Hệ thống cô đặc dung dịch sử dụng bơm hút chân không vòng nước là ứng dụng sử dụng hệ thống bơm chân không trong nhiều ứng dụng sản xuất để cô đặc dung dịch từ lỏng sang các dạng đặc hơn phục vụ nhu cầu đóng gói đơn giản và dễ dàng. Ứng dụng cô đặc dung dịch bằng chân không được sử dụng trong nhiều nhà máy đặc biệt trong nhà máy dược phẩm, thực phẩm.

1. Tìm hiểu ứng dụng cô đặc chân không là gì?

Định nghĩa: Cô đặc là phương pháp thường dùng để làm tăng nồng độ một cấu tử nào đó trong dung dịch hai hay nhiều cấu tử. Tùy theo tính chất của cấu tử khó bay hơi (hay không bay hơi trong quá trình đó) ta có thể tách một phần dung môi (cấu tử dễ bay hơi hơn) bằng phương pháp nhiệt hay bằng phương pháp làm lạnh kết tinh.

Trong quá trình cô đặc, tính chất cơ bản của nguyên liệu và sản phẩm biến đổi không ngừng. Thời gian cô đặc tăng làm cho nồng độ dung dịch tăng dẫn đến tính chất dung dịch thay đổi: Các đại lượng giảm: hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung, hệ số cấp nhiệt, hệ số truyền nhiệt. Các đại lượng tăng: khối lượng riêng dung dịch, độ nhớt, tổn thất nhiệt do nồng độ, nhiệt độ sôi.

Áp dụng: hệ thống cô đặc chân không dùng để cô đặc các sản phẩm: nước mắm, sữa tươi, các loại dung dịch, chất hóa học trong ngành thực phẩm và dược phẩm, cô đặc nước ép trái cây, cô đặc cà phê, nước sốt cà chua, tương ớt…..

Yêu cầu chất lượng sản phẩm: Đạt nồng độ và độ tinh khiết yêu cầu; thành phần hoá học chủ yếu không thay đổi.

Các phương pháp cô đặc: Phương pháp nhiệt (đun nóng) và Phương pháp lạnh. Cả hai phương pháp trên đều cần phải có áp suất (chân không) tác dụng lên mặt thống chất lỏng.

Phương pháp thực hiện: cô đặc áp suất chân không Dung dịch có nhiệt độ sôi dưới 100oC, áp suất chân không. Dung dịch tuần hoàn tốt, ít tạo cặn, sự bay hơi nước liên tục.

2. Thuyết minh quy trình công nghệ cô đặc chân không

– Khởi động bơm hút chân không đến áp suất Pck = 0,7 at.

– Sau đó bơm dung dịch ban đầu có nồng độ C1 % từ bể chứa nguyên liệu vào nồi cô đặc bằng bơm ly tâm.

– Khi đã nhập liệu đủ nguyên liệu thì bắt đầu cấp hơi đốt (là hơi nước bão hòa ở áp suất 3 at) vào buồng đốt để gia nhiệt dung dịch. Buồng đốt gồm nhiều ống nhỏ truyền nhiệt (ống chùm) và một ống tuần hoàn trung tâm có đường kính lớn hơn. Dung dịch chảy trong ống được gia nhiệt bởi hơi đốt đi ngoài ống.

Dung dịch trong ống sẽ sôi và tuần hoàn qua ống tuần hoàn (do ống tuần hoàn có đường kính lớn hơn các ống truyền nhiệt nên dung dịch trong ống tuần huần sẽ sôi ít hơn trong ống truyền nhiệt, khi đó khối lượng riêng dung dịch trong ống tuần hoàn sẽ lớn hơn khối lượng riêng dung dịch trong ống truyền nhiệt vì vậy tạo áp lực đẩy dung dịch từ ống tuần hoàn sang các ống truyền nhiệt).

Dung môi là nước bốc hơi và thốt ra ngoài qua ống dẫn hơi thứ sau khi qua buồng bốc và thiết bị tách giọt. Hơi được dẫn qua thiết bị ngưng tụ baromet và được ngưng tụ bằng nước lạnh, sau khi ngưng tụ thành lỏng sẽ chảy ra ngoài bồn chứa.

Phần không ngưng sẽ được dẫn qua thiết bị tách giọt để chỉ còn khí không ngưng được bơm chân không hút ra ngoài. Hơi đốt khi ngưng tụ chảy ra ngoài qua cửa tháo nước ngưng, qua bẫy hơi rồi được xả ra ngoài. – Quá trình cứ tiếp tục đến khi đạt nồng độ C2 % (sau thời gian cô đặc t phút) thì ngưng cấp hơi. Mở van thông áp, sau đó tháo sản phẩm ra bằng cách mở van tháo liệu.

3. Ưu điểm ứng dụng cô đăng chân không

– Giữ được chất lượng, tính chất sản phẩm, hay các cấu tử dễ bay hơi.

– Nhập liệu và tháo sản phẩm đơn giản, không cần ổn định lưu lượng.

– Thao tác dễ dàng.

– Có thể cô đặc đến các nồng độ khác nhau.

– Không cần phải gia nhiệt ban đầu cho dung dịch.

– Cấu tạo đơn giản, giá thành thấp.

4. Nhược điểm:

– Quá trình không ổn định, tính chất hóa lý của dung dịch thay đổi liên tục theo nồng độ, thời gian.

– Nhiệt độ hơi thứ thấp, không dùng được cho mục đích khác.

– Khó giữ được độ chân không trong thiết bị.

Sử dụng bơm hút chân không vòng nước trong cô đặc dung dịch bằng chân không đã mang đến những ứng dụng chân không hiệu quả nhằm đáp ứng các yêu cầu sản xuất trong nhà máy. Hoàng Long tiếp tục mang đến những ứng dụng bơm chân không trong các nhà máy sản xuất hiện nay.