TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM
KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

BÁO CÁO MƠN HỌC:
ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ HỐ HỌC
ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐẶC NƯỚC XỒI

Sinh viên thực hiện:
1. LÃ THỊ THU HÀ
2. NGUYỄN MINH LUÂN

18139041
18139089

Giảng viên hướng dẫn: ThS. NGUYỄN HỒNG NGUYÊN

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 5 năm 2021


1.1.1.

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TPHCM

KHOA CƠNG NGHỆ HĨA HỌC VÀ THỰC PHẨM
BỘ MƠN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

LÃ THỊ THU HÀ – 18139041
NGUYỄN MINH LUÂN – 18139089
NGÀNH: CÔNG NGHỆ KỸ THUẬT HĨA HỌC

NIÊN KHĨA: 2018 – 2022

BÁO CÁO MƠN HỌC: ĐỒ ÁN CƠNG NGHỆ HĨA HỌC

ĐỀ TÀI:
THIẾT KẾ HỆ THỐNG CƠ ĐẶC NƯỚC XỒI
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

ThS. NGUYỄN HỒNG NGUN

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 5 năm 2021


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

............................................................................................................................
............................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
............................................................................................................................
............................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
............................................................................................................................

............................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................
..................................................................................................................

TP HCM, ngày.....tháng.....năm
2021


GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN


LỜI CẢM ƠN
Nhóm chúng em xin chân thành cảm ơn các q thầy cơ bộ mơn Cơng nghệ hóa
học, khoa Cơng nghệ hóa học và Thực phẩm, trường Đại học Nơng Lâm Thành phố
Hồ Chí Minh đã thiết kế chương trình đào tạo có mơn Đồ án CNHH, một mơn học
mang tính tổng hợp kiến thức cho sinh viên. Đây là bước đầu để sinh viên vận dụng
những kiến thức đã học của nhiều môn học và giải quyết những vấn đề kỹ thuật một
cách tổng hợp.
Nhóm xin chân thành cảm ơn cơ Nguyễn Hồng Ngun đã tận tình hướng dẫn
nhóm thực hiện báo cáo mơn học để chúng em có thể hồn thành báo cáo đúng hạn và
chính xác nhất.
Trong quá trình thực hiện bài báo cáo, do hiểu biết kiến thức cịn có hạn cũng
như kinh nghiệm thực hiện đề tài cịn hạn chế, khơng thể tránh khỏi nhiều sai xót. Rất
mong nhận được sự đóng góp và góp ý của các thầy cơ để chúng em rút kinh nghiệm

cho những đề tài lớn hơn sau này.

TP Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2021


MỤC LỤC
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN...............................................i
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH..................................................................................iii
DANH MỤC BẢNG..........................................................................................iv
MỞ ĐẦU.............................................................................................................1
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU..................................................2
1.1.

Đặc điểm chung về cây xoài...........................................................2

1.1.1. Nguồn gốc...................................................................................2
1.1.2. Đặc điểm sinh vật học của cây xoài............................................2
1.1.3. Phân loại.....................................................................................3
1.2.

Thành phần hóa học trong quả xồi................................................4

1.3.

Giá trị sử dụng của xồi trong cuộc sống........................................5

1.3.1. Tác dụng của xồi chín...............................................................5
1.3.2. Tác dụng của xoài xanh...............................................................6
1.3.3. Tác dụng của lá xoài...................................................................6

1.3.4. Tác dụng của vỏ thân cây xoài....................................................6
Chương 2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP VÀ Q TRÌNH CƠ ĐẶC....7
2.1.

Khái qt về cơ đặc.........................................................................7

2.1.1. Định nghĩa...................................................................................7
2.1.2. Các phương pháp cô đặc.............................................................8
2.2.

Thiết bị cô đặc................................................................................8

2.2.1. Thiết bị cô đặc hai nồi xuôi chiều...............................................9
2.2.1.1. Nguyên tắc cô đặc hai nồi xuôi chiều...................................9
2.2.1.2. Cấu trúc của thiết bị.............................................................9
2.2.1.3. Yêu cầu thiết bị và vấn đề năng lượng.................................9
Chương 3. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ................................11
3.1.

Ngun lý hoạt động của thiết bị cơ đặc.......................................11

3.2.

Ngun lí hoạt động của hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều........11


Chương 4. TÍNH TỐN THIẾT BỊ CƠ ĐẶC...................................................13
4.1.

Tính buồng đốt..............................................................................13


4.1.1. Xác định số ống truyền nhiệt.....................................................13
4.1.2. Đường kính buồng đốt..............................................................13
4.1.3. Kiểm tra bề mặt truyền nhiệt.....................................................14
4.1.4. Kích thước các ống dẫn.............................................................14
4.1.4.1. Ống nhập liệu nồi I.............................................................14
4.1.4.2. Ống tháo liệu nồi I (Ống nhập liệu nồi II)..........................15
4.1.4.3. Ống tháo liệu nồi II:...........................................................15
4.1.4.4. Ống dẫn hơi nước ở nồi I...................................................15
4.1.4.5. Ống dẫn hơi thứ ở nồi I......................................................16
4.1.4.6. Ống dẫn hơi thứ ở nồi II.....................................................16
4.1.4.7. Ống dẫn hơi nước ngưng ở nồi I........................................16
4.1.4.8. Ống dẫn nước ngưng nồi II................................................16
4.2.

Tính buồng bốc.............................................................................18

Chương 5. TÍNH TOÁN CÂN BẰNG VẬT CHẤT, NĂNG LƯỢNG..............20
5.1.

Dữ kiện ban đầu............................................................................20

5.2.

Cân bằng vật chất..........................................................................20

5.2.1. Áp dụng phương trình cân bằng vật chất...................................20
5.2.2. Lượng hơi thứ bốc lên trong toàn hệ thống...............................20
5.2.3. Xác định nồng độ dung dịch từng nồi.......................................21
5.3.


Cân bằng năng lượng....................................................................21

5.3.1. Nhiệt độ và áp suất hơi thứ.......................................................22
5.3.2. Xác định nhiệt độ tổn thất.........................................................22
5.3.2.1. Tổn thất nhiệt độ do nồng độ .............................................23
5.3.2.2. Tổn thất nhiệt do áp suất thủy tĩnh ()..................................24
5.3.2.3. Tổn thất nhiệt do trở lực đường ống...................................25
5.3.2.4. Tổn thất chung trong tồn hệ thống cơ đặc.........................26
5.3.3. Chênh lệch nhiệt độ hữu ích ở các nồi......................................26
5.3.4. Nhiệt độ của dung dịch ở các nồi..............................................26


5.3.5. Tính các hệ số truyền nhiệt của các nồi.....................................26
5.3.6. Tính nhiệt dung riêng của dung dịch ở các nồi..........................26
Chương 6. TÍNH CƠ KHÍ CHO CÁC CHI TIẾT THIẾT BỊ.............................30
6.1.

Tính tốn cho buồng đốt...............................................................30

6.1.1. Tính cho bề dày thân.................................................................30
6.1.2. Kiểm tra bề dày buồng đốt........................................................31
6.2.

Tính cho buồng bốc......................................................................32

6.2.1. Tính bề dày thân........................................................................32
6.2.2. Kiểm tra bề dày.........................................................................32
6.2.3. Kiểm tra áp suất ngồi cho phép...............................................33
6.3.


Tính nắp........................................................................................34

6.4.

Tính đáy........................................................................................36

6.5.

Tính bích.......................................................................................38

6.5.1. Bích nồi nắp với buồng đốt.......................................................38
6.5.2. Bích buồng đốt và buồng bốc....................................................38
6.6.

Tính vỉ ống...................................................................................38

6.7.

Tính tai treo..................................................................................39

6.7.1. Tính MTB...................................................................................40
6.7.1.1. Khối lượng buồng đốt........................................................40
6.7.1.2. Khối lượng buồng bốc........................................................40
6.7.1.3. Khối lượng nắp..................................................................40
6.7.1.4. Khối lượng đáy..................................................................40
6.7.1.5. Khối lượng nón cụt............................................................40
6.7.1.6. Khối lượng ống truyền nhiệt..............................................40
6.7.1.7. Khối lượng vỉ ống..............................................................40
6.7.1.8. Tổng khối lượng chi tiết phụ:.............................................40

Chương 7. TÍNH TỐN THIẾT BỊ PHỤ..........................................................41
7.1.

Thiết bị ngưng tụ Baromet:...........................................................41

7.1.1. Lượng nước lạnh cần tưới vào thiết bị ngưng tụ:......................41
7.1.2. Thể tích khí cần hút ra khỏi thiết bị ngưng tụ............................42


7.1.3. Các kích thước chủ yếu của thiết bị ngưng tụ Baromet:............43
7.1.3.1. Đường kính trong của thiết bị ngưng tụ baromet................43
7.1.3.2. Kính thước tấm ngăn:.........................................................43
7.1.3.3. Chiều cao thiết bị ngưng tụ:...............................................44
7.1.3.4. Kích thước ống Baromet....................................................44
Đường kính trong của ống Baromet..................................................44
7.2.

Tính thiết bị gia nhiệt nhập liệu....................................................47

7.3.

Tính bơm......................................................................................51

7.3.1. Bơm chân khơng.......................................................................51
7.4.

Tính bơm nước vào thiết bị ngưng tụ............................................52

7.5.


Tính bơm nhập liệu.......................................................................54

7.6.

Tính bơm tháo liệu ở nồi II...........................................................56

7.7.

Bề dày lớp cách nhiệt....................................................................58

7.7.1. Bể dày lớp cách nhiệt buồng đốt nồi I.......................................58
7.7.2. Bề dày lớp cách nhiệt của ống dẫn hơi nước nồi II...................59


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Một số giống xồi phổ biến.............................................................4


DANH MỤC BẢNG
Bảng
1.1.
Thành
phần
hóa
học
xồi...............................................5
Bảng
4.1.
Kích
thước

dẫn...................................................................17

có

trong
các

quả
ống

Bảng 5.1. Nhiệt độ hơi thứ bão hịa và ẩn nhiệt tạo thành hơi thứ của từng
nồi............................................................................................................................. 22
Bảng
5.2.
Nhiệt
độ
thứ.............................................................22

và

áp

suất

hơi

Bảng 5.3. Tổn thất nhiệt độ do nồng độ ......................................................24
Bảng
5.4.
Tổn

thất
tĩnh..................................................24

nhiệt

do

áp

suất

thủy

Bảng 5.5. Thơng số tính tốn..........................................................................29


MỞ ĐẦU
Ngày nay, cùng với sự phát triển vượt bậc của nền công nghiệp thế giới và
nước nhà, các ngành công nghiệp ngày càng đề cao sự tinh khiết của sản phẩm cũng
như nguồn nguyên liệu. Các phương pháp được sử dụng để nâng cao độ tinh khiết
cũng như giảm khối lượng sản phẩm, đáp ứng tốt nhu cầu vận chuyển đi xa của sản
phẩm rất đa dạng: chưng cất, trích ly, cơ đặc, hấp thu... Tùy theo đặc tính u cầu
mà ta có phương pháp thích hợp.
Trong kỹ thuật sản xuất công nghiệp thực phẩm, thường phải làmviệc với các
hệ dung dịch rắn tan trong lỏng, hoặc lỏng trong lỏng. Để nâng cao
nồng độ của dung dịch theo yêu cầu của sản xuất kỹ thuật người ta cần dùng biện
pháp tách bớt dung môi ra khỏi dung dịch. Phương pháp phổ biến là dùng nhiệt để
làm bay hơi còn chất rắn tan khơng bay hơi, khi đó nồng độ dung dịch sẽ tăng lên.
Thiết bị dùng chủ yếu là thiết bị cơ đặc ống tuần hồn trung tâm, tuần hồn
cưỡng bức, phịng đốt ngồi, …trong đó thiết bị cơ đặc tuần hồn có ống trung tâm

được dùng phổ biến vì thiết bị này có cấu tạo và ngun lý đơn đơn giản, dễ vận
hành và sửa chữa, hiệu suất xử dụng cao… dây truyền thiết bị có thể dùng 1 nồi, 2
nồi,
3
nồi…nối tiếp nhau để tạo ra sản phẩm theo yêu cầu. trong thực tế người ta thường
xử dụng thiết hệ thống 2 nồi hoặc 3 nồi để có hiệu suất xử dụng hơi đốt cao nhất,
giảm tổn thất trong quá trình sản xuất.
Đồ án này đề cập tới các kiến thức cơ bản về các q trình cơ đặc, quy trình
cơng nghệ, tính tốn cân bằng vật chất và năng lượng, sự truyền nhiệt cho thiết bị
cô đặc cũng như tính tốn chi tiết cho thiết bị chính và thiết bị phụ theo yêu cầu.

1


Chương 2. TỔNG QUAN VỀ NGUYÊN LIỆU
2.1. Đặc điểm chung về cây xoài
2.1.1.

Nguồn gốc
-

2.1.2.

Tên khoa học: Mangifera indica L.
Thuộc họ Đào lộn hột - Anacardiaceae.
Xoài là cây ăn quả nhiệt đới , nguồn gốc cây xồi ở miền Đơng Ấn Độ và
các vùng giáp ranh như Miến Điện, Việt Nam, Malaysia.

Đặc điểm sinh vật học của cây xoài
Cây gỗ lớn, cao 10-20m, có tán rậm. Lá đơn, nguyên, mọc so le, phiến lá

hình thn mũi mác, nhẵn, thơm. Hoa học thành chùm kép ở ngọn cành. Hoa nhỏ,
màu vàng, có 5 lá đài nhỏ, có lơng ở mặt ngồi, 5 cánh hoa có tuyến mật, 5 nhị
nhưng chỉ có 1-2 nhị sinh sản. Bầu trên, thường chỉ có một lá nỗn chứa 1 nỗn.
Quả hạch chín màu vàng, thịt vàng, ngọt, có mùi thơm, nhân có xơ, hạt rất to.
Rễ: Phần lớn rễ phân bố ở tầng đất 0 - 50 cm ở những vùng có mực nước
ngầm thấp hay đất cát rễ có thể ăn rất sâu 6 - 8m. Tuy nhiên, phần lớn rễ tập trung
trong phạm vi cách gốc khoảng 2m.
Thân, tán cây: Xoài là loại cây ăn quả thân gỗ mọc rất khỏe. Ở những nơi
trảng, chiều cao cây và tán cây có đường kính tương đương . Tán cây lớn hoặc nhỏ
tùy theo giống.
Lá và cành: Một năm xồi có thể ra 3 - 4 đợt chồi tùy theo giống, tùy vào
tuổi cây, thời tiết khí hậu và tình hình dinh dưỡng. Cây con ra nhiều đợt chồi hơn so
với cây đang cho quả. Cây già rất khó ra chồi. Lá non sau 35 ngày mới chuyển xanh
hoàn toàn, mỗi lần ra lá, cành xoài dài thêm 20 - 30 cm.
Hoa: Hoa ra từng chùm ở ngọn cành, chùm hoa dài khoảng 30 cm, có 200 400 hoa. Mỗi chùm thường có 2 loại hoa: hoa lưỡng tính và hoa đực. Tỉ lệ hoa đực
và hoa lưỡng tính trên cây phụ thuộc vào giống và điều kiện khí hậu ở địa điểm
trồng. Thường thì hoa lưỡng tính chiếm từ 1 - 36%. Xồi là cây thụ phấn chéo, thụ
phấn nhờ côn trùng là chủ yếu. Thời gian tiếp nhận hạt phấn của nhụy rất ngắn, chỉ
sau vài giờ. Ở xồi nhụy thường chín trước, thời gian tốt nhất để nhụy tiếp nhận hạt
phấn là lúc mặt trời mọc, trong khi đó nhụy đực tung phấn chỉ vào khoảng 8 - 10
giờ sáng. Sự không trùng hợp này là nguyên nhân cản trở sự thụ phấn và thụ tinh
của xoài .

2


Quả: quả xồi chín có màu vàng hấp
dẫn, có vị chua ngọt, mùi thơm ngon. Xồi
chín được ăn tươi, đóng hộp, làm nước trái
cây, mứt kẹo, kem, sấy khô để tiêu thụ nội

địa hay xuất khẩu.
2.1.3.

Phân loại
 Xoài Cát:
Cát Chu: Phẩm chất trái ngon, thịt
thơm ngọt có vị hơi chua, dạng trái hơi trịn,
trọng lượng trái trung bình 250 - 350 gam, vỏ trái mỏng. Đây là giống xoài ra hoa
rất tập trung và dễ đậu trái, năng suất rất cao.
Cát Hòa Lộc: Xuất phát từ Cái Bè - Tiền Giang, xồi có trái to, trọng lượng
trái 400 - 600 gam, thịt trái vàng, dẽ, thơm, ngọt, hạt dẹp, được coi là giống xồi có
phẩm chất ngon. Thời gian từ trổ bơng đến chín trung bình 3.5 - 4 tháng.
 Xoài Tứ Quý: Tán thưa, lá to bản, mép gợn sóng. Trái nặng trung bình
320 gam, hình bầu dục, đầu trái nhọn, vỏ mỏng láng, màu vàng đẹp, ngọt,
thơm, hạt nhỏ. Từ khi nở hoa đến thu hoạch 115 ngày.
 Xoài Xiêm: Phẩm chất tương đối ngon, cơm vàng, thịt dẻo, mịn, hạt nhỏ,
vỏ trái dày. Đây là giống dễ đậu trái, năng suất cao.
 Xoài Tượng: Là giống xoài ăn còn xanh chấm mắm đường rất được ưa
chuộng, vỏ màu xanh nhạt, cơm xồi giịn, mùi thơm và vị chua thoang
thoảng. Loại này trông rất nhiều ở các vùng miền trung.
 Xoài Thanh Ca: Là giống xoài ăn xanh, cây phát triển mạnh, lá thon dài,
đầu hơi nhọn, trái dài hơi cong, nặng trung bình 300 gam.
 Xồi Voi: Quả to, vị ngọt vừa, ít chua là phẩm chất của giống xoài này.
 Xoài Hồng: Quả to màu hồng, dài, sử dụng cả lúc sống và chín đều thích
hợp, tán thưa, lá to bản, mép gợn sóng. Trái nặng trung bình 320 gam,
hình bầu dục, đầu trái nhọn, vỏ mỏng láng, màu vàng đẹp, ngọt, thơm, hạt
nhỏ. Từ khi nở hoa đến thu hoạch 115 ngày.

3



Hình 1. Một số giống xồi phổ biến
2.2. Thành phần hóa học trong quả xồi.
Quả xồi có giá trị dinh dưỡng rất cao, thịt quả có hàm lượng vitamin B và
vitamin C chiếm từ 2 - 3% , đường chiếm 20% ( là loại đường đơn được hấp thu
hoàn toàn), Acid citric, Carotene (tiền sinh tố A) 15% .
Quả chứa nhiều carotene và vitamin B1, B2 và C. Hạch quả chứa nhiều tinh
bột, dầu và tanin. Lá chứa tanin và một số hợp chất flavonoid là mangiferin. Vỏ
thân chứa 3% tanin và mangiferin.

Bảng 1.1. Bảng thành phần hóa học có trong quả xồi
Thành phần (%)
Chất khơ
Đường khử

Giống xồi
1
18.80
3.72

2
16.76
3.56

3
22.30
3.27

4


4
12.67
-

5
20.07
3.16


Sacaroza
Axit
Protein
Lipit
Xenluloza
Tro

8.81
1.44
0.32

10.06
0.39
0.43
0.47

12.6
0.27
0.73
0.86


0.69
0.08
0.93
0.83

12.09
0.42
0.71
0.15
0.59
0.39

2.3. Giá trị sử dụng của xoài trong cuộc sống
Trong 100g phần ăn được của xồi chín có chứa các chất dinh dưỡng
(FAO,1976): nước 86.5g; glucid 15.9g; protein 0.6g; lipid 0.3g; tro 0.6g; các chất
khoáng: Ca 10mg, P 15mg, Fe 0.3mg; các vitamin: A 1880 microgam, B1 0.06mg,
C 36mg; cung cấp 62 calo, 78% nhu cầu vitamin A mỗi ngày, rất tốt cho sự phát
triển của trẻ em, làn da và thị lực; 46% nhu cầu vitamin C .Quả xoài xanh thái
mỏng, phơi khô hoặc sấy khô là nguồn vitamin C thiên nhiên dồi dào.
2.3.1.

Tác dụng của xồi chín
Xồi chín có tác dụng bổ não, có lợi cho người làm việc trí óc, suy nhược
thần kinh. Ăn ít xồi chín thì nhuận trường, ăn nhiều sè bị tiêu chảy, người nóng bứt
rứt, rơm sảy, mụn nhọt. Mỗi ngày khơng nên ăn nhiều hơn 2 quả xồi. Khơng ăn lúc
đói hoặc sau ăn no. Người đang bị sốt, có vết thương mưng mủ, nội tạng lở loét,
phong thấp, dị ứng mẫn ngứa, dạ dày thiêu toan (ít dịch vị), khơng nên ăn xồi chín.
Người bị đái tháo đường cũng vậy.
Xồi chín giúp tăng cường sức đề kháng, chống viêm, phòng ngừa ung thư,
giảm béo, cải thiện hệ tiêu hóa, giúp hạ cholesterol máu, hạ huyết áp, phòng bệnh

mạch vành, ngừa ung thư ruột kết (do làm tăng nhu động ruột, chống táo bón). Theo
đơng y, quả xồi chín có vị ngọt, chua, tính mát, tác dụng ích dạ dày, tiêu tích trệ,
làm hết nôn mửa, thanh nhiệt, giải khát, lợi tiểu, nhuận phế, tiêu đàm. Thường dùng
trong các trường hợp ho do nhiệt, đàm vàng đặc, tiêu hóa kém, bệnh hoạt huyết, suy
nhược thần kinh, cao huyết áp, mỡ trong máu cao, táo bón, dễ bị chuột rút ... Thịt
quả xồi chín thái lát mỏng hoặc giã nhuyễn, đắp chống bỏng, bảo vệ da chống lại
sự tấn công của ánh nắng, vỏ quả xồi chín có tác dụng chữa ho ra máu, cầm máu ở
tử cung, chảy máu ruột. Thường dùng dưới dạng cao lỏng. Cho 10g cao lỏng vỏ quả
xoài vào 120ml nước rồi uống, cách 1-2 giờ một muỗng cà phê. Vỏ xồi cịn dùng
làm giấm ăn.

5


2.3.2.

Tác dụng của xồi xanh
Xồi xanh có nhiều vitamin C, có nhiều chất chát, có thể gây táo bón, khơng
nên ăn vào lúc đói bụng.
Hạch của quả xồi (nhân xồi) chứa nhiều tinh bột, dầu, tanin, acid galic tự
do, có vị đắng chát. Tác dụng làm hết ho, mạnh dạ dày, trợ tiêu hóa. Dùng chữa ho,
kiết lỵ, tiêu chảy, trừ giun sán. Hạt xồi phơi khơ, bỏ nhân, đem sao so, tán bột mịn.
Ngày uống 2 lần, mỗi lần uống 1-5g với nước sôi để nguội .

2.3.3.

Tác dụng của lá xoài
Lá xoài chứa chất tanin và một hợp chất flavonoid là mangiferin.Tác dụng
hành khí, lợi tiểu, tiêu độc tiêu tích trệ. Dùng chữa bệnh đường hơ hấp trên: ho,
viêm phế quản cấp và mãn tính; chừa thủy thũng. Dùng ngồi chữa viêm da ngứa

da. Có thể lấy lá nấu nước để rửa hoặc xơng.
Lưu ý: lá xồi có độc, thận trọng khi dùng. Không dùng cho trẻ em và phụ nữ
có thai.

2.3.4.

Tác dụng của vỏ thân cây xồi
Vỏ thân cây xoài chứa tanin và mangiferin 3%. Tác dụng làm se niêm mạc,
thu liềm, sát trùng. Dùng chữa ho, đau sưng cổ họng, đau răng. Vỏ tươi 50-60g (khô
20- 30g) rửa sạch, sắc đặc, hịa với ít rượu hoặc muối. Ngày ngậm 4-5 lần, ngậm
khoảng 10 phút, súc miệng rồi nhổ bỏ. Ngậm sau bữa ăn và trước khi ngủ.

Chương 3.

TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP VÀ Q TRÌNH CƠ ĐẶC

3.1. Khái qt về cơ đặc
3.1.1.

Định nghĩa
Cơ đặc là q trình làm bay hơi một phần dung môi của dung dịch chứa chất
tan không bay hơi, ở nhiệt độ sôi và áp suất tương ứng. Trong cơng nghệ hóa học và
cơng nghệ thực phẩm, cô đặc thường được sử dụng với mục đích:
-

Làm tăng nồng độ chất tan
Tách chất rắn hịa tan ở dạng tinh thể (kết tinh)
Thu dung môi ở dạng nguyên chất

6



Đặc điểm của q trình cơ đặc là dung mơi được tách ra khỏi dung dịch ở
dạng hơi còn dung chất hịa tan trong dung dịch khơng bay hơi. Do đó nồng độ của
dung chất sẽ tăng dần lên, khác với quá trình chưng cất, cấu tử trong hỗn hợp này
cùng bay hơi, chỉ khác nhau về nồng độ ở mỗi nhiệt độ. Hơi của dung môi tách ra
trong quá trình cơ đặc gọi là hơi thứ, hơi thứ ở nhiệt độ cao có thể đun nóng một
thiết bị khác. Cô đặc được tiến hành ở nhiệt độ sôi, ở mọi áp suất như: áp suất chân
không, áp suất thường (áp suất khí quyển hay áp suất dư). Trong hệ thống thiết bị cô
đặc một nồi hay nhiều nồi, quá trình cơ đặc có thể diễn ra gián đoạn hoặc liên tục.
Khi cô đặc gián đoạn: dung dịch cho vào thiết bị một lần rồi cô đặc đến nồng
độ yêu cầu, hoặc cho nguyên liệu liên tục vào quá trình bốc hơi để giữ mức dung
dịch không đổi đến khi nồng độ dung dịch trong thiết bị đã đạt yêu cầu sẽ lấy ra một
lần, sau đó lại cho dung dịch mới để cô đặc.
Khi cô đặc liên tục trong hệ thống một nồi hoặc nhiều nồi, dung dịch và hơi
nước cho vào liên tục, sản phẩm cũng được lấy ra liên tục. Q trình cơ đặc có thể
thực hiện ở áp suất khác nhau tùy theo yêu cầu kỹ thuật. Khi làm việc ở áp suất
thường thì có thể dùng thiết bị hở. Khi áp suất giảm thì nhiệt độ sơi của dung dịch
cũng giảm, do đó hiệu số nhiệt độ giữa hơi nước và dung dịch tăng, nghĩa là có thể
giảm được bề mặt truyền nhiệt.
Cơ đặc bao gồm hệ thống cô đặc một nồi và nhiều nồi. Với cô đặc một nồi,
thường được ứng dụng khi năng suất u cầu nhỏ và nhiệt năng khơng có giá trị
kinh tế. Cịn cơ đặc nhiều nồi là q trình sử dụng hơi thứ thay hơi nước, do đó cơ
đặc nhiều nồi có giá trị kinh tế cao về sử dụng nhiệt một cách tiết kiệm. (Theo
Nguyễn Tấn Dũng, 2015).
3.1.2.

Các phương pháp cơ đặc
-


-

Phương pháp nhiệt (đun nóng): Dung mơi chuyển từ trạng thái lỏng sang
trạng thái hơi dưới tác dụng của nhiệt khi áp suất riêng phần 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 dưới dạng tinh thể đơn chất tinh khiết, thường là kết tinh
dung môi để tăng nồng độ chất tan. Tùy tính chất của cấu tử và áp suất
bên ngồi tác dụng lên mặt thống mà q trình kết tinh đó xảy ra ở nhiệt
độ cao hay thấp, đôi khi phải sử dụng đến thiết bị làm lạnh.

7


3.2. Thiết bị cô đặc
Các thiết bị cô đặc rất phong phú và đa dạng. Tuy nhiên ta có thể phân loại
theo những đặc điểm sau:
-

-

3.2.1.

Theo nguyên lý làm việc: có 2 loại là thiết bị cơ đặc làm việc theo chu kỳ
và thiết bị cô đặc làm việc liên tục.
Theo áp suất làm việc bên trong liên tục: có 3 loại là thiết bị làm việc ở
Pdư, Pck,....
Theo nguồn cấp nhiệt:
+ Nguồn của phản ứng cháy nhiên liệu
+ Nguồn điện

+ Nguồn hơi nước: đây là nguồn nhiên liệu thường gặp nhất
+ Nguồn nước nóng, dầu nóng hoặc hỗn hợp diphenyl cho thiết bị chu kỳ
có cơng suất nhỏ
Theo phương pháp thực hiện q trình:
+ Cơ đặc áp suất thường: có nhiệt độ sơi và áp suất khơng đổi. Thường
dùng cô đặc dung dịch liên tục để giữ mức dung dịch cố định nhằm đạt
năng suất cực đại và thời gian cô đặc ngắn nhất. Tuy nhiên, nồng độ dung
dịch thu được là không cao.
+ Cô đặc áp suất chân khơng: dung dịch có nhiệt độ sơi dưới 100 0C, sử
dụng áp suất chân khơng. Dung dịch tuần hồn tốt, ít tạo cặn, bay hơi
nước liên tục.
+ Cô đặc nhiều nồi: mục đích chính là tiết kiệm hơi. Có thể cô đặc chân
không, cô đặc áp lực hoặc kết hợp cả hai phương pháp. Đặc biệt có thể sử
dụng hơi thứ cho mục đích khác để nâng cao hiệu quả về kinh tế.

Thiết bị cô đặc hai nồi xuôi chiều

3.2.1.1. Nguyên tắc cô đặc hai nồi xuôi chiều
Nồi thứ nhất dung dịch được đun bằng hơi nước. Hơi thứ của nồi này đi vào
nồi thứ hai. Hơi thứ của nồi thứ hai được đưa vào thiết bị ngưng tụ. Dung dịch đi
vào lần lượt từ nồi nọ sang nồi kia, qua mỗi nồi thì dung mơi được bốc hơi một
phần, nồng độ của dung dịch được tăng dần lên.
Điều kiện cần thiết để truyền nhiệt trong các nồi là phải có chênh lệch nhiệt
độ giữa hơi nước và dung dịch sơi, hay nói cách khác là phải có chênh lệch áp suất
giữa hơi nước và hơi thứ trong các nồi. Nghĩa là, áp suất làm việc trong các nồi phải
giảm dần vì hơi thứ của nồi trước sẽ là hơi nước của nồi sau.

8



3.2.1.2. Cấu trúc của thiết bị
a. Thiết bị chính:
- Ống tuần hoàn, ống truyền nhiệt.
- Buồng đốt , buồng bốc, đáy, nắp…
- Ống : hơi đốt, tháo nước ngưng, khí không ngưng…
b. Thiết bị phụ:
- Bể chứa sản phẩm, nguyên liệu.
- Các loại bơm: bơm dung dịch, bơm nước, bơm chân không.
- Thiết bị gia nhiệt.
- Thiết bị ngưng tụ Baromet.
- Các loại van.
- Thiết bị đo…
3.2.1.3. Yêu cầu thiết bị và vấn đề năng lượng
- Sản phẩm có thời lưu nhỏ: giảm tổn thất, tránh phân hủy sản phẩm.
- Cường độ truyền nhiệt cao trong giới hạn chênh lệch nhiệt độ.
- Đơn giản, dễ sữa chữa, tháo lắp, dễ làm sạch bề mặt truyền nhiệt.
- Phân bố hơi đều.
- Xả liên tục và ổn định nước ngưng tụ và khí khơng ngưng.
- Thu hồi bọt do hơi thứ mang theo.
- Tổn thất năng lượng( do thất thoát nhiệt là nhỏ nhất).
- Thao tác, khống chế giản đơn, tự động hóa dễ dàng.

9


Chương 4. THUYẾT MINH QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ
4.1. Ngun lý hoạt động của thiết bị cô đặc
Nguyên liệu được nhập liệu vào nồi cô đặc sẽ trao đổi nhiệt với hơi thông qua
các ống truyền nhiệt sẽ sôi và trở nên nhẹ hơn và được tuần hồn trở lên phía buồng
bốc. Tại đây, hơi nước được tách ra khỏi dung dịch, dung dịch đi theo ống tuần

hoàn trung tâm xuống đáy thiết bị và theo ống truyền nhiệt trở lên trên. Quá trình
trao đổi nhiệt được thực hiện chủ yếu trong ống truyền nhiệt.
Sau nhiều lần như vậy, hơi nước tách khỏi dung dịch càng nhiều nồng độ
dung dịch càng tăng, độ nhớt dung dịch tăng. Do đó, tốc độ chuyển động dung dịch
càng chậm lại về sau. Quá trình kết thúc khi dung dịch đã đạt được nồng độ theo
u cầu.
Tốc độ chuyển động tuần hồn càng tăng thì hệ số cấp nhiệt về phía dung
dịch càng tăng, quá trình bốc hơi xảy ra càng mạnh mẽ, nồng độ chất tan càng
nhanh chóng đạt yêu cầu và ngược lại. Tuy nhiên sẽ hao phí năng lượng khuấy.
4.2. Nguyên lí hoạt động của hệ thống cô đặc hai nồi xuôi chiều
Hệ cơ đặc nhiều nồi xi chiều thích hợp để cơ đặc các dung mà chất tan dễ
biến tính vì nhiệt độ cao. Vì trong hệ nồi xi chiều, các nồi đầu có áp suất và nhiệt
độ cao hơn các nồi sau nên sản phẩm được hình thành ở nồi có nhiệt độ thấp nhất.
Dung dịch từ bể chứa nguyên liệu được bơm lên bồn cao vị, từ bồn cao vị
dung dịch chảy qua lưu lượng kế xuống thiết bị gia nhiệt và được gia nhiệt đến
nhiệt độ sôi rồi đi vào nồi cô đặc thứ I để thực hiện q trình bốc hơi. Dung dịch
sau khi cơ đặc ở nồi I được dẫn ra ở phía dưới để đi vào nồi cơ đặc thứ II. Hơi thứ
và khí khơng ngưng đi ra phía trên của nồi I được dẫn vào buồng đốt của nồi thứ II.
Q trình cơ đặc lại tiếp tục được diễn ra lần thứ hai.
Dung dịch sau khi được cô đặc trong nồi thứ hai đã đạt được nồng độ theo
yêu cầu được bơm tháo liệu bơm ra ngoài và dẫn vào bể chứa sản phẩm. Hơi thứ và
khí khơng ngưng sinh ra trong nồi hai này sẽ được hút vào thiết bị ngưng tụ
baromet, một phần ngưng tụ thành lỏng chảy ra ngoài bồn chứa, phần khơng ngưng
qua bộ phận tách giọt để chỉ cịn khí được bơm chân khơng hút ra ngồi.
Ngun lý làm việc của nồi cô đặc: phần dưới của thiết bị là buồng đốt gồm
có nhiều ống truyền nhiệt và một ống tuần hoàn trung tâm. Dung dịch đi trong ống,
hơi đốt sẽ đi trong khoảng khơng gian phía ngồi ống. Nguyên tắc hoạt động của

10



ống tuần hoàn trung tâm là: do ống tuần hoàn có đường kính lớn hơn rất nhiều so
với các ống truyền nhiệt do đó tỉ lệ diện tích bề mặt truyền nhiệt trên một đơn vị thể
tích dung dịch trong đó sẽ nhỏ hơn so với dung dịch trong các ống truyền nhiệt .Vì
vậy dung dịch trong đó sơi ít hơn(có nhiệt độ thấp hơn) so với dung dịch trong ống
truyền nhiệt. Khi đó dung dịch sẽ khối lượng riêng lớn hơn và sẽ tạo áp lực đẩy
dung dịch từ trong ống tuần hoàn sang ống truyền nhiệt. Kết quả là tạo một dịng
chuyển động tuần hồn của dung dịch trong thiết bị. Để ống tuần hoàn trung tâm
hoạt động có hiệu quả dung dịch chỉ nên cho dung dịch vào khoảng 0,4 – 0,7 chiều
cao ống truyền nhiệt.
Phần phía trên thiết bị là buồng bốc để tách hơi ra khỏi dung dịch, trong
buồng bốc cịn có bộ phận tách giọt để tách những giọt lỏng ra khỏi hơi thứ. Hơi đốt
theo ống dẫn đưa vào buồng đốt ở áp suất 3.5 at. Hơi thứ ngưng tụ theo ống dẫn
nước ngưng qua bẫy hơi chảy ra ngồi và phần khí khơng ngưng được xả ra ngồi
theo cửa xả khí khơng ngưng.

11


Chương 5. TÍNH TỐN THIẾT BỊ CƠ ĐẶC
5.1. Tính buồng đốt
5.1.1.

Xác định số ống truyền nhiệt
Gọi n là số ống truyền nhiệt
n=
Trong đó:
o F là bề mặt truyền nhiệt
o l=H=1.5 m là chiều dài ống truyền nhiệt
o d là đường kính ống truyền nhiệt

Chọn loại ống có đường kính 38 mm 2  d= 38 – 2 2= 34 mm
Vậy số ống truyền nhiệt n là: n= = = 124.89 (ống)
Dựa theo bảng V 11.2/48b, sắp xếp ống theo hình 6 cạnh kiểu bàn cờ, ta chọn
số ống truyền nhiệt là 127 ống.

5.1.2.

Đường kính buồng đốt
Pbđ= 2.6 +
Trong đó Dbđ là đường kính trong buồng đốt
o là hệ số thường = 1.3 1.5
o Dth là đường kính ngồi ống tuần hoàn trung tâm, D th= 400+ 82= 416
(mm)= 0.416 (m)
o F: diện tích bề mặt truyền nhiệt.
Thay vào cơng thức, ta có:
= 21.61  Dbđ= 0.82 (m)
Chọn đường kính chuẩn cho vỏ buồng đốt là D bđ= 1000 mm= 1m (dựa
theo bảng XIII.6 [2]/359)

5.1.3.

Kiểm tra bề mặt truyền nhiệt
Kiểm tra đường kính ống tuần hồn:

12


Dth= t (b-1) + 4c (công thức V. 140 [2]/49) với b là số ống trên đường chéo
chọn t= = 1.3 0.038= 0.0494
b> =

Vậy chọn b = 9 ống
Suy ra số ống truyền nhiệt đã bị thay thế bởi ống tuần hoàn trung tâm là n’:
b= 2a – 1  a=
với a là số ống sáu cạnh của hình sáu cạnh ngồi cùng
Dựa vào cơng thức V.139 [2]/48, ta tính được:
n’= 3a (a – 1) +1= 35 (5-1)+1= 61
Vậy số ống truyền nhiệt còn lại là: n= 127 – 61 = 66 ống
Diện tích bề mặt truyền nhiệt F:
F= 3.14 1.5(1270.038 + 0.416)= 24.68 25
5.1.4.

Kích thước các ống dẫn
Đường kính các ống dẫn được tính theo cơng thức tổng sau:
D=
Trong đó:
o G là lưu lượng lưu chất (kg/s)
o w là vận tốc lưu chất (m/s)
o là khối lượng nhập liệu (kg/m3)

5.1.4.1. Ống nhập liệu nồi I
Chất lỏng nhớt w= 0.5 1.0 m/s  chọn w= 0.5 (m/s)
G= 1500 kg/h= 0.417 (kg/s)
= 1027.7 (kg/m3) I1.86 [I]/58
Vậy thay vào công thức, ta có D= = 0.032 (m)

13


5.1.4.2. Ống tháo liệu nồi I (Ống nhập liệu nồi II)
Xc= 12.05%, ta có: Gc Xc=Gđ Xđ=  Gc= = = 871.37 (kg/h)

Vậy Gc= 0.242 (kg/s)
Chọn w= 0.7 (m/s)
= 1048.52 (kg/m3) 1.86 [I]/58
D= = 0.02 (m)
5.1.4.3. Ống tháo liệu nồi II:
Gc= 300 (kg/h)= 0.083 (kg/s)
Chọn w= 1 m/s
= 1153.31 (kg/m3)
D= = 9.6 10-3 (m)
5.1.4.4. Ống dẫn hơi nước ở nồi I
Gọi D là lượng hơi nước cần cơ đặc (tính ở chương III)
D= 665.65 (kg/h)= 0.185 (kg/s)
Hơi nước là hơi nước bão hòa W= 20 40 m/s, chọn W= 25 m/s
= 0.7631 (kg/m3)
D= 0.076(m)
5.1.4.5. Ống dẫn hơi thứ ở nồi I
G= W2= 613.34 (kg/h)= 0.17 (kg/s)
Chọn W= 20 (m/s)
= 0.7631 (kg/m3)
D= 0.119 (m)
5.1.4.6. Ống dẫn hơi thứ ở nồi II
G= W2= 586.66 (kg/h)= 0.163 (kg/s)

14