THIẾT BỊ CHỊU ÁP LỰC VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ CƠ KHÍ

BÀI TIỂU LUẬN
Đề tài:
THIẾT BỊ CHỊU ÁP LỰC VÀ ỨNG DỤNG
TRONG CÔNG NGHỆ THỰC PHẨM

Người thực hiện: Phạm Thị Hoài Xinh
MSSV: 2022150117
Người kiểm tra: Đỗ Ngọc Thịnh

Tp.Hồ Chí Minh, ngày 7 tháng 12 năm 2016


LỜI MỞ ĐẦU
Trong nền kinh tế hiện đại, các loại thiết bị chịu áp lực đóng một vai trò quan
trọng trong sản xuất và cả sinh hoạt, là cơ sở để hiện đại hóa các quá trình công
nghệ, cơ khí hóa các công việc nặng nhọc. Ở nước ta hiện nay, các thiết bị chịu áp
lực đang được sử dụng rộng rãi và ngày càng nhiều. Có thể nói rằng không có một
doanh nghiệp sản xuất nào là không sử dụng một trong các loại thiết bị chịu áp
lực. Theo số liệu ước tính hiện nay trên cả nước có khoảng 0,5 triệu nồi hơi, gần
8.000 hệ thống lạnh, khoảng 30 triệu thiết bị áp lực bao gồm cả các loại chai chứa
khí.
Các loại thiết bị chịu áp lực được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như công
nghệ may, công nghệ hóa học, kĩ thuật môi trường, y tế .v.v. Đặc biệt trong lĩnh
vực công nghệ thực phẩm. Tuy nhiên việc sử dụng thiết bị chịu áp lực luôn luôn
gắn liền với những yếu tố nguy hiểm như nổ thiết bị, rò rỉ môi chất độc hại, bỏng
nhiệt, điện giật, va đập cơ học.v.v. Trong đó nguy hiểm nhất là hiện tượng nổ vỡ
thiết bị chịu áp lực. Khi nổ thiết bị chịu áp lực, nó gây ra hậu quả rất to lớn, có thể

làm chết và bị thương nhiều người, phá huỷ công trình nhà xưởng và thiết bị. Vì
vậy vần đề đặt ra là phải tìm hiểu kĩ các yêu cầu về kĩ thuật an toàn khi sử dụng
các thiết bị chịu áp lực. Bên cạnh đó, em đang học chuyên ngành đảm bảo chất
lượng và an toàn thực phẩm với mong muốn tìm hiểu ứng dụng của các loại thiết
bị này trong thực phẩm. Nếu có gì sai sót thì kính mong thầy đóng góp ý kiến để
bài tiểu luận của em được hoàn thiện hơn.


NỘI DUNG
CHƯƠNG 1. GIỚI THIỆU VỀ THIẾT BỊ CHỊU ÁP LỰC

1.1. Khái niệm thiết bị chịu áp lực
Thiết bị chịu áp lực là thiết bị có áp suất do mỗi chất tác dụng lên phía trong
hoặc phía ngoài của thành thiết bị.
Thiết bị được gọi có áp suất chỉ khi: áp suất làm việc của thiết bị (áp suất dư)
lớn hơn áp suất môi trường. Hiện nay, theo QPVN những thiết bị làm việc với áp
suât lớn hơn 0,7 at thì được gọi là thiết bị chịu áp lực.
- Lực tác dụng lên phía trong: nồi hơi, bình chứa.
- Lực tác dụng lên phía ngoài: nồi hai vỏ...
Thiết bị chịu áp lực được thiết kế chính dùng để chứa các môi chất khí và lỏng
ở một áp suất khác với áp suất của môi trường. Thiết bị chịu áp lực được sử dụng
trong cả hai lĩnh vực công nghiệp và sinh hoạt. Nó xuất hiện trong công nghiệp
như bình chứa khí nén và bồn chứa nước nóng. Các thiết bị chịu áp lực khác chẳng
hạn như: nồi hấp, than hơi, tháp chưng cất và nhiều thiết bị khác trong khai thác
khoáng sản hoặc nhà máy lọc dầu, nhà máy hóa dầu, bình phản ứng hạt nhân trong
tàu vũ trụ, tàu ngầm trong hệ thống phanh khí nén xe cơ giới, tàu lửa và tồn chứa
các khí hóa lỏng như amoniac, chlorine, propane, buane,...
Thiết bị chịu áp lực về lí thuyết nó có thể có bất kì hình dạng nào nhưng hình
cầu, hình trụ thường được sử dụng. Về mặt lý thuyết mặt cầu sẽ có hình dạng tối
ưu cho thiết bị chịu áp lực nhưng khó sản xuất do đó nó đắt tiền hơn. Vì vậy phần

lớn thiết bị chịu áp lực là hình dạng hình trụ với hai đáy là hình elip.
Thiết bị chịu áp lực được thiết kế để vận hành một cách an toàn tại một nhiệt
độ và áp suất cụ thể, kĩ thuật được gọi là, "Áp suất thiết kế" và "Nhiệt độ thiết kế".
Một thiết bị được thiết kế không phù hợp để sử dụng với một áp suất cao sẽ gây ra
mối nguy hiểm rất lớn.


1.2. Các loại thiết bị chịu áp lực
Các thiết bị chịu áp lực trong công nghiệp gồm có hai loại chính:
- Các thiết bị không bị đốt nóng gồm : bình chứa không khí nén, các bình chứa
khí nén (oxy, nito, amoniac, CO2,...), bình chứa khí hía lỏng như gas LPG, bình ga
NH3,bình ga Freon, bình sinh khí axetylen, các ống dẫn hơi, dẫn khí có áp suất...
- Các thiết bị đốt nóng gồm nồi hơi và các bộ phận của nó, các balông hơi, nồi
nấu, sấy, hấp,...
1.2.1. Các thiết bị không bị đốt nóng
Các thiết bị không bị đốt nóng gồm các bình chứa (Oxy, nito, amoniac,
CO2...), bình chứa ga, bình sinh khí axetylen, các ống dẫn hơi, dẫn khí.

1.2.1.1. Bình chứa oxy
Oxy là nguyên tố hóa học phổ biến nhất trên hành tinh chiếm gần 50% về
khối lượng của vỏ Trái Đất, nước, không khí ở điều kiện thường (nhiệt độ phòng
và áp suất không khí). Oxy là chất không màu, không mùi, không vị. Khí Oxy hóa
lỏng ở nhiệt độ -183°C và cô đặc ở – 218.9°C. Ở áp suất không khí, Oxy lỏng chỉ
chiếm 1/854 thể tích khí của nó. Điều này cho phép số lượng lớn Oxy được vận
chuyển và lưu trữ ở thể lỏng khí làm lạnh.
Đặc tính quan trọng nhất của Oxy là khả năng phản ứng của nó. Chỉ có một số
ít phân tử là không phản ứng với Oxy. Các tiến trình đốt cháy và Oxy hóa với môi
trường giàu Oxy sẽ nhanh hơn trong môi trường không khí. Đặc tính này làm cho
Oxy trở nên cần thiết cho phần lớn các ứng dụng Công Nghiệp.
Oxy sản xuất công nghiệp bằng cách phân đoạn khí hóa lỏng, sử dụng zeolit với

áp lực chuyển động để tập trung oxy từ không khí, điện nước và các phượng tiện
khác.


Hình 1.1. Máy sản xuất bình oxy mini
Trong công nghiệp, bình chứa khí nén oxy được sản xuất với nhiều dung tích
khác nhau: 40 lít với áp suất làm việc 135 - 150 bar, 10 lít,...

Hình 1.2. Bình khí Oxy 40 lít
Tuy nhiên, với nhu cầu của khách hàng sử dụng lớn hơn 15 chai/ ngày và việc
sử dụng bình khí nén oxy sử dụng mất an toàn trong lao động sản xuất. Để giảm
bớt chi phí cho người sử dụng cũng như an toàn trong lao động sản xuất, người ta
đã sản xuất ra bình oxy lỏng cấp bằng bình lỏng XL45 với dung tích 175 lít.
Khí oxy lỏng có màu xanh nhạt, oxy lỏng được sản xuất bằng hệ thống từ
bình lỏng siêu lạnh XL45. Ở đây, oxy được cấp ở dạng lỏng sau đó chuyển qua hệ
thống hóa hơi, van điều áp và bình tích khí. Sức chứa một bình XL45 khí oxy
tương đương 24 chai khí oxy cao áp 40 lít.


Hình 1.3. Bình chứa oxy lỏng XL45
Trong nghành công nghệ thực phẩm, oxy được ứng dụng trong công nghệ lên
men và bảo quản thực phẩm.
* Công nghệ lên men hiếu khí là cần khí O2 để cung cấp cho quá trình lên
men.
- Lên men để thu nhận sinh khối nấm men làm chất xúc tác cho quá trình sản
xuất bánh mì.

Hình 1.4. Sản xuất bánh mì bằng sinh khối nấm men từ khí oxy
* Bảo quản thực phẩm
Người ta thường sử dụng khí oxy trong bảo thịt và các loại thực phẩm khác

theo phương pháp CA, MAP hay MA theo từng liều lượng khác nhau.
- Theo phương CA thì nồng độ khí oxy được sử dụng với nồng độ thấp để tạo
ra môi trường cần thiết cho sự phát triển của vi sinh vật; tham gia vào quá trình hô
hấp hiếu khí, chín sau thu hoạch và lão hóa. Thiếu oxy rau quả sẽ hô hấp yếm khí
nên cần phải duy trì nồng độ oxy ở mức tối thiểu trong kho bảo quản.


Nồng độ oxy trong bảo quản các loại rau quả
Nồng độ oxy tối thiểu trong kho
bảo quản (%)
1
2
3
5

Loại rau, quả
Lê, táo, bông cải xanh, nấm rơm
Dâu tây, đào, đu đủ, kiwi, mận, mơ, thơm, bắp,
bông cải, cần tây
Bơ, cà chua, dưa leo, tiêu
Quả có múi, đậu xanh, khoai tây, măng tây

Hình 1.4. Lê được bảo quản với nồng độ O2 2%
Trong phòng bảo quản thì chuối được bảo quản với nồng độ O2 2%, CO2 4%
thì cho kết quả tốt.

Hình 1.5. Chuối được bảo quản với nồng độ O2 2 - 5%
Trong phòng bảo quản, chuối được bảo quản với O2 2 - 5%; CO2 2 - 5%, nhiệt
độ 10 - 160C, bảo quản được lâu 6 - 8 tuần.
Đối với chuối được vận chuyển bằng đường biển bảo quản ở nhiệt độ 12 160C và O2 2 - 5%; CO2: 2 - 5%, thời gian bảo quản kéo dài tới 6 tháng.

- Theo phương pháp MA: Tăng thời gian bảo quản táo với nồng độ O2 thấp,
CO2 cao.
- Theo phương pháp MAP: Thực phẩm được bao gói trong bao bì với thành
phần không khí đã được sửa đổi khác hằn với không khi bên ngoài.
Với lượng oxy từ 60 - 80% có thể giữ được màu đỏ tự nhiên của thịt.
Nồng độ lớn hơn 5% tạo mô cơ có độ sáng và ức chế sự biên đổi không thuận
nghịch. Sử dụng nồng độ oxy lớn hơn 50%, cải thiện mùi vị tươi của sản phẩm bao
gói.

Hình 1.6. Thịt thỏ được đóng gói với O2 70%
Thịt thỏ được đóng gói hiệu chỉnh bằng bao bì PE với thành phần không khí
là 30% CO2 + 70% O2 và bảo quản ở 10C.
Cũng có thể bảo quản thịt gà tây được đóng gói PE sạch với thành phần
không khí 80% O2 + 20% CO2 và được bảo quản ở nhiệt độ 40C. Có thể bảo quản
được 14 ngày.
1.2.1.2. Bình chứa CO2
CO2 (carbon dioxide) là một hợp chất ở điều kiện bình thường có dạng khí
trong khí quyển Trái Đất. Là một chất khí không vị, không màu, không mùi và
không cháy. Đặc tính của carbon dioxide là tính trơ và độ hòa tan trong nước cao
nên CO2 là khí hỗ trợ cho cuộc sống hằng ngày và trong công nghệ môi trường.
Ở nhiệt độ dưới -780C ngưng tụ tạo thành các tinh thể màu trắng gọi là băng
khô (thể rắn).
CO2 lỏng chỉ được tạo thành dưới áp suất 5,1 bar; ở điều kiện áp suất khí


quyển, nó chuyển trực tiếp từ pha khí sang rắn hay ngược lại theo quá trình gọi là
sự thăng hoa.
Khí CO2 thực phẩm được bán ra thị trường với số lượng lớn. CO2 tinh khiết

được ứng dụng trong nghành công nghệ thực phẩm với quy trình bia, rượu, nước
giải khát,...
* Việc sử dụng khí CO2 để duy trì một bầu không khí trở nên một sản phẩm
dạng lỏng hoặc bột bên trong các nhà kho, bể chứa, xilo, lò phản ứng, thiết bị xử lí
hoặc tàu bè. Khí trơ CO2 sẽ giúp ngăn ngừa sẽ giúp ngăn ngừa sự xuống cấp hư
hỏng các sản phẩm từ độ ẩm và oxy.

Hình 1.7. Xilo bảo quản thực phẩm

Hình 1.8. Bồn chứa CO2
* Đóng băng sản phẩm, làm lạnh nhanh
Các dạng lỏng và rắn (đá khô) của khí CO2 được sử dụng để làm lạnh và
đông băng nhanh các sản phẩm thực phẩm. CO2 ở dạng lỏng và rắn khi làm đông
lạnh thực phẩm có thể đạt được một tốc độ nhanh hơn và nhiệt độ thấp hơn so với


hệ thống nhiệt cơ điện lạnh.

Hình 1.9. Sản phẩm được đóng băng
Kỹ thuật xử lý thực phẩm bằng khí CO2 được ra đời và phát triển với mục
đích là kéo dài thời gian bảo quản của thực phẩm. Kỹ thuật xử lý bằng CO 2 giúp
kéo dài thời gian bảo quản sản phẩm. Tồn trữ thịt với nồng độ CO2 thích hợp sẽ trì
hoãn sự biến chất trên bề mặt thịt. Ở nồng độ 10% CO2 thì thời gian bảo quản thịt
tăng lên 2 lần so với cùng điều kiện bảo quản. Đây là cách kéo dài thời gian tồn
trữ thịt lạnh tới 60 – 70 ngày.
* CO2 tinh khiết được dùng để tạo gas cho sản phẩm nước giải khát, bia, đồ
uống có gas.
Năm 1770, nhà hóa học người Thụy Điển Torbern Bergman đã sáng chế ra
thiết bị để tạo khí CO2 trong nước có gas trên cở sở phản ứng CaCO3 với H2SO4.
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + CO2 + H2O

Thiết bị tạo khí CO2 mới này, mở đầu cho công nghệ sản xuất nước khoáng có
gas nhân tạo.

Hình 1.10. Nước khoáng có gas nhân tạo
Ở nhiệt độ bình thường carbon dioxide là một chất khí. Nếu chỉ bơm nó vào


chất lỏng thì đại bộ phận không hòa tan được. Vì vậy các nhà sản xuất đã nén trực
tiếp trong chai, khi nổ ra thường nghe tiếng nổ nhẹ. Đồng thời, áp lực trong chai
nhỏ, CO2 bay ra, sẽ xuất hiện bọt hơi, khi rót vào ly nước, CO2 hòa tan trôi lên bề
mặt để thoát ra ngoài, nên nó xuất hiện bọt để bám vào thành ly hoặc bề mặt. Khi
bọt tan hết, khuấy đều ly đựng chất lỏng, nó lại xuất hiện tới khi CO2 bay hết.
Để đáp ứng cho công nghệ đóng chai, đã có trên 1500 patent công nghệ của
Mỹ được cấp cho việc phát minh chế tạo các phụ kiện đóng chai như nút, nắp, vỏ
chai,... chịu được áp suất lớn của khí CO2 trong chai. Nhiều giải pháp công nghệ
đã được tìm kiếm, để hạn chế sự thất thoát khí CO2 ra khỏi bao bì thủy tinh. Năm
1892, tác giả Wiliam Painter thuộc công ty Baltimore đã thành công trong việc
sáng chế "Gioăng nút chai Crown", đó là giải pháp đầu tiên rất hiệu quả để giữ khí
CO2 trong chai thủy tinh.

Hình 1.11. Sục khí CO2 vào bia
* Trong việc bảo quản rau quả, thực phẩm tươi
Hiện nay chất khí dùng để bảo quản thực phẩm rau quả chủ yếu là CO2 và kết
hợp với bảo quản lạnh. Để tạo ra khí CO2 với nồng độ cần thiết, người ta bơm
tuyết CO2 hay khí CO2 bơm vào các phòng bảo quản kín. Đối với rau quả nồng độ
kín CO2 từ 10 - 12% là tốt nhất.
Việc sử dụng CO2 tinh khiết dùng trong thực phẩm quá nồng độ cho phép, sử
dụng CO2 không đảm bảo chất lượng có thể gây ngộ độc cho người dùng và những
hiểm họa không lường về sức khỏe.
Ngoài ra, như đã trình bày trong phần bình chứa oxy, thì CO2 cùng với O2 với

hàm lượng nhất định và nhiệt độ thích hợp sẽ bảo quản được các loại thực phẩm
tươi sống và củ quả.

Hình 1.12. Bảo quản rau quả tươi bằng phương pháp MAP
* Đá khô - CO2 rắn

Hình 1.13. Đá khô
Đá khô được sản xuất bằng cách nén khí điôxít cacbon thành dạng lỏng,
loại bỏ nhiệt gây ra bởi quá trình nén, và sau đó cho điôxít cacbon lỏng giãn
nở nhanh. Sự giãn nở này làm giảm nhiệt độ và làm cho một phần CO2 bị
đóng băng thành "tuyết", sau đó "tuyết" này được nén thành dạng viên hay
khối. CO2 rắn được ứng dụng trong việc bảo quản thực phẩm như kem, sữa
chua, bia, thực phẩm tươi sống, thủy hải sản...Với nhiệt độ - 78.50C, thực
phẩm có thể đóng băng hoàn toàn có thể bảo quản nhiều ngày mà vẫn giữ
nguyên màu sắc tươi ngon. Bên cạnh đó, đá khô khi thăng hoa sẽ tạo thành
một vòng bảo vệ bằng khí CO2 khiến vi khuẩn gây thối không thể nào xâm
nhập để làm thối rửa thực phẩm được.
* Trong kĩ thuật đóng chai: Khi bơm khí CO2 hoặc khí Nitơ trong các sản
phẩm đóng chai sẽ loại bỏ và ức chế Oxy sản sinh ra từ sản phẩm sẽ giữ được


thời gian bảo quản, ngăn ngừa quá trình oxy hóa và mất hượng vị cho sản
phẩm.

Hình 1.14. Ứng dụng CO2 trong kĩ thuật đóng chai

1.2.1.3. Bình chứa Nitơ
Khí Nitơ chiếm 78% thể tích không khí tự nhiên. Ở nhiệt độ chuẩn, khí Nitơ

là một khí không màu, không mùi, không vị. Khí Nitơ không độc và là một khí trơ
về phương diện hóa học. Khí Nitơ không duy trì sự cháy và có thể ngăn chặn tiến
trình cháy do đặc tính nặng hơn không khí. Khí Nitơ có thể gây ngạt, bởi vì nó hấp
thụ Oxy. Dưới áp suất khí quyển, khí Nitơ hóa lỏng ở nhiệt độ -1960C.
Trong quá trình sử dụng, khí Nitơ phải tuân thủ theo hướng dẫn an toàn theo
tiêu chuẩn IGV, EIGA, CGA.
Trong công nghệp, khí Nitơ được sử dụng tinh khiết 99,999% với nhiều dung
tích và áp suất khác nhau. Khí Nitơ trong công nghiệp là loại khí thay thế không
khí trong các thiết bị chạy bằng khí nén, thời gian sử dụng của các thiết bị này phụ
thuộc rất nhiều vào độ khô của khí nén. Do Nitơ có độ khô rất lớn so với khí nén
nên thiết bị sử dụng khí Nitơ có tuổi thọ rất cao.


Hình 1.15. Khí Nitơ tinh khiết
Trong công nghiệp thực phẩm, khí Nitơ lỏng cũng được ứng dụng rộng rãi
trong quy trình làm kem tại chỗ. Khí Nitơ được làm lạnh đến -1960C được bảo
quản trong bình kín có chất lượng cao.

Hình 1.16. Khí Nitơ lỏng được chiết ra bình nhỏ
Nguyên liệu làm kem được đưa vào máy đánh kem để trộn đều như công việc
làm kem bình thường. Chúng ta có thể pha trộn mùi vị tùy ý, miễn sao phù hợp với
khẩu vị mỗi người. Sau đó, dùng khí Nitơ lỏng để xịt thẳng vào. Công đoạn xịt
Nitơ lỏng phải thật nhanh chỉ trong vòng khoảng 20 giây. Nhiệt độ lạnh của Nitơ
lỏng sẽ làm lạnh và đông kem ngay. Kem vẫn giữ được hương vị ngon mà kem
truyền thống không có được.

Hình 1.17. Làm lạnh nhanh kem bằng Nitơ lỏng
Khí Nitơ được dùng để tạo bọt bia: Bằng cách sử dụng N2, polypeptit bọt bia
được tạo ra trong rất mịn, lâu tan hơn so với khí CO2 và có cẩm giác rất ngon

miệng.

Hình 1.18. Ứng dụng Nitơ tạo bọt bia
Sử dụng khí Nitơ trong quá trình đóng chai, đóng nắp hộp thực phẩm hoặc sử
dụng bình Nitơ lỏng nhỏ giọt trong quá trình đóng nắp hộp. Trong quá trình đóng
chai, rất nhiều khí O2 được đẩy vào chai tăng quá trình oxy hóa, vì vậy người ta sử
dụng khí Nitơ để đẩy oxy ra ngoài và giúp bảo quản tốt hơn.
Khi sử dụng khí Nitơ thay cho không khí có chứa O2 sẽ có tác dụng diệt
khuẩn, giúp chất hữu cơ không bị xâm nhập bởi vi khuẩn và nấm mốc.
Sử dụng khí Nitơ là phương pháp kinh tế, ít tốn kém thay thế cho các phụ gia
để giảm thiểu sự sinh trưởng vi khuẩn, giảm oxy bảo quản hương vị và hình dạng
của sản phẩm tăng hạn sử dụng của sản phẩm cũng như cải thiện hình thức tươi
mới của sản phẩm.
Trong chế biến rượu, N2 dạng khí thường được dùng trong công nghiệp chế
biến rượu trong các công đoạn khác nhau như sục khí, phủ khí, sục bọt. Các công
đoạn này làm giảm sự oxy hóa enzym sản sinh vi khuẩn và bảo quản rượu khỏi bị
oxy hóa.
Ngoài ra, người ta còn ứng dụng khí N2 cùng với khí O2 và CO2 với hàm
lượng nhất định sẽ bảo quản được thực phẩm tươi sống trong bao bì.
Theo phương pháp MAP - phương pháp bảo quản thực phẩm thì cá gầy nên
bảo quản trong bao goái với hỗn hợp khí 60% CO2 và 40% khí N2.

1.2.1.4. Bình chứa khi amôniac
Amôniac là một hợp chất vô cơ có công thức phân rử NH3. Ở điều kiện tiêu


chuẩn, nó là một khí độc, có mùi khai, tan nhiều trong nước.
Ứng dụng chủ yếu trong điều chế phân đạm, điều chế acid nitric, là chất sinh
hàn, dùng đề làm bánh bao, sản xuất hidrazin N2H4 dùng làm nhiên liệu cho tên

lửa và áp dụng trong công nghệ làm lạnh.
Khí NH3 được đựng trong thùng thép có thể chứa từ 50, 60, 70 kg/thùng.

Hình 1.19. Thùng chứa khí NH3
Trong công nghiệp lên men, 16 - 25% amôniac được sử dụng cho quá trình
lên men, là nguồn nitơ cho sinh vật sử dụng pH cho quá trình lên men.

1.2.1.5. Bình sinh khí axetylen
Axetylen là một chất khí không màu, dễ cháy với một mùi độc. Khi axetylen
được hóa lỏng, nén, nóng hoặc trộn với không khí thì nó trở nên dễ nổ. Vì vậy việc
đứa ra các biện pháp phòng ngừa trong quá trình sản xuất và xử lý chúng là rất cần
thiết. Việc sử dụng phổ biến nhất của axetylen là như một nguyên liệu cho việc sản
xuất các hóa chất hữu cơ khac nhau bao gồm cả 1,4,- butanediol, được sử dụng
rộng rãi trong việc chuẩn bị nhựa polyester. Một số hợp chất hữu ích thượng mại
được sử dụng trong quá trình tổng hợp vitamin.
1.2.2. Các thiết bị đốt nóng
Các thiết bị đốt nóng bao gồm: nồi hơi, nồi nấu, nồi sấy, nồi hấp...

1.2.2.1. Nồi hơi
Nồi hơi là thiết bị sử dụng các nhiên liệu như (than, củi, trấu, giấy vụn…)
để có thể đun sôi nước tạo thành hơi nước mang nhiệt để có thể phục vụ cho nhu
cầu về nhiệt trong lĩnh vực công nghiệp. Tùy theo mục đích sử dụng mà tạo ra


nguồn hơi có nhiệt độ và áp suất phù hợp đủ để đáp ứng nhu cầu.
Mục đích sử dụng: Đối với các nhà máy công nghiệp có sử dụng nhiệt thì sử
dụng thiết bị nồi hơi công nghiệp để làm nguồn cung cấp nhiệt và cung cấp hơi,
dẫn nguồn nhiệt, nguồn hơi đến với các hệ thống máy móc cần sử dụng tới hơi,
nhiệt.

Hình 1.20. Nồi hơi đốt củi
Thuyết minh quy trình
Nước cấp cho bồn chứa phải đảm bảo yêu cầu về chất lượng, được bơm hút về
và đẩy vào nồi hơi. Bộ phận cung cấp nhiệt được đốt bằng dầu mazut (có thể nhiên
liệu khác) và nguồn nhiệt đạt được đến khoảng 1600 – 22000C. Với mô hình thiết
bị như trên, khói lò sau khi đi qua 3 pass và ra khỏi nồi nhiệt độ hạ xuống còn 900
– 13000C. Hơi được cung cấp cho các thiết bị trao đổi nhiệt và sau khi ra khỏi các
thiết bị này sẽ bị ngưng tụ thành lỏng và quay trở lại bồn chứa nước cấp cho nồi
hơi

.
Hình 1.21. Nồi hơi điện


Các vấn đề lưu ý để tiết kiệm năng lượng cho nồi hơi: Làm quá nhiệt hơi bão
hòa; cung cấp nhiệt cho nước cấp; sấy nóng không khí và dầu đốt; khi nào thì sử
dụng hơi quá nhiệt; hơi sử dụng trong quá trình trao đổi nhiệt là hơi bão hòa, do
vậy nước ngưng tụ sẽ ở trạng thái lỏng bão hòa. Tuy nhiên, do trong quá trình vận
chuyển hơi để tránh hiện tượng tắt nghẽn đường ống do hơi ngưng tụ trên ống
người ta cần lắp thêm bộ quá nhiệt hơi và cách nhiệt thật tốt trên đường ống.
Trong công nghiệp chế biến thực phẩm thì nồi hơi được ứng dụng rộng rãi.

Hình 1.22. Nồi thanh trùng bằng hơi
Nồi thanh trùng bằng hơi dùng để thanh trùng thực phẩm, nguyên vật liệu
công nghiệp với số lượng suất ăn lớn như công nghiệp đồ hộp, chế biến sữa, bịch
nấm, nước giải khát, nước mắm, tương, dầu thực vật, rau quả...
Đặc tính kỹ thuật: áp suất làm việc 2,5 kg/cm2; nhiệt độ thanh trùng có thể lên
tới 1380C; dung tích nồi thanh trùng có thể là 200 lít, 350 lít, 850 lít, 1400 lít,... ;
nắp nồi thanh trùng bằng hơi có hai kiểu đóng mở là kiểu bu lông lật và kiểu vòng
bích xoay.

Cấu tạo: Có cấu tạo 2 vỏ inox hoặc thép không ghỉ. Phía trong nồi thanh
trùng bằng hơi đựng thực phẩm hoặc nguyên liệu vật liệu công nghiệp, hơi nước
được cấp vào khoảng trống giữa hai vỏ. Bên ngoài nồi thanh trùng bằng hơi được
bao lớp bông thủy tinh cách nhiệt, lớp vỏ ngoài cùng là inox.

1.2.2.2. Nồi nấu
* Hệ thống bếp ăn công nghiệp nấu bằng hơi, thiết bị bếp công nghiệp


Hệ thống bếp ăn công nghiệp nấu bằng hơi gồm: nồi hơi (lò hơi), nồi nấu cơm
bằng hơi (tủ cơm), nồi nấu canh bằng hơi, chảo xào bằng hơi, nồi kho bằng hơi,
nồi hấp bằng hơi, nồi nấu nước nóng, nồi thanh trùng... Đun nấu bằng hơi nước
bão hòa từ nguồn cung cấp là nồi hơi Hẹ thống bếp ăn công nghiệp nấu bằng hơi
dùng để nấu ăn cho doanh trại, trại giam, kí túc xá, nhà áy,khu công nghiệp,... Với
số lượng suất ăn lớn từ 150 - 1500 suất trên một lần nấu.

Hình 1.23. Bếp ăn công nghiệp nấu bằng hơi
Lợi ích khi sử dụng hệ thống bếp ăn công nghiệp nấu bằng hơi
- Chi phí cho 1 suất cơ rẻ hơn nhiều so với bếp ăn thông thường.
- Sạch sẽ, đảm bảo vệ sinh, không lo ngộ độc thực phẩm.
- Không bị lãng phí do cơ cháy, chiên cháy.
- Vận hành an toàn, tốn ít nhân công...

1.2.2.3. Nồi sấy
Trong công nghiệp, máy sấy được ứng dụng rộng rãi như sấy khô nông sản,
bột cá, gỗ, quần áo,... Tối ưu hoá việc lựa chọn phương pháp sấy và các kết cấu
của máy sấy có liên quan chặt chẽ với đặc tính của các sản phẩm đem sấy. Để tính
toán quá trình sấy cần phải biết độ ẩm của sản phẩm ban đầu và cuối, cấu trúc ống
dẫn, độ nhớt, sức bền bề mặt, hệ số nhiệt dung, độ dẫn nhiệt, độ đẫn nhiệt độ, độ
bền nhiệt, thành phần hoá học...

Phân loại máy sấy: Vì sản phẩm đem sấy có rất nhiều loại, cho nên trong thực
tế cũng được sử dụng nhiều loại máy sấy khác nhau. Có thể nêu tổng quát về sự


phân loại như sau:
- Theo phương pháp nạp nhiệt, các máy sấy được chia ra loại đối lưu hay tiếp
xúc.
- Theo dạng chất tải nhiệt: không khi, khí và hơi.
- Theo trị số áp suất trong phòng sấy: làm việc ở áp suất khí quyển hay chân
không.
- Theo phương pháp tác động: tuần hoàn, liên tục.
- Theo hướng chuyển động của vật liệu và chất tải nhiệt trong các máy sấy đối
lưu: cùng chiều, ngược chiều và với các dòng cắt nhau.
- Theo kết cấu: phòng, đường hầm, băng tải, sấy tầng sôi, sấy phun, thùng
quay, tiếp xúc, thăng hoa, bức xạ nhiệt.
Ở đây, tủ sấy chân không được dùng nhiều trong việc sấy các vật liệu có chứa
nhiều hàm lượng tinh dầu, hương hoa, dược phẩm, các nông sản thực phẩm có yêu
cầu nhiệt độ sấy thấp nhằm giữ nguyên chất lượng và màu sắc, không gây phá hủy,
biến tính các chất.

Hình 1.24. Tủ sấy chân không
Một hệ thống sấy chân không thường được cấu tạo từ buồng sấy, thiết bị
ngưng tụ và bơm hút chân không.
Nguyên lý của phương pháp sấy chân không đó là phụ thuộc vào áp suất
điểm sôi của nước. Nếu làm giảm áp suất trong một thiết bị chân không xuống đến
áp suất mà ở đây nước trong vật bắt đầu sôi và bốc hơi sẽ tạo nên một dòng chênh
lệch áp suất đáng kể dọc theo bề mặt vật, làm hình thành nên một dòng ẩm chuyển


động trong ra bề mặt vật. Điêu này có nghĩa là ở một áp suất nhất định nước sẽ có

1 điểm sôi nhật định, do vậy khi hút chân không sẽ làm cho áp suất trong vật giảm
đi và đến lúc nhiệt độ vật đạt đến nhiệt độ sôi của nước ở áp suất đấy. Nước trong
vật sẽ hóa hơi, đây là động lực chính tạo điều kiện thúc đẩy quá trình di chuyển ẩm
bên trọng vật ra ngoài bề mặt bay hơi của quá trình sấy chân không.

Hình 1.25. Sơ đồ nguyên lý làm việc của nồi sấy
Chú thích: 1. Thiết bị sấy chân không; 2. Thiết bị ngưng tụ ẩm; 3. Bơm hút
chân không; 4. Phin lọc bụi, lọc ẩm; 5. Ống xoắn bằng đồng; 6. Chốt cửa tủ sấy;
7. Khay sấy; 8. Đồng hồ rơ le nhiệt; 9. Van xả khí; 10. Van hút chân không; 11.
Đồng hồ đo áp suất; 12. Nhiệt kế thủy ngân; 13. Khóa chân không.

Hình 1.26. Hầm sấy nông sản
Trong lĩnh vực sấy các sản phẩm nông nghiệp, được ứng dụng sấy các loại
bao gồm: hầm sấy hạt điều, hầm sấy hoa quả như: Mít, xoài, dứa, hầm sấy miến,


sấy mỳ, hầm sấy đậu tương...
Máy sấy thực phẩm dùng để bảo quản thực phẩm hiệu quả nhất. Nó làm giảm
lượng nước trong thực phẩm đủ để ngăn chặn hoặc trì hoãn sự phát triển của vi
sinh vật. Điều quan trọng, làm khô thực phẩm với máy sấy chuyên dụng sẽ đảm
bảo điều kiện vệ sinh an toàn thực phẩm. Giúp thực phẩm giữ được hầu như màu
sắc, hương vị so với ban đầu.

Hình 1.27. Máy sấy thực phẩm đa năng 70 loại khay
Máy sấy Thiên Nam - đa năng 70 loại khay được thiết kế theo công nghệ
mới hoàn toàn tự động. chủ động nguồn cấp nhiệt (điện, bioga, củi...). Điều chỉnh
nhiệt độ và cảnh báo tự động. Máy có thể sấy các loại thực phẩm sau:
 Sấy thịt gia cầm: thịt gà, thịt gà tây thịt bồ câu, thịt đà điểu, thịt chim cút,
thịt vịt...
 Sấy thịt gia súc: thịt bê, thịt bò, thịt ngựa, thịt dê, thịt cừu, thịt nai, thịt

kagaroo...
 Sấy thịt vật nuôi, thú nuôi: thị thỏ, thịt chuột, thịt ếch, thịt heo rừng,thịt
rắn....
 Sấy cá và hải sản: thịt cua, cá hồi, tôm khô, giáp xác, cá cơm, cá basa, cá da
trơn, cá chép, cá trứng, cá mú, cá nục, cá ngừ đại dương
 Sấy các loại củ quả: Cà chua, cà rốt, xu xu, đu đủ, hành tây
 Sấy các loại lá: lá chùm ngây, hành lá....
 Sấy các loại thuốc: cây hoa nở ngày đất, dược liệu ...
 Sấy các loại hạt: lúa, gạo, mì, bắp,


 Sấy phế phẩm các loại: bã bia, đầu cá...

1.2.2.4. Nồi hấp
Nồi hấp 500 - 1000 lít thanh trùng dạng nằm chuyên dùng để hấp bịch
nấm,phôi nấm, dùng cho các cơ sở trồng nấm với quy mô lớn, thanh trùng
trong ngành công nghệ thực phẩm, đóng gói đồ hộp.

Hình 1.28. Nồi hấp thanh trùng dạng nằm
Hệ thống của thiết bị này gồm có hồ sơ thiết kế, lý lịch thiết bị kiểm định giấy
phép và hướng dẫn sử dụng; hai khay đựng giá thể bằng inox có bánh xe đẩy vào
ray; hai xe đỡ khay có bánh xe và tay vịn đẩy.
Đặc điểm: - Sử dụng trực tiếp bằng hơi nước
- Độ an toàn cao
- Chi phí giá thành thấp
- Nhiệt độ cao lên tới 1270C
CHƯƠNG 2. KĨ THUẬT AN TOÀN THIẾT BỊ CHỊU ÁP LỰC
2.1. Các thiết bị đo đạc, kiểm tra và bảo vệ an toàn
* Áp kế: Là thiết bị dùng để đo áp suất

Hình 2.1. Áp kế
* Ổng thủy: Dùng để chỉ mức nước trong nồi hơi, đảm bảo mức nước dao
động trong một phạm vi nhất định. Nguyên lý hoạt động của ống thủy dựa trên
nguyên tắc bình thông nhau, một đầu được nối với khoang hơi và đầu còn lại được
nối với khoang nước.

Hình 2.2. Ống thủy cho ứng dụng bồn bể
* Van an toàn: Dùng để khống chế áp suất của thiết bị không để vượt quá giới
hạn cho phép có thể phá hoại thiết bị.
- Van an toàn khí nén: Đây chính là thiết bị bảo vệ quan trọng trong các thiết
bị khí nén, thủy lực.
Khi áp suất vượt ngưỡng cho phép, dòng khí nén sẽ thắng lực của lò xo làm
van an toàn mở, khi đó khí nén sẽ theo cửa van ra ngoài, áp suất giảm đi. Để tiện
cho hoạt động bảo vệ máy và xả áp suất nhanh chóng ra bên ngoài, người ta


thường lắp đặt bên trên bình chứa.

Hình 2.3. Van an toàn máy khí nén
- Van an toàn nồi hơi: Thiết bị cấp nước có công suất, lưu lượng phù hợp với
hệ thống lò hơi, cung cấp liên tục cho hệ thống hoạt động. Thiết bị cấp nước
thường là các bơm công nghiệp, bơm màng, bơn piston… và chúng luôn đi kèm
với các van an toàn trong quá trình hoạt động.

Hình 2.4. Van an toàn nồi hơi
* Van giảm áp: Có tác dụng điều chỉnh áp suất đến áp suất làm việc của thiết
bị, tránh làm hư hỏng các thiết bị của hệ thống và đảm bảo an toàn lao động.
- Van giảm áp: Dùng để giảm áp, giới hạn áp lực của trên đầu ra của hệ thống
đường ống dẫn khí nén. Hoạt động của van theo nguyên lý khác biệt về trọng

lượng do nước tạo ra trên đĩa đệm và trên piston .