16.5. Розрахунок устаткування для уварювання розчинів

Розрахунок установок для уварювання розчинів під атмосферним тиском полягає у визначенні поверхні теплообміну, розмірів апарата і витрат теплоно-сія, якщо задана їх продуктивність, а для вакуум–апаратів – у визначенні по-верхні теплообміну, розмірів і витрат теплоносія в гріючій частині апарата, а також розмірів вакуум–камери, витрат охолоджуючої води в конденсаторі і продуктивності вакуум–насоса.

Якщо задані геометричні і теплотехнічні параметри установки для уварю-вання під атмосферним тиском, або вакуум–апарата, то визначають їх продук-тивність.

Для визначення поверхні теплообміну і розмірів апарата визначають корис-ні витрати тепла на нагрівання і випаровування вологи

(334)

де – продуктивність апарата неперервної дії по готовому продукту, кг/год, або маса готового продукту, вивантажуваного із апарата періодичної дії за один цикл, кг; – витрати сиропу на виготовлення готового продукту; і – теплоємність готового продукту і сиропу, Дж/(кг∙К); – кількість вторинної пари, яку отримують за одиницю часу у апаратах неперервної дії, кг/год, або за 1 цикл роботи апарата періодичної дії, кг; – ентальпія вто-ринної пари, Дж/кг.

Далі визначають площу поверхні теплообміну апаратів неперервної дії із формули (322), а періодичної дії

(335)

де – тривалість циклу уварювання, год.

Потім із формул (323-333) визначають розміри гріючої частини апаратів для уварювання і витрати гріючої пари. Після цього визначають геометричний об’єм вакуум–камери вакуум–апарата, м³,

Таблиця 35

Технічні характеристики вакуум–апаратів

Показники	Тип або марка вакуум–апаратів
	Уніфіковані		29-А-5	29-А-10	Періодичної дії
	33-А-5	33-А-10			Сфе-ричний 31-А	Універ-сальний М-189	Плівко-вий фірми „Бейкер-Перкінс” (Англія)
Продуктивність, кг/год	500	1000	500	1000	150–200	150	150
Кількість спіралей, шт.	2	2	1	2	–	–	–
Діаметр/товщина стінок мідних труб змійовика, мм	55/2	55/2	42/2	55/2	–	–	–
Тиск гріючої пари, МПа	До 0,6	До 0,6	До 0,6	До 0,6	До 0,6	До 0,6	До 1,0
Тиск сиропу у змієвикові, МПа	До 0,4	До 0,4	До 0,4	До 0,4	–	–	–
Залишковий тиск у вакуум–камері, МПа	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	0,01	0,01
Частота обертання мішалки, об/хв.	–	–	–	–	19	12	–
Об’єм парового простору, л	350	570	330	570	–	–	–
Об’єм, л: Вакуум–камери Накопичувача	140 90	140 90	140 40	140 90	210 –	60 –	– –
Об’єм чаші, л: Верхньої Нижньої	– –	– –	– –	– –	150 –	60 60	– –
Вологість уварюваної маси, %	16	16	16	16	20	20	20
Потужність електродвигунів, кВт	–	–	0,27	0,27	1,7	1,0	11
Габаритні розміри гріючої частини / випарної частини, або усього апарату, мм: довжина ширина висота	996/990 975/910 1325/1410	996/990 975/910 1775/1410	996/990 975/910 1325/1410	996/990 975/910 1775/1410	1570 980 2150	1378 868 1680	– – –
Маса, кг: гріючої частини випарної частини	407 176	533 176	407 176	533 176	630	680	–

(336)

де – питомий об’єм вторинної пари, м³/кг, (дивись додаток 9); – нап-руга парового простору, в кг/год на 1 м³ парового простору, ; – коефіцієнт, який залежить від величини вакууму (для карамелі , а при атмосферному тиску ).

Витрати охолоджуючої води в конденсаторі, кг/с,

(337)

де – питома теплоємність води, Дж/кг К; і – початкова і кінцева температури охолоджуючої води, ˚С.

Кількість видаленої повітряно–водяної суміші із конденсатора, м³/год,

(338)

де – щільність повітряно–парової суміші, кг/м³; – об’ємні витрати повітря, яке надходить із конденсатора у насос, м³/с.

Об’ємні витрати повітря, м³/с,

(339)

де і – парціальний тиск, Па, і температура, ˚С, повітря (для прямо-точних конденсаторів змішування ).

Продуктивність вакуум–насоса для видалення повітряно–водяної суміші, кг/год,

(340)

де – коефіцієнт наповнення ( =0,7…0,8); – діаметр поршня, м; – хід поршня, м; – кутова швидкість обертання вала кривошипно–шатунного механізму, рад/с.

Для визначення діаметра поршня задаються кутовою швидкістю і ходом плунжера .

Питання для самоперевірки

1.Яке призначення устаткування для нагрівання, розчинення і ува- рювання?

2.Які різновидності установок для отримання розчинів?

3.Які переваги мають сироповарильні станції, які працюють під під- вищеним тиском, перед станціями, які працюють під атмосферним тис- ком?

4.Яка методика технологічного розрахунку сироповарильних стан- цій?

5.Яка методика теплового розрахунку сироповарильних станцій?

Г лава 17