Насос водокольцевой (поз. 8)
Принимаем водокольцевой насос, исходя из количества воды, требуемой для конденсации пара в конденсаторе, и который обладает положительными качествами поршневых и центробежных насосов, отличается компактностью, простотой конструкции.
G = 22153/1000·60= 0,369 м3/мин
Техническая характеристика водокольцевого насоса ВВН-2 представлена в таблице 7.
Таблица 7 – Техническая характеристика насоса водокольцевого марки ВВН-2
Производительность, м³/мин |
1,8 |
Мощность электродвигателя, кВт |
5,5 |
Количество, шт. |
2 |
Масса, кг |
80 |
Ловушка (поз. 10)
Принимаем ловушку с техническими характеристиками, указанными в таблице 8.
Таблица 8 – Техническая характеристика ловушки
Вместимость, м3 |
0,25 |
Габаритные размеры, мм |
664х640х1750 |
Масса, кг |
133 |
Количество, шт. |
1 |
Насос плунжерный (поз.2 и поз.11)
Производительность насоса рассчитываем, исходя из производительности вакуум-осахаривателя по формуле
G=4,0·0,8·60/30=6,4 м³/ч =106,7дм3/мин
Принимаем насос с техническими характеристиками, указанными в таблице 9.
Таблица 9 – Техническая характеристика вертикального двухплунжерного насоса АНВ-125
Подача двух плунжеров, дм3/мин |
214 12,6 |
Создаваемый напор, Па |
6,3·105 |
Мощность электродвигателя, кВт |
4,0 |
Длина, мм |
900 |
Ширина, мм |
804 |
Высота, мм |
1400 |
Масса, кг |
722 |
Количество, шт. |
2 |
Теплообменник типа «труба в трубе» (поз. 12)
Осахаренная масса охлаждается в теплообменнике типа «труба в трубе». По внутренней трубе движется масса по кольцевому сечению, между внутренней и наружной трубами движется вода. Движение массы и воды противоточные. Задачей расчета является определение охлаждающей воды и поверхности охлаждения.
Количество тепла, отводимого от охлаждаемой массы, Вт, определяем по формуле
Q = Gм ·cм·(t1 – t2 )/3600 , (16)
где Gм – количество массы, кг/ч;
см – удельная теплоемкость массы, кДж/кг·град;
t1 и t2 – начальная и конечная температура массы, ºС.
Q=16522,2·3,63·(58–30)/3600=466,5 Вт
Расход охлаждающей воды определяем по формуле
W =Q/( t’2 –t’1 )·c’, (17)
где t’2 – температура воды, уходящей из теплообменника, ºС; принимается температура на 10-15 ºС ниже температуры массы, поступающей на охлаждение;
t’1 – температура воды, поступающей на охлаждение, ºС; принимается температура на 5 ºС ниже температуры, с которой масса уходит из теплообменника, температура массы после охлаждения равна температуре “складки”;
с’ – удельная теплоемкость воды; с’= 4,1868 кДж/кг·град;
W=466,5/4,1868(48–25)=4,85 кг/с
Поверхность охлаждения теплообменника, м2,определяем по формуле
F = Q/ к· Δt, (18)
где Q – тепловая нагрузка на теплообменник, Вт;
к – коэффициент теплопередачи, Вт/м2·град;
Δt – средняя разность температур при противоточном движении массы и охлаждающей воды, ºС.
Δt = (Δtн – Δtк)/2,3 lg,
Δt=(28-23)/2,3lg28/23=5/0,196=25,5 ºС
Коэффициент теплопередачи от массы к воде, Вт/м²·град, определяем по формуле
к =, (19)
где α1– коэффициент теплоотдачи от массы к стенке внутренней трубы, Вт/м2 · град;
α2 – коэффициент теплоотдачи от стенки внутренней трубы к охлаждающей воде, Вт/м2·град;
λ – коэффициент теплопроводности материала труб теплообменника (для стали 58), Вт/м2·град;
δ – толщина стенки трубы, м (δ = 0,004м).
Критерий Рейнольдса для массы, протекающей по внутренней трубе, определяем по формуле
Re = w · d /ν , (20)
где d – внутренний диаметр трубы, по которой течет масса, м;
w – скорость течения массы по трубе, м/с;
ν – коэффициент кинематической вязкости массы, м·с/м2.
Re =0,081·0,18/0,7·=20828,6
W=4·Vм/3600·1024·2π·d²=4·6931,2/3600·1024·2·3,14·0,081² = 0,18 м/с
Критерий Нуссельта определяем по формуле
Nu==0,008·=3,16,
где Pr=μ·l/λ=0,7·/2,4=0,001 Вт/м·К,
λ=0,3·=0,3·=2,4 Вт/м·К,
Μ=1/(0,19/М1+0,81/М2)=1/(0,19/342+0,81/18)=21,9
где См – теплоемкость массы, равная 3,64 кДж/кг·К;
ρ – плотность, кг/м³,
М – средняя молекулярная масса жидкости,
М1 и М2 – молекулярные массы мальтозы и воды.
= 410,32
Re=w·dэ·ρ/μ=72411,4
dэ==(0,18² – 0,089²)/0,089=0,275м ,
где dн – наружный диаметр внутренней трубы,м;
D – внутренний диаметр наружной трубы, м;
Dэ – эквивалентный диаметр кольцевого сечения трубы теплообменника,м. Тогда
К= Вт/м²·град
Техническая характеристика теплообменника (при одноступенчатом вакуум-охлаждении) указана в таблице 10.
Таблица 10 – Техническая характеристика теплообменника «труба в трубе»
Поверхность, м2 |
72 |
Диаметр труб, мм |
89 х 4; 188 х 4 |
Количество, шт. |
1 |
Насос (поз. 4)
Выбираем насос, исходя из объема сборника для ферментных препаратов. Техническая характеристика представлена в таблице 11.
G = 1,6/24=0,067 м3/ч
Таблица 11 – Техническая характеристика насоса ОНВ-1
Производительность, м3/ч |
0,7 |
Мощность электродвигателя, кВт |
1,1 |
Продолжение таблицы 11
|
|
Длина, мм |
955 |
Ширина, мм |
250 |
Высота, мм |
300 |
Давление, МПа |
0,5 |
Диаметр, мм |
50 |
Емкость для ферментов (поз. 5)
Принимаем емкость со следующими техническими характеристиками, приведенными в таблице 12.
Таблица 12 – Техническая характеристика емкости для ферментов
Объем, м3 |
1,6 |
Мощность установленного электродвигателя |
1,5 |
Частота вращения мешалки, об/мин |
50 |
Масса, кг |
1112 |
Габаритные размеры, мм |
2800 х 1962 х 1660 |
Сборник для антисептика (поз. 6 )
Принимаем емкость для антисептика с учетом суточной потребности в формалине (таблица 13).
Таблица 13 – Техническая характеристика сборника для антисептика
Объем, м3 |
1 |
Масса, кг |
950 |
Маточник для размножения посевной культуры дрожжей (поз. 13)
Маточник предназначен для выращивания чистой культуры дрожжей, применяемых при сбраживании сусла. Объем маточника принимают равным 20 % от объема дрожжанки. Устанавливают в дрожжевом отделении.
Аппарат цилиндрической формы со съемной эллиптической крышкой и приваренным эллиптическим днищем. Снабжен рубашкой, в которую подается пар при стерилизации сусла и вода для последующего охлаждения сусла. В верхней крышке предусмотрен люк диаметром 500 мм. Снабжен патрубками и гильзами, необходимыми для ввода и отвода сред, участвующих в процессе, и установки приборов контроля за параметрами.
Маточник изготавливается в виде цилиндра с соотношением диаметра к высоте 1:1. Рабочий объем при коэффициенте заполнения 0,7 должен составлять 1-1,5 % от объема среды в головном бродильном аппарате.
Таблица 14 – Техническая характеристика маточника для размножения дрожжей
Общий объем,м3 |
3,5 |
Количество, шт. |
1 |
Принимаем диаметр маточника 600 мм, тогда высота цилиндрической части маточника будет равна
1,4· D=600·1,4=840 мм
высота конусной крышки
0,1·D=0,1·600=60 мм
высота конусного днища
0,14·D=0,14·600=84 мм
Общая высота маточника равна
840+60+84=984 мм
Сборник питательных солей (поз. 15)
Принимаем сборник с техническими характеристиками, указанными в таблице 15.
Таблица 15 – Техническая характеристика сборника питательных солей
Диаметр, мм |
400 |
Высота, мм |
600 |
Частота вращения мешалки, об/мин |
40 |
Мощность электродвигателя, кВт |
1,5 |
Сборник серной кислоты (поз. 14)
Сборник серной кислоты, используемой для подкисления сред в бродильном отделении, имеет цилиндроконическую форму и снабжен плоской крышкой. Для замера дозируемой среды установлен указатель уровня, к которому при монтаже аппарата крепится рейка с делениями. Аппарат снабжен патрубками для ввода кислоты и отвода воздуха из нее.
Таблица 16 – Техническая характеристика сборника серной кислоты
Общий объем, м3 |
0,625 |
Рабочий объем, м3 |
0,5 |
Диаметр, мм |
400 |
Высота цилиндрической части, мм |
500 |
Масса без продукта, кг |
95 |