Проектирование и расчеты поточных технологических линий животноводческих ферм и комплексов

Расчет пастеризатора молока

Количество теплоты, передаваемой молоку в процессе пастеризации,

п = пл ∙С п ( к − н ), (9.26)

где пл^{– производительность (подача) линии первичной обра-} ботки молока, составляет пл^{= 875 кг/ч, (0,24 кг/с);} Сп – удельная массовая теплоемкость молока составляет [14] Сп = 3890Дж/(кг∙°С);

к^{– конечная температура продукта, °С; составляет [6]} к^{= 90°С;} н^{– начальная температура продукта, °С; принимаем} н^{= 37 °С.}

Тогда

п = 0,24 ∙3890(90 −37) = 49480 Вт.

Расход пара на пастеризацию молока

п
Пп = , (9.27)
п − к п

где п – энтальпия (теплосодержание) пара, Дж/кг; находится по
hs-диаграмме, рекомендуют [14] п = 2680 кДж/кг;
к – энтальпия конденсата, Дж/кг; рекомендуют [14]
к = 335–350 кДж/кг;
п – тепловой КПД пастеризатора, рекомендуют [8]
п = 0,85–0,90.

Тогда

49480
Пп = = 0,023 кг/с.
(2680 −350) ∙0,90 ∙10

Площадь поверхности пастеризатора

=
, (9.28)
∙∆

где К – общий коэффициент теплопередачи, Вт/м² ∙град; рекомендуют [8] К = 4,18 МДж/м²  град, (1160 Вт/м² ∙град);

• tср – средняя логарифмическая разность температур (средний градиент температур между теплообменными средами), град;

−∆
∆ ср = ∆ , (9.29)
2,3l g ∆ ∆

где ∆ – разность температур нагревающей (вода) и нагреваемой (молоко) среды в начале процесса, град; ∆ = 95 – 37 = 58 °C; ∆ – разность температур нагревающей и нагреваемой среды в конце процесса, град. ∆ = 95 – 90 = 5 °C.

Тогда

53
=
∆ ср = 58 −5 = 22 град.
2,3 ∙1,06
2,3

Подставив полученное значение ∆tср в выражение (9.28), получим

49480
=
= 1,94 м .
1160 ∙22

Количество пластин в пастеризаторе

=
, (9.30)

где f – площадь поверхности одной пластины, м² ; рекомендуют f = 0,15 м² [6].

Тогда

= 1,94 = 12,9.
0,15

Принимаем количество пластин, равное 13.

Расчет регенератора теплоты

Процесс возвращения теплоты от нагретого продукта к холодному называется регенерацией. Отношение возвращенного

количества теплоты к общему, затраченному на пастеризацию продукта, называется коэффициентом регенерации.

Поверхность теплообмена регенератора

∙
= пл ∙Сп
, (9.31)
К 1 −

где  – коэффициент регенерации теплоты, принимают  = 0,6–0,8;

Тогда

= 0,7 ∙0,24 ∙3890 = 1,9 м .
1160(1 −0,7)

Минимальное количество пластин в регенераторе

=
, (9.32)

где – площадь поверхности одной пластины, м² ; рекомендуют = 0,15 м² [6].

Тогда

= 1,9 = 12,6.
0,15

Принимаем количество пластин в регенераторе, равное 13. С учетом регенерации теплоты расход пара на пастеризацию молока составит

Пп = 0,023(1 −0,7) = 0,007 кг/с.

При этом часовой расход пара Пп = 24,6 кг/ч.

Расчет секций охлаждения молока

В принятой охладительно-пастеризационной установке для охлаждения молока установлены две секции. В одной из них используют артезианскую воду, а в другой – ледяную воду (охлажденную в холодильной машине).

В этой связи расчет включает последовательное определение параметров указанных секций.