TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM HUẾ
KHOA CƠ KHÍ – CƠNG NGHỆ

--------

Q TRÌNH VÀ THIẾT BỊ TRUYỀN NHIỆT
TRONG CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM
THIẾT BỊ CÔ ĐẶC

Giảng viên hướng dẫn

: PGS.TS. NGUYỄN VĂN TOẢN

Nhóm sinh viên thực hiện : NHĨM 05
Lớp

: CƠNG NGHỆ THỰC PHẨM – K52C

Huế, 12/2019

1


Thành viên thực hiện:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.

8.
9.
10.

Lê Thị Hồng Un (nhóm trưởng)
Võ Thị Thanh Thúy
Trần Thị Thắm
Trương Thị Thanh Tuyết
Trương Thị Tâm
Huỳnh Thị Thương
Phạm Thị Thu Thảo
Hà Huyền Trang
Hoàng Thị Minh Thi
Nguyễn Thị Thanh Thủy

2


Để thực hiện đề tài này chúng em xin chân thành
cảm ơn thầy Nguyễn Văn Toản đã tạo điều kiện cho
chúng em thực hiện bài seminar này.
Chúng em xin cảm ơn thư viện Trường đại học
Nông Lâm Huế đã tạo điều kiện cho chúng em tham
khảo tài liệu.
Xin cảm ơn các bạn đã giúp nhóm hồn thành bài
tiểu luận
Chân thành cảm ơn và chúc sức khỏe!
Huế, ngày 25 tháng 11 năm 2019
Nhóm 5


3

Lời
cảm ơn


MỞ ĐẦU
Ngày nay cùng với sự phát triển vượt bậc của nền
công nghệp thế giới và nước nhà, các nghành cơng
nghiệp cần có hệ thống máy móc thiết bị hiện đại, đó là
ngun nhân hình thành nên nghành truyền nhiệt.
Truyền nhiệt là nghành khoa học nghiêng cứu các quá
trình, các dạng và các quy luật trao đổi nhiệt giữa các
vật có nhiệt độ khác nhau. Truyền nhiệt khơng chỉ giải
thích ngun nhân của các q trình mà cịn dự đốn
mức độ trao đổi nhiệt giữa các vật và môi trường. Dựa
vào các quy luật trao đổi nhiệt, chúng ta có thể xác định
quy luật phân bố nhiệt độ và giá trị của dòng nhiệt là
lượng nhiệt truyền đi qua một diện tích trong một đơn
vị thời gian, từ đó xác định dạng kết cấu và kích thước
thiết bị trao đổi nhiệt cũng như tăng cường hay hạn chế
sự tăng cường hay trao đổi nhiệt của các vật theo yêu
cầu.
Thông qua mơn Q trình và thiết bị truyền nhiệt
trong CNTP, sinh viên có thể nắm được những kiến
thức cơ bản về quá trình truyền nhiệt của một số quá
trình trong nghành CNTP. Hiểu biết, nắm vững nguyên
lí làm việc, cấu tạo, tính tốn thiết bị truyền nhiệt.

MỤC LỤC

4


CHƯƠNG 3: CÔ ĐẶC...................................................................7
3.1. Khái niệm chung:.................................................................7
3.1.1. Định nghĩa:.......................................................................7
3.1.2. Một số tính chất vật lý của dung dịch liên quan đến q
trình cơ đặc................................................................................8
3.2 Cơ đặc một nồi:.....................................................................14
3.2.1 Cân bằng vật liệu:...........................................................17
3.2.2 Cân bằng nhiệt lượng......................................................18
3.3.2. Bề mặt truyền nhiệt:......................................................19
3.3 Cô đặc nhiều nồi :..................................................................20
3.3.1 Thiết bị cô đặc nhiều nồi dạng xuôi chiều:.....................21
3.3.2 Thiết bị cô đặc nhiều nồi dạng ngược chiều:..................23
3.3.3 Sơ đồ hệ thống cô đặc nhiều nồi có sử dụng thiết bị cơ
đặc dạng màng rơi...................................................................25
3.3.4 Cân bằng vật liệu trong hệ cô đặc nhiều nồi :................26
3.3.5 Chi phí hơi đốt chính (D) cho hệ cơ đặc nhiều nồi:........27
3.3.6 Số nồi thích hợp trong hệ thống cô đặc nhiều nồi:.........27
3.4. Cấu tạo thiết bị cô đặc:........................................................38
3.4.1. Thiết bị cô đặc loại roto:................................................38
3.4.2. Thiết bị cô đặc có bơm nhiệt:.........................................41
3.4.3. Thiết bị cơ đặc dạng tấm:...............................................44
3.4.4. Thiết bị cô đặc dang tấm nằm ngang:............................47
4.3.5. Thiết bị bốc hơi kiểu màng lên:......................................50

5



CHƯƠNG 3: CƠ ĐẶC
3.1. Khái niệm chung:
3.1.1. Định nghĩa:
Cơ đặc là q trình làm bay hơi một phần dung mơi
của dung dịch chứa chất tan không bay hơi, ở nhệt độ
sơi, với mục đích:
- Làm tăng nồng độ chất tan
- Tách chất rắn hòa tan ở dạng tinh thể (kết tinh).
- Thu dung môi ở dạng nguyên chất (cất nước).
 Đặc điểm của q trình cơ đặc:
- Cơ đặc tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất ( áp
suất chân không, áp suất thường và áp suất dư) trong hệ
thống cô đặc 1 nồi hoặc nhiều nồi. Hơi bay ra là hơi
thứ.
- Cô đặc chân không dùng cho dung dịch có nhiệt độ
sơi cao và dung dịch dễ bị phân hủy vì nhiệt,làm tăng
hệ số nhiệt độ của hơi đốt và nhiệt độ hữu ích dẫn đến
giảm bề mặt truyền nhiệt.
- Cô đặc ở áp suất cao hơn áp suất khí quyển dùng
cho các dung dịch khơng bị phân hủy ở nhiệt độ cao
( dung dịch của muối vơ cơ).
- Cơ đặc ở áp suất khí quyển, hơi thứ khơng được sử
dụng mà thải ra ngồi.

6


- Trong cô đặc nhiều nồi, nồi đầu tiên làm việc ở áp
suất lớn hơn áp suất khí quyển, các mồi sau làm việc ở
áp suất chân không.

3.1.2. Một số tính chất vật lý của dung dịch liên quan
đến quá trình cơ đặc
3.1.2.1. Bản chất vật lý của q trình bốc hơi
- Khi bay hơi các phân tử lỏng cần khắc phục lực
liên kết ở trạng thái lỏng và trở lực của áp suất bên
ngồi, khi đó các phân tử bay hơi cần phải thu nhiệt bên
ngoài. Lượng nhiệt lấy đi trong quá trình bay hơi ở
nhiệt
độ
xác định của một đơn vị khối lượng chất lỏng gọi là ẩn
nhiệt bay hơi. Khi nhiệt độ tăng thì ẩn nhiệt bay hơi
giảm, ở nhiệt độ tới hạn ẩn nhiệt bay hơi bằng không.
- Khi sôi chất lỏng bốc hơi ở trên mặt thoáng chất
lỏng mà phần chủ yếu là các bọt hơi được tạo thành
trong lòng dung dịch. Các bọt hơi là nhưng tâm tạo
thành hơi, trong quá trình bốc hơi các bọt hơi tăng dần
kích thước và nhờ lực đẩy Acsimet nó sẽ bị đẩy lên mặt
thống đồng thời các bọt hơi khác cũng được hình
thành. Kết quả hơi được chuyển liên tục từ bên trong
lòng chất lỏng đến bề mặt thoáng.
 Điều kiện để tạo thành bọt hơi là áp suất hơi trong
bọt bằng áp suất lỏng xung quanh nó:

7


3.1.2.2. Nhiệt hòa tan
Khi hòa tan một chất rắn vào trong một dung mơi có
hai q trình xảy ra:
- Do tương tác giữa các phần tử của dung môi và các

phần tử của chất tan mà mạng lưới tinh thể của chất tan
bị phá hủy. Đây là quá trình thu nhiệt của dung môi, nên
nhiệt độ của dung môi lạnh đi (nhiệt nóng chảy).
- Tạo thành mối liên kết giữa các phân tử của chất
tan với các phân tử của dung mơi gọi là q trình solvat
hóa (nếu dung mơi là nước thì gọi là q trình hydrat
hóa). Đây là q trình tỏa nhiệt (nhiệt solvat).
Vậy nhiệt hịa tan là tổng của hai lượng nhiệt trên
( nhiệt hòa tan = nhiệt nóng chảy + nhiệt solvat). Như
thế, nhiệt hịa tan của một chất có thể dương hoặc âm,
tùy theo tính chất của chất hịa tan và dung mơi. Đối với
những chất dễ tạo thành q trình solvat (hay hydrat)
hóa thì nhiệt hịa tan dương ( tỏa nhiệt); cịn những chất
khơng tạo thành solvat thì nhiệt hịa tan âm (thu nhiệt).
Khi tính tốn cân bằng nhiệt của q trình cơ đặc,
chúng ta cần phải biết nhiệt hòa tan để thêm nhiệt vào
hay bớt nhiệt đi. Các giá trị về nhiệt hòa tan thường tra
trong các sổ tay quá trình và thiết bị.

8


3.1.2.3. Nhiệt độ sôi của dung dịch và tổn thất nhiệt
độ
Nhiệt độ sôi của dung dịch là một thông số kỹ thuật
rất quan trọng khi tính tốn và thiết kế thiết bị cơ đặc, vì
từ nhiệt độ sơi của dung dịch ta chọn chất tải nhiệt để
đun nóng với các thơng số vật lý thích hợp sẽ chọn
được chế độ làm việc thích hợp của thiết bị.
Nhiệt độ sơi của dung dịch phụ thuộc vào tính chất

của dung mơi và chất tan, đặc biệt là nồng độ chất tan
(khi nồng độ tan thì nhiệt độ sơi tăng). Nhiệt độ sơi của
dung dịch luôn luôn lớn hơn nhiệt độ sôi của dung môi
nguyên chất ở cùng một áp suất. Điều này có thể giải
thích theo định luật Raoult:
Trong đó: Ps: áp suất hơi bão hịa của dung mơi
ngun chất;
P: áp suất hơi bão hịa của dung mơi trên
dung dịch;
N: số mol của chất tan;
N: số mol của dung môi.
Từ biểu thức (3.1) ta thấy > 0 => >P nghĩa là áp suất
hơi bão hịa của dung mơi ngun chất lớn hơn áp suất
hơi bão hịa của dung mơi trên dung dịch ở cùng một
nhiệt độ. Nghĩa là ở cùng một áp suất thì nhiệt độ sơi
của dung dịch ln ln lớn hơn nhiệt độ sôi của dung
môi nguyên chất. Cũng từ biểu thức này ta thấy khi
nồng độ tăng thì nhiệt độ sơi tăng , vì khi số mol chất
9


tan (n) tăng thì áp suất hơi bão hịa của dung môi trên
dung dịch (P) giảm, tức là nhiệt độ sôi của dung dịch
tăng.
- Hiệu số giữa nhiệt độ sôi của dung dịch (t) và nhiệt độ
sôi của dung môi nguyên chất (ts ) khi ở cùng một áp
suất là  ' :
 ' = t - ts
(3.2)
 ' là độ tăng nhiệt độ sôi của dung dịch so với dung

môi nguyên chất ở cùng một áp suất. Trong cô đặc
người ta thường gọi là tổn thất nhiệt độ do nồng độ.  '
là thông số vật lý của dung dịch, nó phụ thuộc vào nồng
độ chất tan, nồng độ chất tan tăng thì  ' tăng.  ' cịn
phụ thuộc vào bản chất của chất tan và dung môi, đồng
thời nó cịn phụ thuộc vào áp suất.
- Khi tổn thất nhiệt độ do nồng độ ở áp suất bất kì,
người ta sử dụng qui tắc Babo: “ độ giảm tương đối của
áp suất hơi bão hịa của dung mơi trên dung dịch ở một
nồng độ đã cho là một đại lượng không đổi, không phụ
thuộc vào nhiệt độ sôi”.
Nghĩa là:
= const => = const
(3.3)
Từ biểu thức (3.3) ta biết nhiệt độ sôi của dung dịch đã
cho ứng với một áp suất nào đó thì ta có thể xác định
được nhiệt độ sôi của dung dịch ở áp suất khác bất kì.
10


- Qui tắc Babo áp dụng cho dung dịch loãng, đối với
dung dịch đặc ta
phải thêm hệ số hiệu chỉnh (dùng phương pháp
Ttasenco).
Phương pháp Tiasenco:
(3.4)
f =16,2. : hệ số hiệu chỉnh
Trong đó: : nhiệt độ sơi của dung mơi,
r : ẩn nhiệt hóa hơi,
: tổn thất nhiệt độ ở áp suất thường.

*Nhiệt độ sơi của dung dịch cịn phụ thuộc vào độ
sâu của dung dịch, do chịu tác dụng của áp suất của cột
chất lỏng (gọi là hiệu ứng áp suất thủy tĩnh) nên càng
xuống sâu nhiệt độ càng tăng. Trên bề mặt thống chất
lỏng có nhiệt độ sơi thấp nhất. Tổn thất nhiệt độ do áp
suất thủy tĩnh bằng hiệu số nhiệt độ sôi của dung dịch
tại lớp chất lỏng có nhiệt độ trung bình (thường chọn
nhiệt độ sơi trung bình ở ½ độ cao của ống truyền nhiệt)
với nhiệt độ sơi của dung dịch trên bề mặt thống.
’’ t ( P P )  t P

(3.5)

Ta tính áp suất thủy tĩnh ở độ sâu trung bình của khối
chất lỏng cần cô đặc là:
= + (+ )..g
(3.6)
11


Trong đó:
: áp suất hơi thứ trên bề mặt dung dịch, ;
: chiều cao của lớp dd sôi kể từ miệng ống truyền
nhiệt đến mặt thoáng dd, thường chọ 0,5m.
: chiều cao của ống truyền nhiệt,m.
: khối lượng riêng của dd khi sôi, ;
g : gia tốc trọng trường (g=9.81)
Vậy :

= -


(3.7)

Trong đó:
: nhiệt độ sơi tương ứng với áp suất , ;
: nhiệt độ sôi tương ứng với áp suất , ;
* Tổn thất nhiệt độ do trở lực thủy lực gây nên trên
đường ống dẫn hơi thứ .
Thường chọn = 1:1,5.

12


3.2 Cơ đặc một nồi:

Hình 3.2. Sơ đồ cơ đặc một nồi
1-Thùng chứa; 2-Bơm; 3-Thùng cao vị; 4-Lưu lượng
kế; 5-Thiết bị đun nóng;6-Nồi cơ đặc; 7-Bơm; 8-Thùng
chứa sản phẩm; 9-Thiết bị ngưng tụ; 10-Bộ phận thu
hồi bọt; 11-Ống baromet; 12-Nguyên liệu vào; 13-Sản
phẩm ra; 14-Nước làm mát; 15-Nước ngưng tụ
Cô đặc một nồi chỉ dùng khi năng suất thấp và khi
không dùng hơi thứ làm chất tải nhiệt để đun nóng.
Cơ đặc một nồi có thể hoạt động theo phương pháp
liên tục hoặc gián đoạn. Hệ liên tục thường dùng cho
vùng nồng độ và độ nhớt dung dịch thấp hay tương đối
thấp, còn hệ một nồi gián đoạn khi cần để nâng cao
nồng độ sản phẩm (sản phẩm dạng keo, dạng sệt hay
bột past).
13



Thuyết minh sơ đồ lưu trình cơng nghệ hệ thống cô
đặc một nồi liên tục như sau: Dung dịch từ thùng 1
được bơm vào thùng 3 nhờ bơm 2, sau đó chạy qua lưu
lượng kế 4 vào thiết bị đun nóng 5. Ở đây dung dịch
được đun nóng đến nhiệt độ sôi rồi đi vào thiết bị cô
đặc 6 thực hiện q trình bốc hơi. Hơi thứ và khí khơng
ngưng đi qua phía trên cả thiết bị cơ đặc vào thiết bị
ngưng tụ. Trong thiết bị ngưng tụ nước làm lạnh từ trên
đi xuống, ở đây hơi thứ sẽ được ngưng tụ lại thành lỏng
chảy qua ống 11 ra ngoài, cịn khí khơng ngưng đi qua
thiết bị thu hồi bọt 10 rồi vào bơm hút chân không.
Dung dịch sau khi cơ đặc được bơm ra phía dưới thiết
bị cơ đặc đi vào thùng chứa 8.
Ưu điểm:
Cấu tạo đơn giản, dễ vận hành
Chế độ làm việc tương đối ổn định
Dùng khi dung dịch cơ đặc có tính kết tinh
Thích hợp cho sản xuất nhỏ
Nhược điểm:
Không sử dụng hơi thứ để làm hơi đốt cho các quá
trình sau nếu muốn sử dụng hơi thứ làm hơi đốt để
đốt nóng lại thì phải nén hơi thứ đến áp suất của
hơi đốt bằng thiết bị bơm nhiệt.
- Tổn thất năng lượng nhiều vì hơi thứ khơng được
làm chất tải nhiệt để đun nóng.
- Dung dịch cuối vẫn chưa đạt được nồng độ chất
khô lớn




-

14


- Nồng độ truyền nhiệt trong nối gần bằng nồng độ
cuối nên hệ số truyền nhiệt giảm.
- Tổn thất nhiệt nhiều hơn cô đặc nhiều nồi.
- Năng suất làm việc thấp.
 Sự cố và cách khắc phục
1. Trong khi máy hoạt động thì bơm số (2) thường
khơng hoạt động, dung dịch không được đưa vào
buồng cô đặc. Nếu tiếp tục làm việc thì dung dịch
trong nồi cơ đặc có thể bị cháy, hết lắng và làm tắc
đường ống.
 Ngưng toàn bộ các đường ống cấp nhiệt, tiến hành
sửa chữa bơm rồi tiếp tục tiến hành.
2. Các ống tuýp trong nồi cơ đặc bị rị rỉ, các sản phẩm
cơ đặc sẽ hịa lẫn trong nước ngưng.
 Ngưng q trình làm việc và tiến hành hàn kín các
điểm rị rỉ.
3. Bộ phận truyền nhiệt trong quá trình truyền nhiệt dễ
xảy ra quá trình ăn mịn thiết bị hoặc nhiệt độ q
cao sẽ làm cho thành trong thiết bị bị nứt, vỡ ra, xảy
ra q trình rị rỉ, làm cho sản phẩm khơng thể vào
nồi cơ đặc.
 Ngưng q trình làm việc, tiến hành sửa chữa thiết
bị, hàn các điểm rò rỉ rồi tiến tục vận hành.

4. Ống tuần hoàn trung tâm và ống tuýp thường bị đóng
cặn làm giảm khả năng tuần hoàn của dung dịch
trong thiết bị.
15


 Ngưng quá trình hoạt động của các đường ống sau
đó vệ sinh thiết bị.
 Ứng dụng:
- Dùng trong cơ đặc cà chua, các sản phẩm có nhiệt
độ phân hủy thấp.
- Trong sản xuất đường mía.
- Trong cơng nghệ hóa chất thì được dùng để cơ đặc
dung dịch NaCl theo kiểu gián đoạn.
3.2.1 Cân bằng vật liệu:
Coi quá trình bay hơi khơng kéo theo chất tan theo
hơi thứ (khơng có tổn thất chất tan). Cân bằng vật chất
của cô đặc được biểu diễn theo phương trình:
Gđ = Gc + W

(3.8)

trong đó:Gđ : lưu lượng khối lượng dung dịch đầu đưa
vào thiết bị, kg/s
Gc : lưu lượng khối lượng dung dịch cuối ra
khỏi thiết bị, kg/s
W : lưu lượng khối lượng hơi thứ bốc ra khỏi
thiết bị, kg/s

Phương trình cân bằng vật chất cho chất tan:

Gđ.xđ = Gc.xc

(3.9)

trong đó:xđ : nồng độ đầu của dung dịch, % khối lượng
16


xc : nồng độ cuối của dung dịch, % khối lượng
3.2.2 Cân bằng nhiệt lượng

Hình3.3Sơ đồ xác định cân bằng nhiệt lượng của nồi cơ
đặc.



Từ sơ đồ ta có:

Gđ.Cđ.tđ + D.i = W.i + D.C. + Gc.Cc.tc  Qcđ
(3.10)
trong đó:D: lượng hơi đốt cho vào nồi, kg/s;
i, i’: hàm nhiệt của hơi đốt và hơi thứ, J/kg;
17


tđ, tc: nhiệt độ đầu và nhiệt độ cuối của dung
dịch, 0C;

: nhiệt độ của nước ngưng, 0C;
Cđ, Cc, C: nhiệt dung riêng của dung dịch đầu,

cuối và của nước ngưng.
3.3.2. Bề mặt truyền nhiệt:
Diện tích bề mặt truyền nhiệt (F0) cần thiết của
buồng đốt được tính theo cân bằng sau:
 Tổng lượng nhiệt do hơi đốt ngưng tụ cung cấp:
QD = D(1-φ)(i-C.)

(3.11)

 Nhiệt lượng truyền qua bề mặt truyền nhiệt là:
Q = K.F0.hi = (1-)(1-)(i-C.)

(3.12)

trong đó:: tổn thất nhiệt (
: độ ẩm của hơi nước bão hòa, thường =0.05
i-C. = r: ẩn nhiệt ngưng tụ ( khi có quá trình
làm nguội nước ngưng)
hi

= t – tsdd = - C: hiệu số nhiệt độ hữu ích;

t: nhiệt độ của hơi đốt, 0C;
tsdd: nhiệt độ trung bình của dung dịch;

18


= t – tn; tn : nhiệt độ hơi thứ tại thiết bị ngưng
tụ;


C = : tổng tổn thất nhiệt độ;
’ = tsdd(P0) – tsdm(P0): tổn thất nồng độ do nhiệt độ;
= - : tổn thất nhiệt độ do áp suất thủy tĩnh;
: tổn thất nhiệt độ do trở lực đường ống dẫn.
3.3 Cô đặc nhiều nồi :
Trong thực tế sản xuất khi cần cô đặc một dung
dịch từ nồng độ khá lỗng lên nồng độ khá đặc thì
người ta dùng hệ cô đặc nhiều nồi thuộc hệ xuôi chiều
hay ngược chiều.Cơ đặc nhiều nồi là q trình sử dụng
hơi thứ thay hơi đốt, do đó có ý nghĩa về mặt sử dụng
nhiệt.
3.3.1 Thiết bị cô đặc nhiều nồi dạng xuôi chiều:
 Cấu tạo:

19


Hình 3.1. Thiết bị cơ đặc nhiều nồi dạng xi chiều.
Nguyên lý hoạt động:
-Nguyên liệu được đưa vào thiết bị cơ đặc thực hiện
q trình bốc hơi qua cửa ngun liệu, hơi đốt được đưa
vào phòng đốt qua cửa hơi vào.
-Tại đây xảy ra quá trình đối lưu tự nhiên giữa hơi và
nguyên liệu dưới dạng đối lưu. Nguyên liệu đi trong
ống truyền nhiệt, hơi đi ngoài ống và sẽ truyền nhiệt
cho nguyên liệu, nguyên liệu sẽ nóng lên rồi sôi tạo
thành một hỗn hợp hơi - lỏng. Trong ống truyền nhiệt
hỗn hợp này sôi và bay hơi làm khối lượng riêng giảm
nên các cấu tử sẽ nổi lên trên miệng ống. Cịn trong ống

tuần hồn, tích ngun liệu theo một đợn vị bề mặt
truyền nhiệt lớn hơn trong các ống truyền nhiệt nên hỗn
hợ sẽ bị đẩy xuống. Vậy trong thiết bị có sự chuyển
động tuần hồn từ dưới lên trên miệng ống.
-Sản phẩm của nồi này sau khi đạt đến một nồng độ
nhất định theo yêu cầu sẽ được đưa đến làm nguyên liệu
ở nồi sau nhờ sự chênh lệch áp suất. Sản phẩm ở nồi
cuối cùng là sản phẩm của cả hệ thống.
-Hơi thứ của nồi này sẽ được sử dụng làm hơi đốt cho
nồi sau. Hơi thứ ở nồi cuối cùng mang theo hơi và bọt
nước đi vào thiết bị baromet, chúng va đập vào nhau,
nước nặng hơn sẽ rơi xuống ở bể chứa nước ngưng tụ.
Ở đây có thêm bộ phận tách bọt để nước ngưng tụ và
20


khí khơng ngưng được tách ra hồn tồn. Khí khơng
ngưng sau khi được tách bọt hoàn toàn sau hệ thống
baromet sẽ được đưa vào bơm chân không.
-Nước ngưng tụ ở các nồi được thu ở bể chứa nước
ngưng tụ riêng
 Cơ đặc nhiều nồi có hiểu quả kinh tế cao về sử
dụng hơi đốt so với một nồi.
 Hệ nhiều nồi xi chiều thích hợp để cơ đặc các
dung dịch mà chất tan dễ biến tính ở nhiệt độ cao.
Ưu nhược điểm của hệ thống cô đặc nhiều nồi
xuôi chiều:

 Ưu điểm:
- Dung dịch di chuyển từ nồi trước ra nồi sau nhờ

chênh lệch áp suất.
- Xảy ra quá trình tự bốc hơi.
 Nhược điểm:
- Độ nhớt của dung dịch tăng nhanh (nhiệt độ nồi
sau thấp hơn nhưng áp suất cao hơn) gây đóng cặn.
- Hệ số truyền nhiệt.
 Cách khắc phục:

21


- Dừng hoạt động của thiết bị để kiểm tra và vệ sinh
tẩy cặn.
- Xả hết nước ngưng tụ và khí khơng ngưng một
cách nhanh chóng và điều chỉnh van hơi phù hợp.
- Sửa chữa hoặc thay thế
 Ứng dụng:
- Sử dụng trong hệ thống cơ đặc đường mía, bánh
kẹo và một số sản phẩm khác.
3.3.2 Thiết bị cô đặc nhiều nồi dạng ngược chiều:
Hệ nhiều nồi ngược chiều thích hợp để cô đặc các
dung dịch vô cơ mà chất tan khơng biến tính vì nhiệt độ
trong khoảng nhiệt độ cần làm việc.

 Cấu tạo:

22


Hình 3.2.Sơ đồ cơ đặc nhiều nồi ngược chiều.


 Ngun lý hoạt động:
-Hơi di chuyển giống như trường hợp xuôi chiều.
-Dung dịch đi vào nồi 3 và sản phẩm ra khỏi ở nồi
1 (áp suất nồi trước lớn hơn nồi sau, do đó dung dịch
khơng tự chảy từ nồi nọ sang nồi kia được mà phải
dùng bơm để vận chuyển).
- Khi cơ đặc ngược chiều thì dung dịch có nhiệt độ
cao nhất sẽ đi vào ở nồi đầu, ở đấy nhiệt độ lớn hơn nên
độ nhớt không tăng nhiều (hệ số truyền nhiệt trong các
nồi hầu như không giảm nhiều) .
-Lượng nước bốc hơi ở nồi cuối sẽ nhỏ hơn khi cơ
đặc xi chiều, do đó lượng nước dùng làm ngưng tụ
hơi trong thiết bị ngưng tụ sẽ nhỏ hơn.
 Ưu nhược điểm của hệ thống cô đặc nhiều nồi
ngược chiều :
23


-Ưu điểm: Độ nhớt khơng tăng mấy ,ít đóng cặn
=>Hệ số truyền nhiệt trong các nồi đầu hầu như không
giảm mấy.
+ Lượng nước dùng để làm ngưng tụ hơi trong thiết
bị ngưng tụ sẽ nhỏ hơn.
-Nhược điểm: Phải có bơm vận chuyển dung dịch.
3.3.3 Sơ đồ hệ thống cô đặc nhiều nồi có sử dụng
thiết bị cơ đặc dạng màng rơi

3.3.4 Cân bằng vật liệu trong hệ cô đặc nhiều nồi :
• Lượng hơi thứ tạo thành của cả hệ thống:()

W=(1-)=
Trong đó:
-:Lượng dung dịch đầu ,kg/s;
24

(3.13)


-, : nồng độ của dung dịch vào ở nồi đầu và ra khỏi
nồi cuối, % khối lượng;
• Nồng độ của dung dịch ra khỏi mỗi nồi
-Nồi 1: =
-Nồi2:=
-Nồi thứ n :
• Sự phân phối W:
Để đảm bảo cho tồn bộ hơi thứ của nồi trước làm
hơi đốt cho nồi sau,thường người ta phải dùng cách lựa
chọn áp suất và lưu lượng hơi thứ ở từng nồi thích hợp
sao cho:
≥1.2÷1.25
Tức đảm bảo: ==…==m≥1.2÷1.25
3.3.5 Chi phí hơi đốt chính (D) cho hệ cô đặc nhiều
nồi:
- Hơi đốt D chỉ cung cấp vào nồi đầu của hệ thống,
dùng hơi thứ của nồi trước cấp cho nòi sau làm hơi
đốt (m) của các nồi như sau:
Nồi
Chi phí
riêng hơi
đốt


1

2

25

3

N