Автоклав для стерилизации консервов "зеленый горошек"

     nб = 2*812 =1624 банки

     Продолжительность полного цикла работы автоклава  по формуле: 

     Т=Т1 +Т 2 +Т 3 +Т 4 +Т 5 ; (5) 

  Где Т1 – время загрузки примем за 550 с.

        Т 2 – время повышения температуры и давления принимаем Т 2 =1450 с.

        Т 3 – продолжительность стерилизации принимаем Т 3 =3000 с.

        Т 4 – время уменьшения давления и охлаждения принимаем Т 4 = 1450 с.

        Т 5 – время разгрузки примем Т 5 = 550 с. 

  Т = 550 + 1450 + 3000 + 1450 + 550 = 7000 с =116 мин.

        Определяем  производительность автоклава по формуле :  

     М =  nб/T; (6)

  где nб – количество банок, загружаемых в автоклав ; nб = 1624 банки. 

        Т – полный цикл работы ; Т = 7000 с. 

              М = 1624/7000 = 0.23 банки  в секунду или 14 банок в минуту.

  Уровень стерилизации определяем по формуле : 

              U = (Т1 + Т 2 + Т 3)/ t (7) 

  где  Т 1 – продолжительность нагрева Т 1 = 1450 с.

              Т 2 – продолжительность стерилизации Т 2 = 3000 с.

  

  Т 3 – продолжительность охлаждения ;Т 3=1450 c

  t – температура стерилизации t = 125 ۫ C 

  U =1450 + 3000+1450/125 = 47.2 c/ ۫ C 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Тепловой расчет

Тепло, расходуемое  на нагрев автоклава  

      Q 1 = G1 C1 (tc - t1);        (8) 

где G1 – масса автоклава; G1 =2370 кг.

      C1 – теплоемкость стали из табличных значений; C1 = 0.481 КДж/кг

        t 1 – начальная температура автоклава; t 1= 35  ۫ C

        t c – температура стерилизации; t c = 125; 

        Q1 = 2370 ∙ 0.481 ∙ (125-25) = 102597 кДж 

  Тепло, расходуемое  на нагрев сеток, определим по формуле :  

        Q2 = G2 C2 (tc – t2)         (9) 

где  G2 – масса сеток. Из технической характеристики берем массу одной сетки m = 50 кг.

        t2 - начальная температура сетки; t2  = 25 ۫ C 

              Q2 = 100 ∙ 0.481 ∙ (125-25) = 4810 кДж. (10)

  Тепло расходуемое  на нагрев банок рассчитаем по формуле:

               Q3 = G3 C3 (tc – t3)  (11) 

где  G3 – масса банок (по известным значениям масса одной равна 0.05 кг)

     G3 = 0.05 ∙ 1624 = 81.2 кг

     

     C3 – теплоемкость металла; C3 = 1.24 кДж/(кг ∙К)

     t3 – начальная температура банок; приравниваем её к температуре продукта t3 = 60 ۫ C 

     Q3 = 81.2 ∙ 1.24 ∙ (125-60) = 6334 кДж. 

     Расход  тепла на нагрев продукта в банках определим по формуле: 

           Q4 = G4 C4 (tc – t4)        (12)

где  C4 – теплоемкость продукта C4 = 3.4 кДж/(кг ∙ К)

      G4 – масса продукта в банках, загружаемых в автоклав. В автоклав загружаются 1624 банки и в каждой находится 0.4 кг продукта.  

      G4 = 1624 ∙ 0.4 = 650 кг. 

      tc – температура продукта в конце подогрева tc = 125 ۫ C 

      Q4 = 650 ∙3.4 ∙ (125-60) = 150410 кДж. 

      Расход  тепла на нагрев воды в автоклаве  рассчитаем по формуле :

            Q5 = G5 C5 (tc – t1);  (13)

где  G5 –  масса воды в автоклаве; G5 = 1570 кг.

      C5 = теплоёмкость воды; C5 =  4.18 кДж.

      t1 = температура воды в автоклаве;  t1 = бывает ниже конечной температуры продукта после охлаждения на 5 ۫ C

      t1 = 35 ۫ C

            Q5 = 1570 ∙ 4.18 ∙ (125-35) = 590634 кДж

      Потери  тепла в окружающую среду определяем по формуле  

            Q6= Fa T ao (tct - tв); (14) 

где   Fa – поверхность нагрева автоклава; Fa = 12 м²

            T – продолжительность подогрева; T = 1450 с

            tст – температура поверхности стенки автоклава с учетом изоляции ;

            tст = 40 ۫ C

            ao – суммарный коэффициент теплоотдачи; ao = 11 Вт/(м² К)

            tв – температура воздуха в цехе; tв = 25 ۫ C 

            Q6 = 12 ∙ 1450 ∙ 11(40-25) = 2871 кДж.

      Общий расход пара за цикл работы автоклава рассчитываем по формуле: 

            Q об  = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 (15) 

            Q об = 102597 + 4810+6334 +590634 +150410+ 2871 =857656 кДж

      Расход  пара за время первого этапа работы автоклава рассчитываем по формуле : 

            D1 = Q об / i - iк  (16)

где  i – удельная энтальпия; i = 2627 кДж / кг;

     iк – удельная энтальпия конденсата при стерилизации консервов в воде; iк =502 кДж/кг

     Q об –общий расход тепла

            D1 = 857656/2627-502= 403 кг

     

     

     Интенсивность расхода пара в первый этап работы автоклава : 
 
  Du = D1 / T2 ;         (17)

 где  D1 – расход пара за время первого этапа работы автоклава D1 = 403 кг.

       T2 = 0.416 

       Du =403/0/416 = 969 кг/ ч 
 

       Определим расход пара за второй период работы автоклава .

       Тепло расходуемое только на компенсацию  потерь в окружающую среду: 

       Q’7 = Fа T3 a’о (t’сm - tв)        (18) 

где  Fа –поверхность нагрева автоклава; Fа = 12 м²;

      T3 – продолжительность стерилизации; T3 = 3000 с;

      a’о – суммарный коэффициент теплоотдачи; a’о =12.325 Вт/ (м² К)

      t’сm - температура поверхности стенки автоклава с учетом изоляции  t’сm= 62.5 ۫ C