Процессы и аппараты пищевых производств

    Экономия  первичного пара (и соответственно топлива) может быть достигнута также в однокорпусных выпарных установках с тепловым насосом. В таких установках вторичный пар на выходе из аппарата сжимается с помощью теплового насоса (например, термокомпрессора) до давления, соответствующего температуре первичного пара, после чего он вновь возвращается в аппарат для выпаривания раствора.

    В химической промышленности применяются  в основном непрерывно действующие  выпарные установки. Лишь в производствах  малого масштаба, а также при выпаривании растворов до высоких конечных концентраций иногда используют выпарные аппараты периодического действия. Концентрация раствора в таком аппарате приближается к конечной лишь в конечный период процесса. Поэтому средний коэффициент теплопередачи здесь может быть несколько выше, чем в непрерывно действующем аппарате, где концентрация раствора ближе к конечной в течение всего процесса выпаривания.

    Современные выпарные установки имеют очень  большие поверхности нагрева (иногда превышающие 2000 м2 в каждом корпусе) и являются крупными потребителями тепла.

    Разнообразные конструкции выпарных аппаратов  применяемых в промышленности, можно  классифицировать по:

1) типу  поверхности нагрева:

    a) паровые рубашки;

    b) змеевики;

    c) трубчатки различных видов;

2) расположению в пространстве:

    a) аппараты с горизонтальной нагревательной  камерой;

    b) вертикальной нагревательной камерой;

    c) с наклонной нагревательной камерой;

3) роду  теплоносителя:

    a) водяной пар;

    b) высокотемпературные теплоносители;

    c) электрический ток;

4) характеру  движения кипящей жидкости в  выпарном аппарате:

    а) со свободной циркуляцией;

    b) с направленной естественной  циркуляцией;

    c) с принудительной циркуляцией;

    d) пленочные;

5) организации  процесса:

    a) непрерывно действующие аппараты;

    b) периодически действующие аппараты. 
 
 

РАСЧЕТ ОДНОКОРПУСНОЙ ВЫПАРНОЙ УСТАНОВКИ

    Исходные  данные:

 Количество  продукта, поступающего на выпаривание  G_h = 2,6 кг/с.

Начальная концентрация сухих веществ продукта В_h = 7,0 %.

Конечная  концентрация сухих веществ упаренного продукта В_К = 22 %.

Температура продукта, поступающего в аппарат  t_H= 18 ⁰C.

Давление  греющего пара P_г.п. = 0,6 Па.

Давление  вторичного пара в аппарате P_вт = 2,5 Па.

Температурные потери от гидростатической депрессии  ∆_г.с.= 2 ⁰C.

Температурные потери от гидравлической депрессии ∆_г.= 1,5 ⁰C.

    Расчет:

1.Количество выпаренной воды определяется по формуле:

    

2. Количество упаренного раствора определяется по формуле:

    Gk = Gh – W = 2,6 – 1,768 = 0,832 кг/c

3. Находим давление вторичного пара в конденсате:

    Р_конд = 0,000025 – 0,000006 = 0,000019 МПа = 1,9 Па

4. По  таблицам берем следующие показатели:

    t_гп = 130,23

    t_конд = 36,18

    t_вп = 120,23

Находим общую температуру по формуле:

         ∆t_общ = t_гп  - t_конд = 130,23 – 36,18 = 94,05

5. Определяем полезную разность температур по формуле:

    ∆t = ∆t_общ - ∑∆, где ∑∆ - сумма потерь общей разности температур:

    ∑∆ = ∆t + ∆_г.с +∆_г.= 10 + 1,5 + 2 = 13,5 t ⁰

6. Находим температуру кипения раствора посередине греющих труб по формуле:

    t_k = 120,23 +10 +1,5 = 131,73

    ∆t_k.c. = t_k + ∑∆ = 131,73 +13,5 = 145,23

7. Массовый  расход греющего пара находим  из теплового баланса по формуле:

     , где

    Ck и Сh – удельные теплоемкости соответственно 30%-го и 10 %-го растворов.

    Сk = 4187 – 17,7 30 = 3656 = 3,6 кДж

    Ch = 4187 - 17,7 10 = 4010 = 4,01 кДж

     кг/кг

8. Удельный  расход пара определяем по  формуле:

      кг пара на 1 кг воды

9. Площадь поверхности теплопередачи определяем по формуле:

    

Количество  труб определяется по формуле:

     труб 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 

    Агар  используют в кондитерской промышленности при производстве мармелада, желе, при  получении мясных и рыбных студней, при изготовлении мороженого, где он предотвращает образование кристалликов льда, а также при осветлении соков. Студни, приготовленные на основе агар-агара в отличие от всех других студнеобразователей характеризуются стекловидным изломом.первого сорта: от желтого до темно — желтого.

    Области применения и выбор выпарных аппаратов. Конструкция выпарного аппарата должна удовлетворять ряду общих  требований, к числу которых относятся: высокая производительность и интенсивность  теплопередачи при возможно меньших объемах аппарата и расходе металла на его изготовление, простота устройства, надежность в эксплуатации, легкость очистки поверхности теплообмена, удобство осмотра, ремонта и замены отдельных частей. Вместе с тем выбор конструкции и материала выпарного аппарата определяется в каждом конкретном случае физико-химическими свойствами выпариваемого раствора (вязкость, температурная депрессия, кристаллизуемость, термическая стойкость, химическая агрессивность и др.). Как указывалось, высокие коэффициенты теплопередачи и большие производительности достигаются путем увеличения скорости циркуляции раствора. Однако одновременно возрастает расход энергии на выпаривание и уменьшается полезная разность температур, так как при постоян­ной температуре греющего пара с возрастанием гидравлического сопротивления увеличивается температура кипения раствора. Противоречивое влияние этих факторов должно учитываться при технико-экономическом сравнении аппаратов и выборе оптимальной конструкции.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 

1.  Баранцев  В.И. Сборник задач по процессам  и аппаратам пищевых производств  - М.: Агропромиздат, 1985. – 136 с.
2. Каветский Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств – М., 1991. – 185с.
3. Романов А.А., Строганова Е.К., Зинина И.Е. Справочник по технологическому оборудованию рыбообрабатывающих производств – М.: «Пищевая промышленность», 1979. – 277с.
4. Сафронова Т.М.,  Богданова В.Д.,   Бойцова Т.М.,  Дацун В.М.,  Ким Г.М.,  Слуцкая Т.М.,  Технология комплексной переработки гидробионтов – Владивосток, 2002. – 289 с.
5. Стабников В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.:Агропромиздат, 1985. – 503с.
6. Ткаченко Т.И., Угрюмова С.Д. Курсовое проектирование «Процессы и аппараты пищевых производств» - Владивосток, Дальрыбвтуз, 2007. – 155 с.
7. Чупахин В.Н. Технологическое оборудование рыбообрабатывающих предприятий – М.:Пищевая промышленность, 1968. – 645с.