3.2.10.1. Технологические расчеты

Технологический расчет может быть выполнен в форме материального баланса по исходному и конечному продукту с учетом всех участвующих в процессе компонентов и неизвестных потерь. Расчет производят в массовых или объемных единицах в час готовой или исходной продукции. При этом необходимо учесть возможность сокращения длительности процесса, дозировки и распределения материалов при загрузке, а также стремиться к сокращению потерь исходных и конечных продуктов.

Исходными данными для технологического расчета могут быть: заданная производительность проектируемой машины или аппарата, длительность стадии технологического процесса, характеристика исходного или конечного продукта.

Основной характеристикой работы линии, машины или аппарата является их производительность.

Производительность технологического оборудования можно определить по кинетике процесса, т.е. по скорости хода процесса или по работе механизмов подачи продукции в машине.

Производительность оборудования, определяемая по кинетике процесса, является истинной производительностью. Производительность, определяемая по скорости перемещения продукции, является пропускной способностью оборудования.

Производительность оборудования, определяемую по кинетике процесса, можно выразить уравнением

Дж/ч, (кг/ч), м³/ч), шт/ч), (3.1)

где I – скорость хода процесса, м³/(м²·ч), кг/(м²·ч), Дж/(м²·ч);

F – поверхность тепло- или массообмена, контакта, осаждения, истечения и пр., м².

Для теплового оборудования

Дж/ч, (3.2)

или

кг/ч, (3.3)

где F – поверхность теплообмена, м²;

dQ – количество тепла, передаваемого через разделяющую стенку или поверхность контакта площадью в 1 м², Дж/м²;

τ – продолжительность процесса теплообмена, ч;

k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²·^оС);

Δt – разность температур между теплообменивающими средами, ^оС;

q – удельный расход тепла, (Вт·ч)/кг;

dM – количество, или масса, продукции (кг), перерабатываемой за время dτ при площади теплообмена в 1 м², кг/м².

Для процессов фильтрации, прессования, отстаивания и пр.

кг/ч. (3.4)

производительность оборудования, или его пропускную способность, можно определить следующим образом.

Для непрерывно действующего оборудования:

1. При обработке штучной продукции, равномерно перемещаемой через машину,

шт/ч; кг/ч, (3.5)

где V – скорость движения продукции через машину, м/мин;

z – число единиц продукции в группе, перемещаемой через машину;

g – масса единицы продукции, кг;

l – расстояние между грузами или группами грузов, м;

n – кратность пропуска обрабатываемой продукции через машину.

2. При обработке штучной продукции, поступающей неравномерно,

шт/ч; кг/ч, (3.6)

где ψ – коэффициент, учитывающий неравномерность поступления продукции в машину.

3. При обработке продукции, перемещаемой сплошным равномерным слоем,

м³/ч; кг/ч, (3.7)

где f – площадь поперечного сечения слоя потока, м²;

ρ – масса единицы объема (плотность) обрабатываемой продукции, кг/м³.

4. При обработке продукции, поступающей неравномерным сплошным слоем,

м³/ч; кг/ч, (3.8)

где ψ – коэффициент, учитывающий неравномерность поступления продукции на обработку.

Для машин периодического действия:

1. При обработке штучной продукции,

шт/ч, (3.9)

где t – продолжительность цикла обработки единовременной загрузки продукции, мин;

n – количество одновременно загружаемых единиц обрабатываемой продукции;

t_P – длительность процесса обработки, мин

t_P – продолжительность загрузки одной порции продукции в машину, мин;

t_B – длительность выгрузки одной порции продукции из машины, мин;

α – доля вспомогательных операций от длительности собственной обработки (t_P).

2. При обработке однородной продукции,

кг/ч, (3.10)

где m – масса единовременно загружаемой продукции, кг;

V – геометрическая емкость рабочего резервуара машины, м³;

ψ – коэффициент загрузки емкости рабочего резервуара машины;

ρ – насыпная масса (плотность) продукции, поступающей на обработку, кг/м³.

Теоретическую производительность G_T оборудования определяют как производительность рабочего органа машин и аппаратов без учета длительности подсобных операций и загрузки.

При определении производительности конкретных машин и аппаратов, применяемых в пищевой промышленности, можно пользоваться формулами, приведенными в специальной и справочной литературе.

В подразделе технологических расчетов могут определяться и другие технологические параметры машин и аппаратов. В частности, для емкостного оборудования рассчитывается полезная и рабочая емкость машины или аппарата. При механическом воздействии на продукт при обработке определяется (или принимается) число оборотов рабочего органа, линейная скорость транспортирующих устройств и другие важные для данного типа оборудования параметры.

В каждом конкретном случае необходимость и содержание дополнительных расчетов определяется руководителем дипломного проекта совместно со студентом.