Mục lục:

I.Giới thiệu

II. Sự truyền nhiệt trong thiết bị bốc hơi :

1. Tính chất vật lý 2

2. Hệ số truyền nhiệt: 3

3. Sự tích bẩn trong dàn bay hơi 4

4. Sự truyền nhiệt trong thiết bị bốc hơi kiểu chảy màng 4

4.1.Thiết bị bốc hơi màng rơi 4

4.2 Thiết bị bốc hơi màng treo 7

5.Thiết bị cô đặc nước ép trái cây màng rơi 8

III. Các hệ thống thiết bị bốc hơi:

1. Hệ thống một thiết bị cô chân không có tháp ngưng hơi thứ: 9

2. Hệ thống bốc hơi nhiều thiết bị 11

2.1 Hệ thống ba thiết bị bốc hơi dòng cùng chiều 12

2.2 Hệ thống ba thiết bị bốc hơi dòng ngược chiều 13

2.3 hệ thống nhiều thiết bị bốc hơi làm việc song song 14

2.4 Hệ thống thiết bị bốc hơi dòng cùng chiều có thêm thiết 15

bị bốc hơi bổ sung

IV. Tính thiết kế các hệ thống bốc hơi: 16

1. Hệ thống một thiết bị bốc hơi

2. Hệ thống bốc hơi liên tục 19

V.Các thiết bị bốc hơi; 24

1. Thiết bị bốc hơi thẳng đứng, buồng đốt trong, tuần hồn tựï nhiên 26

2. Thiết bị bốc hơi có buồng đốt ngồi 30

VI. Chất lượng thực phẩm: 30

VII. Thiết bị bốc hơi trong thực phẩm 32

1. Cân bằng vật chất và cân bằng 32

2. Thiết bị tính tốn thời gian lưu dài 33

3. Thiết bị bốc hơi có thời gian lưu ngắn 34

VIII. Thiết bị bốc hơi tiết kiệm năng lượng 38

1. Thiết bị bay hơi liên tục 40

2. Thiết bị cô đặc nén hơi 42

3. Thiết bị cô đđặc có bơm nhiệt 46

4. Phối hợp thẩm thấu ngược\ cô đặc 46

5. Sự khử muối từ nước 46

6. Thiết bị bốc hơi tận dụng nhiệt thải 46

IX. Nguyên lý thiết kế: 47

1.Lựa chọn thiết bị bốc hơi 47

2.Lựa chọn vật liệu 48

IX. Các thành phần của thiết bị bốc hơi 50

Thân của thiết bị bốc hơi 51

1. Thiết bị thiết bị tách lỏng hơi 53

2. Thiết bị ngưng tu 54ï

3. Hệ thống chân không 55

4. Điều chỉnh thiết bị bốc hơi 56

5. Nguyên cứu thiết bị bốc hơi 56

6. Vấn đề vệ sinh 57

I.GIỚI THIỆU

Sự bay hơi là một quá trình tách rời vật lý, nó lấy đi phần hơi từ dung dịch lỏng hoặc hỗn hợp nhờ sự bốc hơi và nhận được sản phẩm cô đặc của thành phần không bay hơi. Đối với thức ăn lỏng, sự bay hơi lấy đi hầu hết nước kết quả là sản phẩm cô đặc có thể được dùng cho những quy trình xa hơn như qua ùtrình sấy.

Quá trình bay hơi được sử dụng rộng rãi trong việc cô đặc nước trái cây rau quả, sữa, cà phê trích ly, tinh luyên đường và muối. Sự mất đi dung lượng nước làm giảm trọng lượng và dung tích sản phẩm, giảm chi phí nhà kho và vận chuyển, và cải thiện sự ổn định của sản phẩm.

Sự bay hơi được taọ ra như là 1 quy trình cơ bản của việc cô đặc thức ăn lỏng, mặc dù 1 vài phương pháp mới có sự thuận lợi đặc biệt như đóng băng và thẩm thấu ngược.

Sự bay hơi được sử dụng như là 1 quá trình tiền cô đặc cho phân lập sữa và cà phê hòa tan, trước khi sấy. Hiệu suất của sự bay hơi nước thì cao hơn ( 90% ) so với quá trình sấy (60% ).

Kĩ thuật thiết kế dàn bay hơi là dựa trên hiệu quả của sự truyền nhiệt từ môi trường sang sản phẩm lỏng, hiệu quả của sự tách hơi nước và sử dụng nguồn năng lượng. Các dữ liệu kĩ thuật được cung cấp bởi nhà sản xuất các thiết bị bay hơi.

Trong ứng dụng thực phẩm, sự bốc hơi can duy trì chất lượng của sản phẩm, và thiết bị bay hơi phải phù hợp với điều kiện vệ sinh và quy trình sản xuất. Dàn bay hơi cũng được sử dụng cho chất thải, giữ lại sản phẩm phụ hữu ích và giảm dòng chất thải ra môi trường.

II. SỰ TRUYỀN NHIỆT TRONG THIẾT BỊ BỐC HƠI

Một lượng lớn năng lượng nhiệt phải được truyền từ môi trường làm nóng xuyên qua lớp kim loại của thiết bị tới dung dich lỏng. Nhu cầu nhệt được quyết định bởi vật liệu và cân bằng năng lượng quanh mỗi thiết bị bay hơi và trên tồn bộ hệ thống. Sự truyền nhiệt giữa bề mặt kim loai và dung dịch là công đoạn quan trọng nhất trong sự bay hơi. Do đó điện trở nhiệt của lớp ngăn và môi trường làm nóng được cân nhắc là nhỏ hơn. Sự truyền nhiệt trên bề mặt liên quan trưc tiếp tới tính chất vật lý và mô hình dòng chảy của dung dịch.

1.Tính chất vật lý:

Tính chất vật lý chất lỏng có tầm quan trọng trực tiếp tới sự bốc hơi, đó là độ nhớt, độ dẫn nhiệt, độ đặc, nhiệt dung riêng, sức căng bề mặt và sự tăng điểm sôi. Dữ liệu về độ nhớt và độ dẫn điện trong các tài liệu thực phẩm được viết bởi Saravacos và Maroulis ( 2001 ). Tầm quan trọng của tính chất vật lý tới sự bay hơi được viết bởi Chen (1993 ).

Sức căng bề mặt của nước là 73 dyn/cm hay 73mJ/m2 (25oC) và nó giảm đáng kể khi thành phần hữu cơ có mặt trong dung dịch. Sức căng bề mặt của dung dịch lỏng thực phẩm thường thấp hơn (cỡ 30 dyn/c), tùy thuộc vào thành phần chất hoạt động bề mặt hiện hữu.

Sự tăng điểm sôi (BPE) gây ra bởi sự tương tác lẫn nhau và đó là điều không mong muốn trong quá trình bốc hơi. Vì vậy nó đòi hỏi nhiệt độ cao hơn của môi trường nhiệt để tác động tới cùng một điều kiện phát động. Nó đặc biệt cao trong dung dịch cô đặc muối ăn và kiềm.

Sự tăng điểm sôi của thực phẩm lỏng là tương đối thấp, và trong hầu hết các trường hợp nó được bỏ qua trong tính tốn truyền nhiệt. Nó trở nên quan trọng trong dung dich đường cô đặc và những thành phần có phân tử lượng thấp khác. Các thành phần có phân tử lượng cao thì bị hòa tan hoặc phân tán trong nước như tinh bột, pectin, protein ảnh hưởng không đáng kể tới sự tăng điểm sôi.