Quá trình lọc với áp lực bằng hằng số trong thực phẩm.

Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 1

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

BÀI 5

QUÁ TRÌNH LỌC VỚI ÁP LỰC BẰNG HẰNG SỐ

I- Mục đích thí nghiệm:

Lọc là một quá trình quan trọng trong sản xuất thực phẩm, nó được ứng
dụng vào trong việc làm sạch sản phẩm, lọc vi sinh , loại bỏ tạp chất…Xác định
các thông số ảnh hưởng đến quá trình lọc từ đó ứng dụng vào việc điều khiển quá
trình lọc là điều hết sức cần thiết. Do đó trong bài thí nghiệm này ta sẽ xác định
hai thông số quan trọng ảnh hưởng đến quá trình lọc đó là:
- Trở lực vật liệu lọc ( Rm ).
- Trở lực riêng của bã lọc ( α ).
II- Phương pháp tiến hành thí nghiệm:
1. Chuẩn bị dụng cụ và hóa chất (vật liệu):
- Phiễu lọc (1 cái).
- Ống đong ( 2 cái).
- 4 đĩa lấy vật liệu.
- Bình định mức 50ml, 1 cốc 100ml, đũa khuấy.
- Đường RE, men bia, bột mì và bột trợ lọc.
- Cân điện tử.
- Thước kẻ, đồng hồ bấm giây.
- Bình chứa dung dịch thể tích 2 lít.
2. Chuẩn bị dịch lọc:
Dùng 4 đĩa cân 5g đường RE, 3g bột trợ lọc, 3g bột mì, 3g men bia. Hòa

tan hỗn hợp chất rắn trên vào bình chứa 1500ml nước cất, khuấy đều cho hỗn hợp
chất rắn hòa tan hoàn toàn.
3. Cân để xác định khối lượng riêng của dịch lọc:
Lấy bình định mức 50ml đi cân ta có m1 , sau đó rót dịch lọc vào bình định
mức tới vạch định mức rối đem đi cân ta có m2 .
4. Tiến hành lọc:
- Lắp phiễu lọc lên giá, dùng bút lông vạch một đường để cố định chều
cao. Dùng thước kẻ đo lại chiếu cao từ đáy phiễu lọc đến vạch định mức ta có h.
- Dùng đũa khuấy dịch lọc trong bình cho đều sau đó rót vào cốc 100ml
chú ý vừa khuấy vừa rót. Sau đó ta lại rót dịch cần lọc ở cốc 100ml vào phiễu lọc
lưu ý rót từ từ, vừa rót vừa khuấy để cho bột trợ lọc áo một lớp mỏng dưới đáy
phiễu lọc.
- Quan sát thấy dịch lọc sau khi qua lưới lọc trong suốt ta tiến hành đổi ống
đong, bắt đầu đọc thời gian khi thể tích ở ống đong là 4ml. Sau 4ml kế tiếp ta lại
tiếp tục đọc thời gian cứ như thế cho đến khi lấy đủ số liệu cần cho việc tính toán.
1


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 1

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

Lưu ý trong quá trình đọc ta cần phải liên tục rót dung dịch cần lọc vào phiễu lọc
để cố định h (hay cố định ∆ P).
5. Kết thúc quá trình thí nghiệm:
- Tháo phiễu lọc ra khỏi giá và đem rửa. Rửa các dụng cụ như bình chứa,
cốc, ống đong…
- Để dụng cụ thí nghiệm lại vị trí cũ, ghi nhận số liệu lại.

III- Kết quả thí nghiệm:
Bảng số liệu thu được:
* Trường hợp 1: Cho thời gian xác định thể tích (t -> V)
- Với diện tích bề mặt lọc F =
Thời gian(s)
30
60
90
120
150
180
210
240
270
300
330
360

Thể tích( m 3
)
15.10 −6
22.10 −6
28.10 −6
33.10 −6
38.10 −6
42.10 −6
46.10 −6
50.10 −6
54.10 −6
59.10 −6

62.10 −6
66.10 −6

0,05 2
∗ π =1,9635.10-3 m2, h=18 cm
4

3,927.10 3
5,355.10 3
6,311.10 3
7,140.10 3
7,750.10 3
8,415.10 3
8,963.10 3
9,424.10 3
9,817.10 3
9,983.10 3
10,450.10 3
10,710.10 3

t
.F
V

2


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 1

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

Ta có:

m1 = 56.48 g
⇒ ∆m = 99,86 g = 0,09986kg ⇒ ρ =

m2 = 156.34 g

Đường kính của phiễu lọc là 5cm ⇒ F = π

∆m
= 999kg / m 3
−6
100 * 10

d2
= 1,9625.10 −3 m 2
4

0,014

3
Nồng độ chất rắn c (kg/ m 3 ): c = 0,015 = 0.93kg / m (Với hỗn hợp ban đầu 1,5

lít)
Độ nhớt µ = 200cP = 200.10 −3 Pa.s
Áp suất thủy tĩnh trong trường hợp này là:
∆P = P2 − P 1 =( P1 + ρgh) − P1 = 999.9,81.0,18 = 1764.0342 Pa

Trở lực riêng của bã lọc :
cαµ
a 2 F∆P 5,713.10 8.2.1,9625.10 −3.1764,0342
a=
⇒α =
=
= 2.127.1010 (m / kg )
−3
2 F∆P
cµ
0,93.200.10

Trở lực của vật liệu lọc:
b=

Rm µ
b.∆P 14,708.10 3.1764,0342
⇒ Rm =
=
= 1,3.10 8 (l / m)
−3
∆P
µ
200.10

* Trường hợp 2: Cho thể tích xác định thời gian lọc (V-> t)
- Với diện tích bề mặt lọc F =

0,05 2

∗ π =1,9625.10-3 m2, h=16,5 cm
4

3


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 1

Thể tích( m 3 )
-6

15.10
22.10-6
30.10-6
34.10-6
40.10-6
46.10-6
50.10-6
57.10-6
60.10-6
63.10-6
68.10-6

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

Thời gian (s)
42
76

121
147
188
231
262
315
340
363
409

t
.F
V

Ta có:

m1 = 58,34 g
⇒ ∆m = 99,5 g = 0,0995kg ⇒ ρ =

∆m
= 995kg / m 3
−6
100 *10

5,495.10 3
6,779.10 3
7,915.10 3
8,484.10 3
9,223.10 3
9,855.10 3

10,283.10 3
10,845.10 3
11,120.10 3
11,307.10 3
11,803.10 3
m2 = 157,84 g
d2
= 1,9625.10 −3 m 2
Đường kính của phiễu lọc là 5cm ⇒ F = π
4
4


Bài phúc trình Kỹ thuật thực phẩm 1

Nguyễn Trường An

MSSV: CM1208N020

0,014

3
Nồng độ chất rắn c (kg/ m 3 ): c = 0,015 = 0,93kg / m (Với hỗn hợp ban đầu 1,5

lít)
Độ nhớt µ = 200cP = 200.10 −3 Pa.s
Áp suất thủy tĩnh trong trường hợp này là:
∆P = P2 − P 1 =( P1 + ρgh) − P1 = 995.9,81.0,165 = 1610,557 Pa

Trở lực riêng của bã lọc :

a=

cαµ
a 2 F∆P 49,442.10 7.2.1,9625.10 −3.1610,557
⇒α =
=
= 1,68.1010 (m / kg )
2 F∆P
cµ
0,93.200.10 −3

Trở lực của vật liệu lọc:
b=

Rm µ
b.∆P 41,046.10 3.1610,557
⇒ Rm =
=
= 3,305.10 8 (l / m)
∆P
µ
200.10 −3

Nhận xét:
- Lọc là quá trình di chuyển lưu chất qua vật liệu lọc. Các cấu tử có kích thước lớn
hơn kích thước vật liệu lọc sẽ được giữ trên bề mặt lọc, dung dịch trong đi qua vật liệu
lọc. Quá trình lọc xảy ra khi có sự chênh lệch áp suất lượng dịch lọc thu được tỉ lệ
nghịch với thời gian lọc. Hay nói cách khác, tốc độ lọc tỉ lệ nghịch với thời gian lọc. Do
các bã lọc bám trên bề mặt vật liệu lọc ngày càng nhiều nên cản trở sự chảy của dung
dịch, vì thế khi thời gian lọc càng lâu thì tốc độ chảy của dung dịch càng chậm.

- Trở lực bã lọc càng tăng và đạt giá trị cực đại khi bã lọc tích tụ trên bề mặt vật
liệu lọc ngày càng nhiều. Quá trình lọc kết thúc khi bã lọc đạt mức bão hòa làm cho
dung dịch lọc trong phễu lọc ngừng chảy hoặc lượng dung dịch lọc thu được rất ít trong
thời gian khảo sát.
- Trong quá trình thí nghiệm đôi khi ta cũng có thể mắc phải một số sai sót như:
Rót mạnh dung dịch lọc vào phễu lọc làm cho lớp bột trợ lọc văng vào thành ống lọc
làm mất tác dụng của bột trợ lọc, khi ta xác định chiều cao và cân nguyên liệu chưa
chính xác,…
- Bột trợ lọc làm tăng hiệu quả và làm sạch quá trình lọc một cách tối đa nhờ có
tính chất tạo xốp, ngăn không cho nấm men rớt xuống dung dịch sau khi lọc.
- Kết quả tính toán ta thu được hai thông số quan trọng ảnh hưởng đến quá trình
lọc: Trở lực vật liệu lọc (Rm) và trở lực riêng của bã lọc (α). Từ kết quả tính toán này,
ta có thể điều chỉnh các thông số của quá trình lọc để mang lại hiệu quả cao nhất.

5