Р ис. 6 График определения конечной температуры охлаждения помады

Концентрация сахара в помаде

₍₆₁₎

Где α_п – коэффициент пересыщения, определяемый по графику 6 или по формуле

Для графического определения α_п рассчитывают отношение

(62)

Где W_п – влажность патоки, доли единицы (W_п=0,22); m_п – количество патоки в сиропе, кг (принимается по рецептуре); m_В – количество воды в сиропе (в кг), определяемое из уравнения материального баланса:

₍₆₃₎

₍₆₄₎

Количество воды (в кг/с), необходимое для подачи в водяную рубашку помадосбивальной машины, определяют по формуле:

(65)

Где с – удельная теплоемкость воды, Дж/(кг·К); t₁ и t₂ – температуры воды соответственно на входе и выходе водяной рубашки машины, ºС.

₍₆₆₎

Где (67)

Пример расчета

В помадосбивальной машине установлен пятизаходный лопастной шнек диаметром 310 мм с шагом 2000 мм. Окружная скорость вращения лопастей шнека 5,58 м/с. Длина лопасти 23 мм, расстояние между лопастями по винтовой линии 22 мм, диаметр вала шнека 220 мм. Определить производительность помадосбивальной машины.

Угловая скорость шнека

По приложению плотность продукта ρ=1390 кг/м3

Длина наружной винтовой линии рассчитывается по формуле:

Расстояние между заходами определяют по формуле:

Число лопастей на длине Lв.л. по формуле

(принимаем z1 = 50)

По формуле определяем общее число лопастей на шнеке

z= 50·5=250

Находим по формуле tgα

Откуда α=64º; sin2α=0,787.

Производительность машины определяем, приняв коэффициент заполнения φ=0,15

Задачи

1. Внутри корпуса помадосбивальной машины установлен лопаст­ной шнек с числом заходов 4, общим количеством лопастей 200, наруж­ным диаметром лопастей 309 мм. Длина лопасти 23 мм, расстояние ме­жду лопастями по винтовой линии 22 мм. Определите среднюю ско­рость перемещения помады внутри корпуса, если шаг шнека 2 м, а час­тота вращения 344 об/мин.

2. Рассчитайте производительность помадосбивальной машины, у которой наружный диаметр шнека 300 мм, диаметр вала шнека 219 мм, длина лопасти 23 мм, шаг лопастей по винтовой линии 45 мм, окружная скорость наружного диаметра шнека 4,8 м/с, на одной винтовой линии расположено 50 лопастей, шаг винтовой линии 2 м, плотность продукта 1390 кг/м³, коэффициент заполнения шнековой камеры 0,2.

3. В помадосбивальной машине лопастной шнек диаметром 300 мм с шагом 1800 мм. Окружная скорость вращения лопастей шнека 5,58 м/с. Длина лопасти 20 мм, шаг лопастей по винтовой линии 41 мм, диаметр вала шнека 200 мм, число заходов 5, плотность продукта 1250 кг/м . Определите производительность машины, если коэффициент заполне­ния шнековой камеры 0,15.

4. Определите наружный диаметр шнека помадосбивальной маши­ны производительностью 1000 кг/ч, если диаметр вала 220 мм, длина лопасти 22 мм, расстояние между лопастями по винтовой линии 25 мм, шаг шнека 2 м, число заходов 4, шнек вращается с частотой 300 об/мин.

5. Определите частоту вращения шнека помадосбивальной маши­ны производительностью 1000 кг/ч, если наружный диаметр шнека 320 мм, диаметр вала 240 мм, длина лопасти 22 мм, расстояние между лопастями по винтовой линии 25 мм, шаг шнека 1900 мм, число заходов 4, плотность продукта 1290 кг/м³, коэффициент заполнения шнековой ка­меры 0,2.

6. Для приготовления помадного сиропа из расходной емкости до­затором подается 1,46 кг/мин патоки. Отношение сухих веществ патоки к 1 кг сухих веществ сахара в уваренном сиропе 9,78%. Вычислите, ка­кое количество сахара-песка и воды содержится в помадном сиропе, подаваемом в воронку помадосбивальной машины производительно­стью 14,2 кг/мин.

7. Производительность помадосбивальной машины 0,2 кг/с по по­маде с величиной кристаллов сахара в твердой фазе 20 мкм. Для приго­товления помадного сиропа по рецептуре расходуется 602,38 кг сахара и 75,3 кг патоки. Рассчитайте коэффициент отношения сухих веществ патоки к воде и графически определите коэффициент перенасыщения раствора.

8. В помадосбивальную машину поступает 12,3 кг/мин помадного си­ропа. Отношение сухих веществ патоки к 1 кг сухих веществ сахара в си­ропе 0,125. Содержание сахара в сиропе 617,56 кг. Определите, какой про­цент сахара будет выкристаллизовываться в процессе охлаждения и сбива­ния помады при величине кристаллов сахара в твердой фазе до 30 мкм.

9. В воронку помадосбивальной машины подается 0,1964 кг/с си­ропа с начальной температурой 123 °С. При сбивании помады величина кристаллов сахара в твердой фазе достигает 30 мкм, а температура по­мады понижается до 60 °С. Вычислите, какое количество теплоты необ­ходимо отвести от сиропа в процессе сбивания его в помаду при усло­вии, что во время приготовления сиропа на каждые 591,69 кг сахара добавляли 73,97 кг патоки.

10. Температуры помадного сиропа и помады на входе и выходе из машины соответственно равны 117 и 55 °С. В водяную рубашку для охлаждения сиропа подается вода с начальной температурой 18 °С. В процессе теплообмена вода нагревается до 26 °С, помада охлаждается и в ней выкристаллизовывается сахар в количестве 493,3 кг/ч. Вычисли- те, сколько воды нужно подать в водяную рубашку, если производи- тельность помадосбивальной машины 1000 кг/ч.

11. На приводе помадосбивальной машины (рис. 7) установлен электродвигатель серии 4А с синхронной частотой вращения 1000 об/мин. Асинхронная частота вращения вала у этого электродвигателя на 3% меньше. Найдите частоту вращения вала сбивального шнека, если дви­жение от электродвигателя передается посредством клиноременной пе­редачи с расчетным диаметром шкивов 160 и 475 мм.

Рис. 7 Кинематическая схема помадосбивальной машины ШАЕ-800:

1 - электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - зубчатый шнек

12. Вычислите крутящий момент на валу шнека у той же помадос­бивальной машины, если на ее приводе установлен электродвигатель мощностью 10 кВт и частотой вращения вала 970 об/мин.