Розрахунок сироповарильних станцій
Технологічний розрахунок полягає у визначенні продуктивності станції і окремих пристроїв, які входять до її складу (дозаторів, насосів, варильних коло-нок та ін.).
Якщо задана продуктивність станції , рецептура і вологість сиропу, то розраховують витрати патоки, цукру і води.
Для цього складають рівняння:
Таблиця 34
Технічні характеристики сироповарильних станцій
Показники | Тип або марка установки, яка працює | |||
Під атмосферним тиском | Під підвищеним тиском | |||
ШСК | ШСА-1 | ШСА-2 | ||
Продуктивність, кг/год. | ||||
Загальна тривалість розчинення, хв.: у змішувачеві–розчинювачеві у змієвиковій колонці | 40–45 40–45 – | До 5,0 3–3,5 1,5 | До 5,0 3–3,5 1,5 | |
Площа поверхні нагріву, м2 | 4,1 | 4,2 | 7,5 | |
Потужність електродвигунів, кВт | 7,5 | 7,3 | ||
Кутова швидкість вала мішалки, рад/с | 2,6 | |||
Тиск гріючої пари,МПа | 0,4–0,5 | 0,6 | 0,6 | |
Габаритні розміри, мм: довжина щирина висота | Без блока рецептурних компонентів | |||
Маса, кг | ||||
матеріального балансу
(313)
балансу вологи
(314)
вмісту патоки в сиропі
(315)
де , і – витрати патоки, цукру і води на приготування сиропу, кг/год; , і – вологість патоки, цукру і води (для промивних вод 1) у відносних одиницях; – вміст патоки в сиропі у відповідності з ре-цептурою (для карамельного сиропу =0,5, для помадного =0,05–0,25).
Розв’язавши сумісно рівняння (313), (314) і (315), для випадку , от-римаємо:
(316)
а для випадку
(317)
Якщо відомі витрати і вологість цукру, визначають витрати патоки
(318)
а потім витрати води
(319)
У відповідності з отриманими даними настроюють дозатори цукру, патоки і води.
Тепловий розрахунок теплових апаратів сироповарильних станцій вико-нують, виходячи із теплового балансу:
(320)
де – витрати тепла на нагрівання розчину, Вт, – витрати тепла на розчинення цукру, Вт, ; – витрати тепла на випаровування вологи, Вт, – утрати тепла в навколишній про-стір, Вт; – теплоємність цукрового розчину, яку можна визначити з формули Яновського, Дж/(кг∙К), і – початкова і кінцева температури розчину, ˚С; і – прихована питома теплота роз-чинення і пароутворення, Дж/кг; – концентрація розчину, кг/кг; – кіль-кість випареної вологи при зміні концентрації розчину, кг/год,
,
де і – концентрація розчину до і після уварювання, %.
Визначивши корисні витрати тепла, Вт,
(321)
розраховують площу поверхні нагріву, м2,
(322)
де – коефіцієнт теплопередачі, Вт/(м2 К), ( =1500 1740 Вт/(м2 К));
– середня логарифмічна різниця температур між теплоносієм і роз-чином, ˚С,
де і
; – температура гріючої пари, ˚С.
Якщо дорівнює температу-рі кипіння, то її вибирають із гра-фіка в залежності від тиску і во-логості сиропу (рис. 86).
Після визначення поверхні теплообміну розраховують об’єм і розміри розчинника. Для сиропова-рильної станції, яка працює під ат-мосферним тиском, об’єм, м3:
, (323)
де – коефіцієнт заповнення, ( =0,7 0,8); – щільність цук-рового розчину, кг/м3; – трива-лість розчинення, с ( = 1800
3600 с).
В залежності від визна-чають геометричні розміри розчин-ника і площу його зовнішньої поверхні .
Для станції, яка працює під підвищеним тиском, довжина труби змійови-
ка, м,
(324)
де – середня швидкість розчину у трубі змійовика ( =0,055…0,065м/с); Для формули (324) =90 с.
Внутрішній діаметр труби змійовика
(325)
В даному випадку довжину труби слід округлювати так, щоб
(326)
де – зовнішній діаметр труби змійовика, м; – товщина стінки труби, м.
Вибравши середній діаметр ( м) і крок витків змійовика , визначають
кут підйому витка, рад,
(327)
довжину витка, м,
(328)
кількість витків,
(329)
висоту корпуса апарата, м,
(330)
де – число спіралей змійовика (одинарний, подвійний); – конструк-тивна надбавка, яка дорівнює висоті штампованих днищ;
діаметр корпуса, м,
(331)
З конструктивних розмірів визначають площу зовнішньої поверхні і утрати тепла у навколишній простір, Вт,
, (332)
де – коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2∙К); і
– температура стінки апарата і оточуючого повітря, ˚С.
Визначивши із формули (320) повні витрати тепла, розраховують витрати гріючої пари, кг/с,
(333)
де і – ентальпія гріючої пари і конденсату, Дж/кг.
Внаслідок розрахунків отримують технологічні, кінематичні, геометричні розміри сироповарильної станції і необхідна кількість гріючої пари.
Силовий розрахунок сироповарильних станцій полягає у визначенні по-тужності, необхідної для обертання лопатевих роторів шестисекційного розчин-ника сироповарильної станції ШСК та змішувача–розчинника станцій ШСА-1 і ШСА-2, а також мішалок апаратів періодичної дії. Розрахунок машин з лопате-вими роторами виконують за формулами (139–147) для розрахунку лопатевих тістомісильних машин, наведеними у розділі 4.5.2.
Дата добавления: 2020-10-25; просмотров: 407;