Bai giang kỹ thuật thực phẩm 2 chương 2

Chương 2: Quá trình Chưng
2.1. Khái niệm
2.2. Hỗn hợp hai cấu tử
2.3. Chưng bằng hơi nước trực tiếp
2.4. Chưng gián đoạn
2.5. Chưng liên tục – chưng cất (chưng luyện)

05/01/2017

1


2.1 Khái niệm
2.1.1 Định nghĩa
 Chưng là phương pháp dùng để tách hỗn hợp chất lỏng
(khí hóa lỏng) thành các cấu tử riêng biệt dựa vào độ
bay hơi khác nhau của các cấu tử.
 Với hỗn hợp 2 cấu tử
 Sản phẩm đỉnh (D, xD)
 Sản phẩm đáy (W, xW)

05/01/2017

2


2.1 Khái niệm
2.1.2 Phân loại
Chưng
đơn giản

Tách sơ bộ, các cấu tử có độ bay
hơi rất khác nhau.

Chưng
cất

Tách hoàn toàn hỗn hợp cấu tử dễ
bay hơi.

Hơi nước
trực tiếp

Tách các cấu tử khó bay hơi,
không tan trong nước.

05/01/2017

3


2.1 Khái niệm

2.1.3 Phân loại: Quá trình chưng có thể tiến hành ở áp suất
khác nhau

Áp suất thấp

05/01/2017

Áp suất thường

Áp suất cao

4


2.2 Hỗn hợp hai cấu tử

05/01/2017

5


2.2 Hỗn hợp hai cấu tử

Hỗn hợp hai cấu tử
(Khả năng hòa tan)
Hòa tan
hoàn toàn

05/01/2017

Hòa tan
một phần

Không hòa
tan

6

2.2 Hỗn hợp hai cấu tử
2.2.1 Hỗn hợp hòa tan hoàn toàn
Hòa tan hoàn toàn
Nhiệt độ sôi
thay đổi

Sai lệch
dương
05/01/2017

Sai lệch
âm

Nhiệt độ
không đổi

Đẳng phí
7


2.2 Hỗn hợp hai cấu tử

P = const

Giản đồ txy của hệ hai cấu tử A,B

05/01/2017

8

2.2 Hỗn hợp hai cấu tử
2.2.2 Đường cân bằng trong quá trình chưng
 Với dung dịch lý tưởng: Tuân theo Raoult
Pt = xA.pbhA + (1 – xA).pbhB
Độ bay hơi tương đối – hệ số phân riêng (AB)

05/01/2017

9


2.2 Hỗn hợp hai cấu tử

Đường
cân bằng
lỏng hơi
y* = f(x)

05/01/2017

y=x

10


2.3 Chưng bằng hơi nước trực tiếp
SV tham khảo giáo trình

05/01/2017

11


2.4 Chưng gián đoạn
2.4.1 Chưng gián đoạn không hoàn lưu (chưng đơn giản)

05/01/2017

12


2.4 Chưng gián đoạn
2.4.1 Chưng gián đoạn không hoàn lưu (chưng đơn giản)

05/01/2017

13


2.4 Chưng gián đoạn
2.4.1 Chưng gián đoạn không hoàn lưu (chưng đơn giản)
 Trong quá trình chưng, hơi được lấy ra ngay và cho
ngưng tụ thu sản phẩm đỉnh.
 Thành phần chất lỏng ngưng luôn thay đổi.

 Thành phần hơi trong sản phẩm đỉnh và sản phẩm
đáy giảm dần trong quá trình chưng

05/01/2017

14


2.4 Chưng gián đoạn
2.4.1 Chưng gián đoạn không hoàn lưu (chưng đơn giản)
 Cân bằng vật chất
Giả thiết: Trong nồi đun L(kmol) hỗn hợp, phần mol x
Cho bốc hơi lượng dL(kmol), tương ứng với thành
phần pha hơi là y*=f(x)
Lỏng còn lại trong nồi đun: (L – dL)(kmol), với thành
phần (x – dx)

05/01/2017

15


2.4 Chưng gián đoạn
2.4.1 Chưng gián đoạn không hoàn lưu (chưng đơn giản)
 Cân bằng vật chất
Phương trình bảo toàn cấu tử dễ bay hơi
Lx = (L – dL)(x-dx) + y*dL
Biến đổi:
Khi đó: Chọn xW ,tính gần đúng bằng phương pháp
đồ thị
05/01/2017

16

2.4 Chưng gián đoạn
2.4.1 Chưng gián đoạn không hoàn lưu (chưng đơn giản)
 Cân bằng vật chất

05/01/2017

17


2.4 Chưng gián đoạn

2.4.1 Chưng gián đoạn không hoàn lưu (chưng đơn giản)
 Cân bằng vật chất cho toàn quá trình
F=D+W
F.xF = D.xD + W.xW
- Từ phương trình cân bằng trên 

05/01/2017

18


2.4 Chưng gián đoạn
2.4.2 Chưng gián đoạn có hoàn lưu
(Chưng cất gián đoạn)
 Quá trình ngưng tụ hoàn toàn
thành lỏng bão hòa, y=xLo=xD
 Chỉ số hoàn lưu R = Lo/D

 Cân bằng vật chất cho toàn
tháp
F=D+W
F.xF = D.xD + W.xW
05/01/2017

19


2.4 Chưng gián đoạn
2.4.2 Chưng gián đoạn có hoàn
lưu
 Cân bằng vật chất cho cột
luyện
G = Lo + D
G.yn+1 = L.xn + D.xD
 Phương trình đường làm
việc đoạn tháp

05/01/2017

20


2.4 Chưng gián đoạn
2.4.2.1 Chưng gián đoạn có hoàn lưu với xD=const

05/01/2017

21

2.4 Chưng gián đoạn
2.4.2.2 Chưng gián đoạn có hoàn lưu với R=const

05/01/2017

22


2.5 Chưng liên tục – chưng cất
(chưng luyện)
2.5.1 Nguyên lý: Lặp lại của chưng đơn giản nhiều lần

 Quá trình bốc hơi – ngưng tụ trên cùng 1 bậc
 Lỏng từ trên xuống do trọng lượng, hơi từ dưới lên
nhờ áp suất dư của quá trình sôi ở nồi đun.
 Cho hoàn lưu một phần sản phẩm ngưng tụ.
 Nguyên liệu được cho vào tháp liên tục

05/01/2017

23


2.5 Chưng cất liên tục
2.5.2 Sơ đồ hệ thống chưng cất

05/01/2017

24


2.5 Chưng liên tục – chưng cất
(chưng luyện)
2.5.2 Sơ đồ hệ thống chưng cất

05/01/2017

25