Оборудование для производства творога
Продолжительность нагревания молока, расход пара, продолжительность наполнения и опорожнения творожных ванн определяются по формулам (9,5)÷(9,8). Внутренние размеры ванны для сквашивания молока с учетом 10%-го запаса определяют по формуле , (10.1) где V - полный объем ванны, м3 ; R - радиус ванны, м; L - длина ванны, м;
С другой стороны полный объем ванны , (10.2)
-34- Окружная скорость диска ( в м/с ) (14.18 ) где ω - угловая скорость диска, рад/с. (14.19) где n - скорость вращения диска, об/мин.
Мощность плунжерного насоса для подачи продукта в распыливающую форсунку ( в Вт ) определяют по формуле (14.20) где G1 - в кг/с; P - давление продукта в форсунке,Па; ρ - плотность продукта, кг/м3; ηм - механический КПД (ηм = 0,60 ÷ 0,85 ). Калориферы для сушильных установок подбирают по тепловой нагрузке, руководствуясь справочниками. При подборе определяют требуемую поверхность нагрева калорифера по формуле (14.21) где Q - потребное количество тепла для нагрева воздуха, Вт; K - коэффициент теплопередачи, Вт / ( м2 · К ); tn – температура пара, 0С; t1 и t2 - начальная и конечная температуры воздуха, оС. Приняв для первого приближения определенное среднее значение массовой скорости воздуха в живом сечении калорифера υ·ρ [ кг / ( с · м2 )], по таблице 14. 1 находят коэффициент теплопередачи К. Затем по (14.21) находят требуемую поверхность нагрева и по справочным таблицам подбирают калорифер. После этого проверяют принятое значение массовой скорости. (14.22) где L - расход воздуха, м3/с; ρ - плотность воздуха, кг/м3; f - живое сечение калорифера для прохода воздуха, м2.
Если полученное значение массовой скорости значительно отличается от ранее принятого, то задаются новым значением массовой скорости и расчет повторяют.
-47- где L - расход воздуха, м3/с; υ - скорость воздуха в сушильной башне, м/с [ для молока υ = ( 0,18 ÷0,25) м/с] . Скорость воздуха ( в м/с ) ориентировочно можно определить по эмпирической формуле (14.11)
где W - количество испаренной влаги, кг/ч.
Диаметр башни (в метрах ) (14.12) Если башня имеет плоское днище, то ее высота (14.13) Если сушильная башня снабжена усеченным конусом, то объем конической части ( в м3) определяют по формуле (14.14) где R - радиус башни, м; r - наименьший радиус конуса, м (Нкон ≈ 0,85 Д) .
Объем цилиндрической части сушильной башни (14.15) а ее высота (14.16) Мощность (в Вт), необходимую для вращения диска, определяют по формуле (14.17) где υ - окружная скорость вращения диска, м/с; G1 - производительность сушилки по сгущенному продукту, кг/с; Дд - диаметр диска, м.
-46-
где Vp - рабочий объем ванны, м3 . Принимают отношение =3,0÷3,5 и, зная величину V, из формулы (10.1) находят размеры ванны. Расстояние поверхности молока от верха борта ванны (в метрах) (10.3) где V' – объем, не заполненный молоком, м3 ; S - площадь поверхности молока, м2.
Общую площадь сита (прессующей ванны) у творогоизготовителей определяют по формуле , (10.4) где Rc - радиус прессующей ванны, м; Lc - длина прессующей ванны, м. Боковой зазор между ванной для сквашивания и прессующей ванной принимают δб = (13÷17) мм, а торцевой – δт = (8÷12) мм. Очевидно, Rc = R - δδ и Lc = L - 2 δт (10.5)
Общее усилие прессования (в Н) в творогоизготовителе с прессующими ваннами может быть определено по формуле Р = Fc , (10.6) где - коэффициент полезной поверхности прессующей ванны; Руд – удельное давление, Па. Удельное давление на продукт принимается в пределах (8÷10) кПа. Для определения приблизительной величины коэффициента покажем схематически окончание процесса прессования:
Рис.10.1 Схема окончания процесса прессования. -35- Так как около 42÷46% поверхности прессующей ванны практически не участвует в прессовании (заштрихованная часть), то = 0,54÷0,58. Производительность охладителя творога закрытого типа (в кг/с) определяется по формуле (10.7) где n - скорость вращения вытеснительного барабана, с –1; R - внутренний радиус рабочего цилиндра, м ; r - наружный радиус вытеснительного барабана, м; s - шаг шнека, м ; ρ - плотность творога, кг/м3; ζ - κоэффициент объемного перемещения творога ( для одноцилиндрового охладителя ζ = 0,4; для двухцилиндрового - ζ = 0,3 ); Z - число цилиндров. Продолжительность нахождения творога в рабочем цилиндре (в секундах) , ( 10.8 ) где G - количество продукта в цилиндре, кг ; M - производительность охладителя, кг/с. Количество холода (в Вт ), необходимого для охлаждения творога, определяется так ( 10.9 ) где M - производительность, кг/с; Ств - теплоемкость творога, Дж/ ( кг • К ); t1 и t2 - начальная и конечная температуры хладоносителя, оС. При механическом воздействии на творог в процессе его перемещения вдоль цилиндра, выделяется тепло. Расход холода на компенсацию этих тепловыделений трудно определить расчетным путем, поэтому его принимают Q2 ≈ (0,25÷0,35)·Nдв (Nдв - мощность двигателя). Общее количество холода, расходуемого в охладителе творога, Qоб = 1,15 . (Q1 + Q2), ( 10.10 ) где 1,15 - коэффициент, учитывающий потери холода. Расход хладоносителя (в кг/с) определяют по формуле (10.11) где Схл - теплоемкость хладоносителя, Дж/(кг·К); t1хл. и t2 хл.- начальная и конечная температуры хладоносителя, оС; Qоб – расход холода, Вт Поверхность теплопередачи цилиндра ( в м2) рассчитывают по формуле (10.12)
-36- Потери тепла в распылительных сушилках составляют 10÷15%, поэтому действительный расход тепла в сушилке составит (14.6) Расход пара в калорифере ( в кг/с ) определяют по формуле (14.7) где Q - расход теплоты, кВт; in - теплосодержание пара, поступающего в калорифер, кДж/кг; cк - теплоемкость конденсата, кДж/(кг·К); теплоемкость можно принимать равной 4,187 кДж/(кг·К); tк - температура конденсата , 0 С [ принимается на (10 ÷ 15) 0С ниже температуры пара]; η -κоэффициент, учитывающий потери тепла в калорифере (η = 0,90 ÷ 0,97 ) .
Удельный расход пара ( в кг/кг исп. влаги ) (14.8) Основная характеристика распылительных сушильных установок – количество влаги, испаряемой в 1 м3 сушильной камеры за 1 час, т.е. напряжение объема сушилки по влаге А. Упрощенный расчет сушильной камеры распылительной сушилки выполняют на основании экспериментально полученных значений напряжения объема сушилки по влаге А, которое зависит от свойств высушиваемого материала и условий сушки и колеблется в пределах (2 ÷ 25 ) кг/(м3 •ч). В зависимости от начальной температуры сушильного агента t значения А рекомендуется принимать в следующих пределах: А = (4÷8) кг/(м3 •ч). Бόльшие значения соответствуют бόльшим температурам. Приняв величину А, определяют объем сушильной камеры (в м3) , (14.9) где W - количество испаренной влаги, кг/ч; A - напряжение объема сушилки по влаге, кг/(м3 •ч).
Необходимый диаметр сушильной башни определяют, исходя из расхода воздуха L. Сечение сушильной камеры ( в м2 ) (14.10)
-45-
где d 1 и d 3- начальное и конечное влагосодержание воздуха, г/кг.
Теоретический расход тепла в сушильной установке ( в Вт) (14.5) где I1 - теплосодержание воздуха до входа в калорифер, Дж/кг; I3 - теплосодержание воздуха после нагрева в калорифере, Дж/кг.
Для определения влагосодержания и теплосодержания воздуха d и I строят процесс сушки на I , d - диаграмме для влажного воздуха.
Рис. 14.1 Процесс сушки на I, d - диаграмме. На диаграмме (рисунок 14.1) точка 1 находится на пересечении изотермы, соответствующей температуре воздуха в цеху (t1) с кривой, соответствующей относительной влажности этого воздуха ( φ1 ). Из цеха воздух поступает в калорифер. Процесс нагревания воздуха на I,d-диаграмме изображается вертикальной (d =const) прямой. Точка 2 находится на пересечении вертикали, проведенной из точки 1, с изотермой, соответствующей температуре воздуха, поступающего в сушильную башню ( t2 ). После нагрева в калорифере воздух подается в сушильную башню. Теоретический процесс сушки (без учета потерь тепла ) на диаграмме изображается линией 2- 3 . Линия 2 – 3 проходит параллельно линиям постоянного теплосодержания (I = const ). Точка 3 находится на пересечении линии сушки, проведенной из точки 2 , с изотермой, соответствующей температуре воздуха на выходе из сушильной башни (t3) . -44-
где Qоб – в Вт; К - коэффициент теплопередачи, Вт / ( м2 • К ); ∆ tср - среднелогарифмическая разность температур, оС.
Коэффициент теплопередачи принимают в пределах К= 340÷400Вт/(м2•К), а для определения ∆ tср строят температурный график, который в данном случае выглядит так:
Рис. 10.2 График изменения температур
Средний температурный напор:
В данном случае хладоносителем является рассол (раствор Са Сl2) c начальной температурой t1хл = - 10 оС.
-37- ©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.
|