Расчет стерилизатора периодического действия.

Технологический расчет.

 

Количество банок, вмещающееся в одну сетку определяет­ся по зависимости:

где,

- диаметр внутренней сетки, м; Находится в пределах от 0, 9 до 1, 5 м;

- наружный наибольший диаметр банки, м;

-количество рядов банок, вмещающихся в одну сетку, оп­ределяемых по зависимости:  и в расчет при­нимается ближайшее меньшее целое число;

- высота сетки м. Находится в пределах (0, 5...1, 0) м;

- высота банки, м.

 

Для дальнейших расчетов принимаем количество банок, вме­щающихся в одну сетку ближайшее меньшее целое число.

Общее число банок, загружаемых в стерилизатор на один цикл стерилизации, определяется по зависимости:

где,

- количество сеток, загружаемых в стерилизатор.

 

Время заполнения одной сетки банками зависит от скорости поступления банок на загрузку, т.е. от производительности ли­нии, откуда поступают банки на стерилизацию и определяется по зависимости:

где,

Q - производительность линии, банок/с.

 

Продолжительность полного цикла стерилизации определяет­ся по зависимости:

где,

- время загрузки стерилизатора бан­ками, с;

- время установки сеток в стерилизатор, с;

= (1200...1800) с - время повышения температуры и дав­ления в стерилизаторе;

= (600... 3600) с - продолжительность стерилизации, в за­висимости от габаритов банки и от стерилизуемого продукта;

= (1200... 2400) с - время снижения давления и охлаждения стерилизаторов;

= (600... 900) с - время разгрузки стерилизатора.

 

Производительность стерилизатора определяется по зависи­мости:

Необходимое количество стерилизаторов для обеспечения производительности линии определяется по зависимости:

Принимаем ближайшее большее целое число.

2.5.2.Тепловой расчет.

 

Процесс стерилизации разбит на три периода: период подъема давления и температуры, стерилизации и период охлаждения.

Расход на первый период определяется по зависимости:

где,

- расход тепла на нагрев стерилизатора;

- масса стерилизатора, кг;

= 0, 481 кДж/(кг К) - удельная теплоемкость стали, из ко­торой изготавливается стерилизатор;

- температура стерилизации, в зависимости от продукта, который стерилизуется, °С;

 

 начальная температура стерилизатора. При­нимается на 5° С меньше температуры, до которой охлажда­ется стерилизатор после периода стерилизации;

 

- конечная температура охлаждения стерилизатора после стерилизации, °С.

- расход тепла на нагрев сеток;

- масса всех загружаемых сеток, кг;

= (20...25) °С - температура сеток в начале нагрева (при­нимается равной температуре окружающего воздуха);

 

- расход тепла на нагрев банок;

- масса загружаемых банок;

- масса одной банки, (см. табл. 8);

- удельная теплоемкость материала тары, кДж. Для стек­лянной тары =0, 84 кДж/(кг К), а для жести - начальная температура банок, °С. Приравнивается к тем­пературе разливаемого продукта, которая обычно (50...70) °С;

 

- расход тепла на нагрев продукта;

- масса нагреваемого продукта;

- масса продукта в одной банке, кг;

- удельная теплоемкость продукта в банке, кДж /(кг К)

(определяется по приведенной выше зависимости для смеси продуктов);

- расход тепла на нагрев воды, заливаемой в стерилизатор;

- масса воды, заливаемая в стерили­затор и заполняющая объем между банками;

- полезный объем стерилизатора, м³;

- объем одной банки, м³;

= 1000 кг/м - объемная масса (плотность) воды;

- удельная теплоемкость воды;

- расход тепла на компенсацию потерь тепла в окружающую среду за счет кон­векции и теплоизлучения;

- наружная поверхность стерилизатора, соприкасающаяся с внешней окружающей средой, м²;

- суммарный коэф­фициент теплоотдачи в окружающую среду конвекцией и те­плоизлучением;

- средняя температура стенки (с наружной стороны) сте­рилизатора, °С.

Учитывая слой теплоизоляции, эта температура принимается как половина средней температуры между температурой стери­лизации и стерилизатора после охлаждения:

- температура воздуха в стерилизационном отделении, °С. Обычно (20...25) °С.

 

Расход пара за период нагрева определяется по зависимости:

Обыкновенно применяемый нагреваемый пар имеет сухость порядка х = 0, 95 с давлением р = 0, 4 мПа и для этих парамет­ров удельная энтальпия пара будет иметь значение i = 2627 кДж/кг и удельная энтальпия конденсата i_k = 502 кДж/кг. При применении пара с другими параметрами удельную энтальпию необходимо определить по таблицам или по графику I - S или I - d.

 

Средняя интенсивность подачи пара за этот период определя­ется по зависимости:

Но втором периоде (собственно стерилизации) тепло расходуется только на компенсацию потерь в окружающую среду кон­векцией и теплоизлучением.

 

Расход тепла в этом периоде определяется по зависимости:

где,

- суммарный коэффици­ент теплопередачи во время стерилизации;

- расчетная температура стенки стерилизации, °С. Прини­мается как = 0, 5 .

Расход пара за период стерилизации определяется по зависи­мости:

где,

значения энтальпии пара и конденсата те же что и в период нагрева.

 

Удельный расход пара за период стерилизации определяется по зависимости:

Общий расход пара составит:

 

 

Во время третьего периода производится только расход воды на охлаждение стерилизатора. Расход воды определяется по зави­симости:

где,

 - начальная температура воды, поступающей на охлаждение;

- суммарная масса стерилизатора, сы­рья и воды, заливаемой в стерилизатор;

- приведенная удельнаятеплоемкость суммарной массы;

- расчетная конечная температура стерилизатора, сеток и воды после охлаждения, °С. Принимаем на 5°С ниже конеч­ной температуры стерилизатора.

 

Интенсивность расхода воды определяется по зависимости:

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: