THIẾT bị cô đặc và phương pháp cô đặc

CHÀO THẦY VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI BÀI THUYẾT
TRÌNH CỦA NHÓM 4

CHỦ ĐỀ: THIẾT BỊ CÔ ĐẶC
GVHD: NGUYỄN VĂN MINH


THÀNH VIÊN:

1.

NGUYỄN VĂN ĐỒNG

2.

NGUYỄN THỊ NGỌC TÂM

3.

NGUYỄN THỊ XUÂN THI

4.

NGUYỄN THỊ PHƯỚC TUYỀN

5.

NGUYỄN THỊ BÍCH HUYỀN

6.

LÊ MINH HOÀNG


NỘI DUNG CHÍNH:

I.

Khái niệm chung.

II.

Mục đích và ứng dụng.

III.

Cấu tạo thiết bị cô đặc.

IV.

Các yếu tố kỹ thuật.

V.

Biến đổi của thực phẩm trong quá trình cô đặc.


THIẾT BỊ CÔ ĐẶC

I.

Khái niệm chung:

1. Định nghĩa quá trình cô đặc:
- Cô đặc là quá trình làm tăng nồng độ của chất rắn hòa tan
trong dung dịch bằng việc đun sôi.
- Đặc điểm của quá trình này là dung môi được tách ra ở
dạng hơi, chất hòa tan được giữ lại trong dung dịch. Do đó, nồng
độ của dung dịch sẽ tăng lên.


2. Các phương pháp cô đặc:

- Phương pháp nhiệt (đun nóng) : dung môi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất
riêng phần của nó bằng áp suất tác dụng lên mặt thoáng chất lỏng.

- Phương pháp lạnh: khi hạ thấp nhiệt độ đến một mức nào đó thì một cấu tử sẽ tách ra dạng tinh thể đơn chất tinh khiết,
thường là kết tinh dung môi để tăng nồng độ chất tan. Tùy tính chất cấu tử và áp suất bên ngoài tác dụng lên mặt thoáng mà
quá trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt độ cao hay thấp và đôi khi phải dung máy lạnh.


3. Một số thiết bị cô đặc:

-

Thiết bị cô đặc có ống tuần hòa ở tâm.
Thiết bị cô đặc phòng đốt treo.
Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài kiểu đứng.
Thiết bị cô đặc phòng đốt ngoài nằm ngang.
Thiết bị cô đặc tuần hoàn cưỡng bức.
Thiết bị cô đặc loại màng.

THIẾT BỊ CÔ ĐẶC NƯỚC TRÁI CÂY


II. Mục đích và ứng dụng
1.Mục đích
- Chuẩn bị, giúp cho các quá trình tiếp theo trong quy trình sản xuất được thực hiện dễ dàng và đạt hiệu quả kinh tế cao hơn.

- Tách bớt nước ra khỏi thực phẩm, do đó sản phẩm trở nên “nhẹ hơn” và nồng độ các chất dinh dưỡng trong sản phẩm
sẽ gia tăng.

- Kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm.


2. Ứng dụng của thiết bị cô đặc

- Quá trình cô đặc được ứng dụng trong thực phẩm như: sản xuất nước mắm cô đặc, đường,
sữa, nước quả, café, cacao hòa tan , trái cây,…

Sữa

Cà chua nghiền


Quá trình cô đặc được ứng dụng trong hóa học: cô đặc dung dịch,...

Dung dịch NaOH

III. Cấu tạo thiết bị cô đặc:

- Bộ phận đun sôi dung dịch (phòng đốt).
- Bộ phận bốc hơi (phòng bốc hơi).
- Yêu cầu kĩ thuật của thiết bị: chế độ làm việc ổn định, ít bám cặn, dễ làm sạch, dễ điều chỉnh và dễ kiểm tra.
- Cường độ truyền nhiệt lớn (hệ số truyền nhiệt k lớn).


Phân loại thiết bị:

-

Theo sự bố trí bề mặt truyền nhiệt: nằm ngang, thẳng đứng, loại nghiêng.

-

Theo cấu tạo bề mặt truyền nhiệt: vỏ bọc ngoài, ống xoắn, ống chùm.

-

Theo chất tải nhiệt: đun nóng bằng dòng điện, bằng khói lò, bằng hơi nước, bằng chất tải nhiệt đặc biệt.

-

Theo tính chất tuần hoàn của dung dịch: tuần hoàn tự nhiên, tuần hoàn cưỡng bức.


1. Thiết bị cô đặc có ống tuần hoàn ở tâm:

a.

Cấu tạo:

-. Phần dưới của thiết bị là phòng đốt, có các ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn
tương đối lớn.

-. Dung dịch ở trong ống, còn hơi đốt đi vào khoảng trống phía ngoài ống.
1. phòng đốt
2. ống truyền nhiệt
3. ống tuần hoàn
4. phòng bốc hơi
5. bộ phận thu hồi cấu tử

Hình 1



b. Nguyên tắc hoạt động:

-

Đầu tiên dung dịch sẽ được cho vào các ống truyền nhiệt và ống tuần hoàn qua van, sau đó mở van hơi cho hơi vào.

-

Tại phòng đốt này, dung dịch trong các ống sẽ được truyền nhiệt từ hơi đốt ở bên ngoài. Trong ống truyền nhiệt dung
dich sẽ sôi lên và trở thành hỗn hợp hơi-lỏng. Hỗn hợp này nóng nên khối lượng riêng giảm đi và bị đẩy từ dưới lên
miệng ống.

-

Còn trong ống tuần hoàn, thể tích dung dịch theo một đơn vị bề mặt truyền nhiệt lớn hơn ống truyền nhiệt do đó lượng
hơi tạo ra ít hơn, dẫn đến khối lượng của hỗn hợp hơi-lỏng lớn hơn và sẽ bị đẩy xuống dưới. Kết quả là trong thiết bị có
chuyển động tuần hoàn tự nhiên từ dưới lên trong ống truyền nhiệt và từ trên xuống trong ống tuần hoàn.


- Phía trên phòng đốt là phòng bốc hơi. Ở đây,hơi thứ sẽ mang theo những cấu tử. Vì thế, có bộ phận tách bọt nhằm thu hồi
lại những cấu tử.
- Trong quá trình truyền nhiệt, dung dịch được cô đặc sẽ thoát ra qua cửa II, nước ngưng tụ sẽ thoát ra qua cửa IV. Còn hơi
thứ sau khi được loại cấu tử sẽ thoát ra qua cửa V.


6

1.ống dẫn nguyên liệu
2.ống tuần hoàn trung tâm
3.cửa nạp nguyên liệu
4.cửa nạp hơi
4

5.cửa tháo nước ngưng

1

6.cửa thoát hơi thứ
2
5

3

7
Hình 2:

7.cửa tháo sản phẩm



c. Đặc điểm, ưu và nhược điểm:

-

Đặc điểm: Vận tốc tuần hoàn của loại thiết bị này thường không quá 1,5m/s. Khi năng suất thiết bị quá lớn ta có thể thay
ống tuần hoàn bằng vài ống có đường kình nhỏ hơn.

-

Ưu điểm: cấu tạo đơn giản, dể sửa chữa và làm sạch.

-

Nhược điểm: Vận tốc tuần hoàn chậm, và có thể bị giảm do ống tuần hoàn bị nóng lên.


2.Thiết bị cô đặc với dòng hồi lưu tự nhiên ở dạng nồi cô đặc với bộ phận gia nhiệt bên ngoài:

7
4

1.cửa nạp nguyên liệu

2.bộ phận gia nhiệt

3
5

3.buồng tách sản phẩm và hơi thứ
4.tấm chặn để hạn chế tổn thất sản phẩm theo hơi thứ

2

5.cửa nạp hơi

6

6.cửa tháo nước ngưng
1

8

7.cửa thoát hơi thứ
8.cửa tháo sản phẩm

Hình 3


-

Trong thiết bị này, bộ phận gia nhiệt và bộ phận tách hơi thứ ra khỏi dung dịch cần cô đặc được bố trí riêng rẽ.

-

Nguyên liệu được đưa vào thiết bị theo cửa (1), sau đó đến bộ phận gia nhiệt (2) để đun nóng.

-

Cuối cũng, nguyên liệu đi vào buồng (3) để tách hơi thứ.

-

Trong buồng (3), có bộ phận (4) với chức năng tách các giọt chất lỏng bị lẫn trong hơi thứ nhằm hạn chế tổn thất chất
khô trong quá trình cô đặc.

-

Kiểu thiết bị này được sử dụng cô đặc nước thịt, nước trái cây…


IV. Các yếu tố kỹ thuật:
1.Nhiệt độ sôi:

• Khi nồng độ chất khô trong sản phẩm càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao. Trong quá trình cô đặc, nồng độ chất khô tăng
dần nên nhiệt độ sôi của sản phẩm cũng tăng dần.

• Nhiệt độ sôi thấp thì tính chất của thực phẩm ít bị biến đổi như sinh tố ít bị tổn thất, màu sắc ít bị biến đổi, mùi thơm cũng
ít bị bay hơi. Nhiệt độ sôi thấp còn làm giảm tốc độ ăn mòn và kéo dài thời gian bền của vật liệu làm thiết bị cô đặc.


2. Thời gian cô đặc:

• Là thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết bị cô đặc cho sự bốc hơi nước ra khỏi nguyên liệu để đạt đến độ khô yêu

cầu.

• Thời gian cô đặc phụ thuộc vào phương pháp làm việc của thiết bị và cường độ bốc hơi của sản phẩm. Các thiết bị cho
nguyên liệu vào, sản phẩm ra liên tục và sản phẩm có cường độ bốc hơi lớn thì thời gian lưu lại của sản phẩm trong thiết
bị càng ngắn.


3. Cường độ bốc hơi:

-

Cường độ bốc hơi của sản phẩm phụ thuộc cường độ trao đổi nhiệt giữa hơi nóng và sản phẩm bốc hơi.

-

Cường độ trao đổi nhiệt được đặc trưng bằng hệ số truyền nhiệt của quá trình cô đặc.

-

Hệ số truyền nhiệt càng lớn, cường độ bốc hơi càng cao.