kg/m
3
)
⇒ Khối lượng riêng của sữa đậu nành: ρ
sđn
=
Đn
ρ
đn
+(1-
Đn
) ρ
n
= 1010,74(kg/m

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

/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
sđn
=
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
C)
 Nhiệt dung riêng của nước : C
n
= 4242 ( J/kg
o
C)

⇒ 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
r
tt
q
Σ
−
=
, (W/m
2
).
Trong đó:
 t
w1
: nhiệt độ của vách tiếp xúc với hơi ngưng tụ,
o
C
 t
w2
: nhiệt độ của vách tiếp xúc với nước lạnh,
o
C
21
t
t
t
rrr ++
λ
δ
=Σ
 Bề dày thành ống: δ

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:

Dùng phép lặp: chọn t
W1
=171 (
o
C)
Nhiệt độ trung bình của màng chất ngưng tụ: t
m
= ½ (t
h
+ t
W1
) = 173(
o
C)
Tại nhiệt độ này thì:
 Khối lượng riêng của nước: ρ
n
= 894,625 (kg/m
3
)
 Độ nhớt của nước : µ
n
= 1,533.10
-4
(m
2
/s)
 Hệ số dẫn nhiệt của nước : λ
n
= 0.678 (W/mK)

 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

- q
t
Σr
t
=137 (
o
C)
Tại nhiệt độ này thì:
 Độ nhớt của đậu nành: µ
đn
= 9,6.10
-4
(m
2
/s)
 Độ nhớt của nước : µ
n
= 2,04.10
-4
(m
2
/s)
⇒ Độ nhớt của sữa đậu nành: µ
w2
=
Đn
µ
đn
+(1-
Đn

) 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

C)
• Nhiệt dung riêng của nước : C
n
= 4264,256 ( J/kg
o
C)
⇒ Nhiệt dung riêng của sữa đậu nành : C
w2
=
Đn
C
đn
+(1-
Đn
) C
n
=3721,405 ( J/kg
o
C)
Pr
w2
= = 2,192
Nên : Nu
sđn
= 73,153
⇒ α
sđn
= 2100,536 (W/m
2
C)

⇒ 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

)
5. Cấu tạo thiết bị:
Chiều dài ống: L= = 0,197×3 = 0,591 (m)
⇒ Chọn L= 0,6 (m)
Tổng số ống: n= = 8,8
[6]trang 48 tra được :
Chọn tổng số ống là n = 19 (ống) .
Ống được bố trí theo hình lục giác đều.
Số ống trên xuyên tâm của hình 6 cạnh : b = 5 (ống)
[3] tra bảng trang 178: Bước ống t = 32 (mm)=0,032(m)
Áp dụng công thức (V.140), trang 49, [6]:
⇒ Đường kính trong của thiết bị: D
tr
= t(b-1) + 4d
n
= 0,228 (m) .Chọn D
tr
= 0,3 (m)
6.Tính bền thiết bị
6.1 Tính bền cho thân thiết bị
Tính toán vỏ thiết bị theo thân trụ hàn nằm ngang. Thân trụ được hàn theo phương pháp hồ
quang điện. Bởi vì thiết bị làm việc ở áp suất thấp (<1,6.10
6
N/m
2
)
Thiết bị làm việc với áp suất trong p=9,1 at :
Vật liệu : C
T3
(bảng XII.4[6],σ

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

o
C
Trên thân có lỗ để lắp ống dẫn ,2 lỗ d= 0,038 m
Đường kính trong D
tr
= 0,3 m , chiều dài L = 0,6 m , khoảng cách giữa 2 lỗ l = 0,4 m
Hàn dọc, hàn tay bằng hồ quang điện, hàn giáp mối hai mặt (ϕ
h
=0,95,xem bảng XIII.8 [6])
Thiết bị thuộc nhóm 2 loại II (η = 1 ,xem bảng XIII.2 [6] trang 356)
Áp suất tính toán thiết bị là P= P
mt
= 892419,339 N/m
2
=0,89.10
6
N/m
2
Ứng suất cho phép của thép C
T3
theo giới hạn bền xác định theo công thức (XIII.1 [6]) và
bảng XIII.3 [6]
[σ
k
] = η = 146.10
6
N/m
2
Ứng suất cho phép giới hạn chảy – theo công thức XIII.2[6] và bảng XIII.3 [6]
[σ

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

m tra bảng XIII.9 [6]
S= 1,101.10
-3
+ 1,8.10
-3
= 2,901.10
-3
m. Ta lấy S= 3 mm
Kiểm tra ứng suất của thành thiết bị theo áp suất thử bằng nước.Ở đây áp suất thuỷ tĩnh P
1
tác
dụng lên phần trên của thiết bị (bị là yếu bởi các lỗ) bằng không, do đó áp suất thử tính toán
được xác định theo bảng XIII.5 [6] và công thức XIII.27[6] :
P
0
=P
th
=1,5. 0,89.10
6
=1,335.10
6
N/m
2
Ứng suất của thành thiết bị ở áp suất thử được xác định theo công thức XIII.26 [6]:
σ = =199,131.10
6
N/m
2
199,131.10
6

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

k
=2,6 ;n
c
=1,5
Áp suất tính toán thiết bị là P= P
mt
= 892419,339 N/m
2
=0,89.10
6
N/m
2
Đường kính trong D
tr
= 0,3 m
Chọn h
b
=0,1 m
Chọn h = 0,05m
Nắp có lỗ ở đáy d= 0,057m
Hệ số k được xác định theo công thức XIII.48 [3]
=0,81 m
Ứng suất cho phép của thép C
T3
theo giới hạn bền xác định theo công thức (XIII.1 [6]) và
bảng XIII.3 [6]
[σ
k
] = η = 208.10
6

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]

Đại lượng bổ sung C khi S-C= 2,171<10 mm. Do đó ta tăng thêm 2mm
⇒ C= (1,8+2) 10
-3
=3,8.10
-3
m
Do đó S = (1,01+3,8) .10
-3
= 4,81 .10
-3
m
Tra bảng XIII.11[6] ta chọn chiều dày S =6 mm
Kiểm tra ứng suất của thành thiết bị theo áp suất thử bằng nước.Ở đây áp suất thuỷ tĩnh P
1
tác
dụng lên phần trên của thiết bị (bị là yếu bởi các lỗ) bằng không, do đó áp suất thử tính toán
được xác định theo bảng XIII.5 [6] và công thức XIII.27[6] :
P
0
=P
th
=1,5. 0,89.10
6
=1,335.10
6
N/m
2
Kiểm tra ứng suất thành của nắp thiết bị theo áp thử thuỷ lực bằng công thức XIII.49[6]:
σ = = 21150 N/m
2

< = 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

Thanh giằng nhằm gia cố và cố định tấm ngăn lưu chất phía vỏ không bị dòng chảy xô lệch.
Nó gồm một thanh thép tròn một đầu vặn ren chặt vào vĩ ống, khoảng nằm giữa 2 tấm ngăn thì
lồng một đoạn ống thép, ở 2 đầu cuối có đai ốc vặn chặt vào tấm chặn cuối cùng.
Tra bảng 2.4 trang180 [3] đường kính thanh d=12mm , số thanh n=4
7.6 Tấm ngăn lưu chất phía ống
Tấm ngăn nhầm tạo pass(chặng) cho lưu chất phía ống.
Chia ngăn lưu chất phía ống làm 4 ngăn