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.
В первой (водяной) секции тепловой поток, отбираемый артезианской водой от молока, Вт
та = М п ∙С п ( нп − кп ), (9.32)
где Мп – массовая подача молока, кг/с; составляет 875 кг/ч (0,24 кг/с);
Сп – удельная массовая теплоемкость молока, составляет [14] Сп = 3890 Дж/кг∙град;
t нп и t кп – начальная и конечная температура молока соответственно, °С; нп= 90 °С; кп= 40 °С.
Без учета потерь в окружающую среду это же количество теплоты получает хладоноситель. Тогда
та = 0,24 ∙3890(90 −40) = 46680 Вт.
Во второй (ледяной) секции тепловой поток, отбираемый ледяной водой от молока,
тл = М п ∙С п ( нп − кп ), (9.33)
тл = 0,24 ∙3890(40 −5) = 32680 Вт.
Теплообменная поверхность водяной секции
та
в = , (9.34)
∙∆
где – коэффициент теплопередачи через плоскую стенку, Вт/м2 ∙град; рекомендуют [8] = 4,18 МДж/м2 град (1160 Вт/м2 ∙град);
∆ – средняя логарифмическая разность температур, град;
−∆ = (90 −6) −(40 −8) = 84 −32 = 54 °С.
∆ ср = ∆ 2,3 lg ∆ 2,3 2,3 ∙0,42
∆
Тогда
46680
в = = 0,74 м
1160 ∙54
Теплообменная поверхность ледяной секции
тл
л = , (9.35)
∙∆
−∆ = (40 −2) −(5 −2) = 38 −3 = 14 °С.
∆ ср = ∆ 2,3 lg ∆ 2,3 2,3 ∙1,1
∆
Тогда
32680
л = = 2,0 м .
1160 ∙14
в
в = , (9.36)
в
Число пластин в водяной секции
где в – рабочая поверхности теплообменной пластины, м2;
рекомендуют в = л = 0,15 м2 [6].
Тогда
в = 0,74 = 4,9.
0,15
Принимаем в= 5. Число пластин в ледяной секции
л
л = = 2,0 = 13,3.
л 0,15
Принимаем л= 13.
На основании проведенных расчетов принимаем пастеризационно-охладительную установку ОПФ-1-300 (рисунок 9.6), техническая характеристика которой представлена в таблице 9.5.
