Thiết Bị Cô Đặc Công Nghệ Được Ứng Dụng Trong Nhiều Lĩnh Vực: Hóa Chất, Thực Phẩm, Dược Phẩm

Cô đặc là gì?

Cô đặc là quá trình làm bay hơi hoặc bốc hơi một phần dung môi của dung dịch chứa chất tan không bay hơi, với mục đích làm tăng nồng độ chất tan, tách chất rắn hòa tan hoặc thu hồi dung môi.

Cô đặc thường được tiến hành ở nhiệt độ sôi dưới mọi áp suất (áp suất chân không, áp suất thường hoặc áp suất dương), trong hệ thống một hoặc nhiều thiết bị cô đặc (nồi cô). Quá trình có thể gián đoạn hay liên tục. Hơi bay ra trong quá trình cô đặc gọi là hơi thứ, thường có nhiệt độ cao, ẩn nhiệt hóa hơi lớn, có thể dùng làm hơi đốt trong các nồi cô khác. Nếu hơi thứ được sử dụng ngoài hệ thống cô đặc thì gọi là hơi phụ.

Cô đặc chân không áp dụng cho các dung dịch có nhiệt độ sôi cao và dung dịch dễ bị phân hủy bởi nhiệt, ngoài ra còn làm tăng hiệu số nhiệt độ của hơi đốt và nhiệt độ sôi của dung dịch (gọi là hiệu số nhiệt độ hữu ích). Mặt khác, cô đặc chân không thì nhiệt độ sôi của dung dịch thấp nên có thể tận dụng hơi thứ hoặc nhiệt thừa của các quá trình sản xuất khác cho quá trình cô đặc.

Cô đặc ở áp suất dương (cao hơn áp suất khí quyển) thường dùng cho các dung dịch không bị phân hủy ở nhiệt độ cao để sử dụng hơi thứ cho cô đặc hoặc cho các quá trình đun nóng khác. Ví dụ trong một hệ thống thiết bị cô đặc nhiều nồi thì nồi đầu tiên làm việc ở áp suất dương, các nồi sau làm việc ở áp suất chân không.

Cô đặc ở áp suất khí quyển thì hơi thứ không được sử dụng, nên tuy là phương pháp đơn giản nhưng không kinh tế.

Cô đặc nhằm mục đích:

- Tăng nồng độ chất khô trong sản phẩm, làm tăng độ sinh năng lượng của thực phẩm.

- Kéo dài thời gian bảo quản (vì hạn chế vi sinh vật phát triển do ít nước, áp suất thẩm thấu cao).

- Giảm được khối lượng vận chuyển.

Bản chất vật lý của quá trình bốc hơi

Bay hơi là quá trình một chất chuyển từ thể lỏng sang thể khí (hóa hơi), xảy ra ở mặt thoáng của chất lỏng ở nhiệt độ bất kỳ. Bốc hơi là quá trình hóa hơi ỏ nhiệt độ sôi, xảy ra cả trên mặt thoáng và trong lòng chất lỏng. Pha hơi trong quá trình bay hơi ngoài hơi dung môi còn có cả các khí khác (ví dụ không khí), còn pha hơi trong quá trình bốc hơi thường chỉ có hơi dung môi.

Quá trình bay hơi theo thuyết động học phân tử được giải thích như sau: các phân tử của chất lỏng nằm gần mặt thoáng có chuyển động nhiệt, ở thời điểm nào đó tốc độ chuyển động của phân tử vượt quá tốc độ giới hạn, phân tử sẽ thoát khỏi bề mặt chất lỏng trở thành trạng thái tự do (hơi). Khi bay hơi, các phân tử cần khắc phục lực liên kết ở trạng thái lỏng và trở lực của áp suất ở môi trường xung quanh. Khi đó, phân tử bay hơi cần phải thu thêm nhiệt. Lượng nhiệt tiêu hao để làm chất lỏng bay hơi ở nhiệt độ đã cho gọi là ẩn nhiệt bay hơi. Khi tăng nhiệt độ chất lỏng, ẩn nhiệt bay hơi giảm, ở nhiệt độ tới hạn (điểm tới hạn), ẩn nhiệt bay hơi bằng 0. Lượng nhiệt tiêu hao để làm chất lỏng hoá thành hơi ở nhiệt độ sôi gọi là ẩn nhiệt hoá hơi.

Đặc điểm của quá trình sôi là sự tạo thành bọt hơi. Khi sôi chất lỏng bốc hơi, không những ở trên mặt thoáng của chất lỏng mà chủ yếu là ở các bọt hơi được tạo thành trong lòng chất lỏng. Trong quá trình bốc hơi, các bọt hơi tăng dần kích thước và nổi dần lên mặt thoáng, đồng thời các bọt khác lại được tạo thành, kết quả là hơi được chuyển liên tục từ bên trong lớp chất lỏng lên phía trên mặt thoáng.

Các bọt hơi được tạo thành do trong chất lỏng có một số khí hoà tan, khi đun nóng các khí thoát ra tạo thành nhiều bọt, từ các bọt này chất lỏng sẽ bay hơi. Hiện tượng này thường có ở giai đoạn đầu của quá trình sôi.

Mặt khác, các bọt hơi cũng được tạo thành ngay trên bề mặt đun nóng, nơi mà chất lỏng có nhiệt độ cao nhất, và nó chỉ xuất hiện trên từng điểm riêng biệt, những chỗ nhám hoặc đóng cặn của bề mặt đun nóng, được gọi là những tâm tạo bọt. Bề mặt rất nhẵn và không có điểm khuyết tật sẽ không tạo được bọt hơi, chất lỏng khi đó sẽ trở nên quá nhiệt và quá trình sôi bị chậm lại.

Các phương pháp cô đặc

Quá trình cô đặc có thể được thực hiện theo chế độ gián đoạn hoặc liên tục, một giai đoạn hay nhiều giai đoạn và ở các áp suất khác nhau.

Cô đặc gián đoạn là cho dung dịch vào thiết bị một lần rồi cô đặc đến nồng độ yêu cầu, hoặc cho vào liên tục trong quá trình bốc hơi đế giữ mức dung dịch không đổi cho đến khi nồng độ dung dịch trong thiết bị đạt yêu cầu thì lấy ra một lần, sau đó lại cho dung dịch mới vào thiết bị để cô. Cô đặc liên tục là khi dung dịch và hơi đốt được cho vào liên tục, sản phẩm cũng được lấy ra liên tục.

Quá trình cô đặc có thể được thực hiện ở các áp suất khác nhau tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật. Khi làm việc ở áp suất thường (áp suất khí quyển), có thể dùng thiết bị hở. Khi làm việc ở các áp suất khác, phải dùng thiết bị kín.

Cô đặc chân không có nhiều ưu điểm: khi áp suất giảm thì nhiệt độ sôi của dung dịch cũng giảm, nên hiệu nhiệt độ giữa hơi đốt và dung dịch tăng, do đó có thể giảm được bề mặt truyền nhiệt. Cô đặc chân không có thể dùng hơi đốt ở áp suất thấp, do đó rất có lợi khi dùng hơi thải của các quá trình sản xuất khác. Cô đặc chân không được sử dụng cho những dung dịch dễ bị phân huỷ ở nhiệt độ cao, hoặc cho những dung dịch mà ở nhiệt độ sôi cao (với áp suất thường) thì có thể bị sinh ra những phản ứng phụ bất lợi (oxy hoá, nhựa hoá, đường hoá…). Mặt khác, do nhiệt độ sôi của dung dịch thấp nên tốn thất nhiệt ra môi trường xung quanh sẽ nhỏ hơn so với khi cô đặc ở áp suất thường.

Cô đặc chân không 1 nồi

Hệ thống cô đặc chân không nhiều nồi

Thiết bị cô đặc

Thiết bị cô đặc cần có những yêu cầu sau:

• Cấu tạo đơn giản, gọn, chắc, dễ chế tạo, sửa chữa, lắp ráp.
• Chế độ làm việc ổn định, ít bám cặn, dễ làm sạch, dễ điều chỉnh và kiểm tra.
• Hệ số truyền nhiệt lớn để làm giảm lượng hơi đốt tiêu hao.
• Đáp ứng được các yêu cầu đặc biệt của dung dịch cần cô như độ nhớt cao, khả năng tạo bọt lớn, khả năng kết tinh, tính ăn mòn kim loại…

Trong công nghiệp, các thiết bị cô đặc đun nóng bằng hơi nước được dùng phổ biến, loại này gồm có ba phần chính:

• Bộ phận đun sôi dung dịch (phòng đốt) trong đó bộ phận truyền nhiệt là chùm ong gồm nhiều ống nhỏ, trong đó hơi nước ngưng tụ ỏ bên ngoài (hoặc bên trong) các ông, còn dung dịch chuyển động bên trong (hoặc bên ngoài) các ống.
• Bộ phận bốc hơi (phòng bốc hơi) là một phòng trống, ở đây hơi thứ được tách khỏi hỗn hợp lỏng – hơi của dung dịch sôi. Do đó, phòng bốc hơi cần có không gian rộng để tách hơi ra khỏi hỗn hợp.
• Bộ phận phân ly lỏng – hơi: tùy theo mức độ cần thiết, có thê cấu tạo thêm bộ phận phân ly lỏng – hơi trong phòng bốc hơi hoặc trong ống dẫn hơi thứ để thu hồi các hạt dung dịch bị hơi thứ mang theo.

Cô đặc ở áp suất thường là gì?

Ngoài nồi cô chân không ra thì nồi cô đặc có cánh vét tự động cũng được nhiều khách hàng sử dụng. Cô đặc gia nhiệt là quá trình gia nhiệt làm bay bơi nước trong dung dịch để làm đặc, sánh dung dịch. Phương pháp này có thể coi là phương pháp phổ biến nhất, dễ sử dụng nhất cùng với giá thành rẻ nhưng vẫn cho ra thành phẩm có chất lượng cao.

Với cách nấu truyền thống quá trình đun nấu dung dịch trực tiếp bằng nhiệt độ không đều và không thể điều chỉnh nhiệt độ hợp lý nhất sẽ rất dễ bị cháy.  Nhiều cơ sở nấu với công suất lớn, việc khuấy đảo liên tục bằng tay là không thể. Dù bạn có khuấy đảo liên tục sát đáy nồi, thành nồi nhưng dung dịch đặc quánh vẫn sẽ bị vẫn bám dính, đóng cặn. Vì mỗi lần khuấy đảo chỉ tiếp xúc với 1 vị trí trên nồi, những vị trí còn lại nhanh chóng bị bám dính vì nhiệt.

Nồi cô cao dược liệu thế hệ mới sử dụng nguồn năng lượng bằng điện, dẫn nhiệt bằng dầu giúp truyền nhiệt và giữ nóng tốt. Chuyên dùng để cô thuốc, nấu cao, cô dược liệu. Khác xa với cách nấu cao, cô cao truyền thống sử dụng nhiên liệu bằng than rất độc hại và có nguy cơ bị khắm khói. Dùng nhiên liệu bằng gas lửa tỏa nhiệt không đều hay bị khê nếu không đảo khuấy liên tục. Sử dung nồi cô cao cánh khuấy hoàn toàn tự động, động cơ đảm bảo sử dụng trong thời gian dài, tốc độ khuấy điều chỉnh theo nhu cầu sử dụng của mỗi người. Tùy theo nguyên liệu sử dụng mà cánh khuấy có thể khác nhau để phù hợp với nguyên liệu cần được cô đặc.

Vì vậy, việc lựa chọn tốt nhất đó chính là nồi cô cao cánh khuấy. Với cánh khuấy và cánh vét của bồn khuấy gia nhiệt công nghiệp, mỗi 1 vòng vừa khuấy đảo vừa vét sát mọi vị trí trên thành và đáy nồi nên dung dịch đặc bên trong nồi sẽ không bị đóng cặn, khê cháy.

Cùng với sự thay đổi, phát triển của công nghệ và xã hội, đã cho ra đời nhiều máy móc phục vụ sản xuất, góp phần hiện đại hóa trong quá trình giải phóng sức lao động và đưa các sản phẩm chất lượng đến tay người tiêu dùng. Theo đó, thiết bị cô đặc tại KAG VIỆT NAM được sản xuất bằng vật liệu inox 304. Máy được thiết kế tự động, hệ thống điều khiển an toàn cho người vận hành, giảm sử dụng sức người, đồng thời tối ưu hóa quy trình sản xuất.

Nếu quý khách muốn tìm hiểu thêm về hệ thống kỹ thuật điều chế cao dược liệu, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ phù hợp nhất.

CÔNG TY CP CÔNG NGHỆ KAG VIỆT NAM

Hotline: 0904685252

Website: www.maythucphamkag.com - www.xuyena.vn

Email: Kagtechvn@gmail.com

Địa chỉ: Số 115/509 Vũ Tông Phan, Khương Đình, Thanh Xuân, Hà NộI

Bài viết liên quan

Tìm hiểu nồi cô cánh vét có hệ thống khuấy đảo thông minh

Nồi nấu thảo dược, ninh dược liệu mini

Tủ sấy dược liệu - máy sấy khô thảo dược 

Máy vo viên hoàn, viên thuốc đông y