- •110303.65 «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции»
- •Посещение занятий – 44 балла:
- •Раздел 1. Технологическое оборудование для транспортировки, приёмки и хранения молока
- •Раздел 2. Оборудование для первичной обработки молока
- •Раздел 3. Оборудование для производства молочных продуктов
- •Пример выполнения задания
- •Расчет пластинчатого теплообменника
- •Лекция 9. Оборудование для производства сгущенных молочных продуктов
- •Лекция 10. Оборудование для производства сухих молочных продуктов
- •Практическая работа № 1. Расчет оборудования для транспортирования, приемки и хранения молока
- •Практическая работа № 2. Расчет автоклавов.
- •Технологический расчет
- •Тепловой расчет
- •Практическая работа № 3. Расчёт сепараторов и центрифуг.
- •Практическая работа № 4. Расчёт оборудования для гомогенизации молока
- •Практическая работа № 5.
- •Практическая работа № 6. Расчёт оборудования для производства сливочного масла.
- •Производительность маслообразователя:
- •Маслоизготовитель бочечный:
- •Маслоизготовитель непрерывного действия (по текстуратору)
- •Практическая работа № 7. Расчёт оборудования для производства натуральных сыров.
- •Практическая работа № 8. Расчёт оборудования для производства творога.
- •Практическая работа № 9. Расчёт оборудования для производства сгущенных молочных продуктов.
- •Практическая работа № 10. Расчёт оборудования для производства сухих молочных продуктов.
- •Практическая работа № 11. Расчёт оборудования для производства мороженого.
- •Шаронова Татьяна Вячеславовна
Практическая работа № 5.
Расчёт оборудования для нагрева и охлаждения молока.
Оборудование этой группы (охладители, подогреватели, пастеризаторы и пастеризационно-охладительные установки) подбирают по часовой производительности с учетом особенностей выполняемого технологического процесса. В связи с тем, что из технической характеристики теплообменных аппаратов обычно известны количество, тип и размеры пластин, а также температурный режим их работы, задачей технологического расчета является адаптация выбранного оборудования к условиям конкретного производственного процесса. С этой целью определяют расход количества теплоты и холода для обработки молока при принятых значениях температуры продукта, горячей и холодной воды, а также рассола.
В некоторых случаях, когда изменение теплового режима работы и производительности пластинчатого аппарата достигается за счет его перекомпоновки, следует провести проверочный расчет оборудования. Он позволяет определить площадь поверхности теплообмена и количество пластин каждой секции, а также получить расчетные данные для построения температурного графика пластинчатого аппарата.
Расход количества теплоты QT (Дж/с) при нагревании продукта рассчитывают по формуле
,
где GП — массовый расход продукта, кг/с; сП — удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг°С); tH и tK — соответственно начальная и конечная температура продукта, С.
Если пластинчатый аппарат имеет регенератор, то расчет расхода количества теплоты проводят с учетом коэффициента регенерации (Е):
Расход пара Р (кг/ч), необходимого для получения горячей воды, определяют по формуле
,
где и — энтальпия соответственно греющего пара и конденсата, Дж/кг; — тепловой КПД аппарата ( = 0,75...0,85).
Расход холода Qx (Дж/ч), необходимого для охлаждения продукта в рассольной секции пластинчатого аппарата, определяют по формуле
,
где и - температура продукта соответственно на входе и выходе рассольной секции, °С.
Полученный расход количества холода является основанием для выбора марки и количества холодильных машин (пх):
,
где kх — коэффициент, учитывающий потери холода в окружающую среду (kх = 1,05...1,1); Wx — производительность холодильной машины, кВт.
Площадь поверхности теплопередачи F(m2) многосекционного аппарата определяют для каждой секции в отдельности:
где Gп — массовый расход продукта, кг/с; k — коэффициент теплопередачи, Вт/(м2 • °С); — средний температурный напор, °С.
В конструкторских расчетах общий коэффициент теплопередачи каждой секции рассчитывают по специальной методике.
В технологических расчетах этими величинами задаются, исходя из следующих рекомендаций.
Для пастеризационно-охладительных установок производительностью 1,5...2 кг/с коэффициент теплопередачи секций пастеризации, регенерации, охлаждения водой и рассолом можно принять соответственно 2550...2620; 2100...2300; 1200...1500; 1050...1150 Вт/(м2 • °С). Для установок производительностью меньше 1 кг/с эти величины принимаются равными соответственно 1200, 1150, 1100 и 950 Вт/(м2-'С).
Средний температурный напор определяют из температурного графика, для построения которого рассчитывают недостающие значения температуры:
;
;
,
где t2 — температура регенерации, °С; t1 — начальная температура молока, °С (6...10°С); t3 — температура пастеризации, °С (74...76 °С при выработке питьевого молока и 86...88 °С при выработке кефира); Е— коэффициент регенерации (0,8...0,85); t4 — температура молока между секциями регенерации и водяного охлаждения, °С; t5 —температура молока между секциями водяного и рассольного охлаждения, °С; t`в — начальная температура охлаждающей воды, °С (8...10°С).
Температуру горячей воды , холодной воды и рассола при их выходе из секций рассчитывают по формулам:
;
;
,
где t'Г — начальная температура горячей воды, ; сМ, сГ, сВ, сР —удельная теплоемкость соответственно нагреваемого продукта, горячей воды, холодной воды и рассола, Дж/(кг°С); пГ, пВ, пР — кратность расхода горячей воды (пГ = 4...8), холодной воды (пВ = 3), рассола (пР = 2...2,5); t'Р — начальная температура рассола, °С (—4...—5°С); t6 — конечная температура пастеризованного молока, °С (4 °С).
Средний температурный напор А/ср (°С) определяют по формуле:
,
где и — соответственно разность температуры охлаждаемого продукта и хладоносителя на входе и выходе из секций, °С.
Число пластин в секциях рассчитывают по формуле
где f —площадь поверхности теплообмена одной пластины, м2 (принимают, исходя из паспортных данных оборудования).