Розрахунок кількості аовтоклавів

Дані для розрахунку:

Консерви „Ікра із кабачків», «Морква гарнірна», продукт фасується у тару ІІІ-82-500 та у ІІІ-68-350

кількість фізичних банок = 35 б/хв. та 52 б/хв;

1) Визначення кількості банок, що вміщується в одній корзині:

Габаритні розміри корзини 804х804х804 мм

Розміри банки ІІІ-82-500: d=78мм h=120мм

Розміри банки ІІІ-68-350: d=77мм h=110мм

N_б=10х10х7=700 шт – банки місткістю 350 мл;

N_б=10х10х6=600 шт – банки місткістю 500 мл.

Час наповнення однієї корзини:

τ₀ = n_б / G, хв.

G – Потужність цеху (кількість банок за хвилину);

При виробництві даних консервів

τ₀ = 700 / 52 = 13,5 хв.

τ₀ = 600/35 = 17,1 хв.

2) Кількість корзин в автоклаві:

m_к = 30 / τ₀

m_к = 30 / 13,5 = 2,2 шт.

m_к = 30/17,1 = 1,7 шт.

Вибираємо автоклав з кількістю сіток = 2, тобто m_к = 2 шт.

3) Кількість банок які одночасно завантажуємо в автоклав:

n_б^′ = n_б * m_к;

n_б^′ = 700х2= 1400 та 600х2=1200 шт.

4) Час повного циклу роботи автоклаву:

∑τ = τ₁ + τ₂ + τ₃ + τ₄ + τ₅, хв.

τ₁ – час завантаження корзини в автоклав (5-10 хвилин для двохкорзиночного автоклава);

τ₂ – час збільшення температури в автоклаві;

τ₃ – час власно стерилізації;

τ₄ – час спуску пари чи охолодження;

τ₅ – час розвантаження корзин з автоклаву (5-10 хвилин для двохкорзиночного автоклава);

∑τ = 5 + 25 + 50 + 25 + 5 = 110 хв.

6) Кількість автоклавів при виробництві даних консервів:

n_а = ≈ 3 автоклави.

7) Інтервал завантаження автоклавів:

∆τ = хв. ∆τ = хв.

 

Розрахунок кількості котлів.

Кількість котлів:

n =

де G – потрібна кількість заливи за годину

Е – ємність котла

τ_ц = τ_{завантаження} – приймаємо 5 хв

τ_{підігріву} – 15 хвилин (розрахункове)

τ_{кип’ятіння} – по інструкції – 10 хв

τ_{розвантаження} – приймаємо 5 хв

Всього 35 хв

Для «Ікри з кабачків» за годину потрібно 405 кг заливи

шт, приймаємо 2 котли

 

n= =1.18 шт, приймаємо 2 котли

 

Δτ_i = =29,48 хв, приймаємо 30 хв.

Для «Моркви гарнірної» за годину потрібно 353 кг заливи

n= =1.03 шт, приймаємо 2 котли

 

Δτ_i = =33,99 хв, приймаємо 34 хв.

 

Таблиця 2.47 - Графік роботи котлів на лініях по виробництву консервів «Огірки консервовані» та «Перець солодкий натуральний»

Процес	Час початку (закінчення) процесу
Ікра з кабачків	Морква гарнірна
Завантаження (поч.)	8^00	8^30	9^00	8^00	8^34	9^08
Завантаження (кін.)	8^05	8^35		8^05	8^3^9
Підігрів (кін.)	8^20	8^50		8^20	8^54
Кип’ятіння (кін.)	8^30	9^00		8^30	9^04
Охолодження (кін.)	8^35	9^05		8^35	9^0^9

Тепловий розрахунок

Вихідні дані для розрахунку

Варочний котел діаметром 900мм, ємністю 200л, продукт – залива,

з густиною 1020 кг/м³. Початкова температура заливи -20°С,кінцева-98°С. Тиск гріючої пари-0,4мПа. t=143°C. Коефіцієнт теплопередачі від пари до продукта- 564 Вт/м²к. Сферична частина аппарата заповнена продуктом на 100%. Котел стальний.

Процес варіння складається з 2 фаз: підігріва і кип’ятіння.

I фаза – підігрів.

1.Витрати тепла на нагрів аппарата.

1.1.Витрати тепла на нагрів внутрішньої частини аппарата:

Q = Gм Cм (tk-tн) кДж, (4.14)

де См- питома теплоємність міді: 0, 394 кДж/кг К;

Gм=2п R² бм rм, (4.15)

де R-радіус котла- 0,45м;

δм- товщина мідної частини- 0,004м,

r_м- густина міді- 8900кг/м³

Gм= 2×3,14×0,45²×0,004×8900=45,2кг

Q₁= 45,2×0,394 (120,5-20)=1172кДж.

 

tк= =120,5°С

1.2.Витрати тепла на нагрів наружної стальної частини.

Q₂=Gст× Сст×(tк-tн), кДж. (4.16)

де Сст -питома теплоємність сталі- 0,48 кДж/кг×К

Маса наружної стальної частини:

Gст=2p × R² × бст × rст (4.17)

де R-радіус парової рубашки- 0,5075м,

δст- товщина стінки сталі – 0, 01м,

rст- густина сталі- 7850кг/м³

Gст= 2 × 3,14 × 0,5075² × 0,01 × 7850=126,9кг

Q₂=1269 × 0,48 ×(143-20)=7492кДж

2.Витрати тепла на підігрів продукта:

Q₃=Gпр × Спр (tк-tн), кДж. (4.18)

де Gпр- маса заливи, яка завантажена у котел;

Спр- питома теплоємність заливи –3,36Дж/кг×град.

Gпр=V×r×f, кг (4.19)

де V-об’єм сферичної частини котла

V=2/3 p R³ (4.20)

r-густина продукта =1020кг/м³

f-коеффіцієнт заповнення сферичної частини котла, f=1

V= × 3,14 × 0,45=0,19 м³

G =0.19*1050*1=200 кг

C_пр=41,90-27.7*0.03=41.89

Q₃=200*41,89(98-20)=653484 кДж

3.Витрати тепла на випарювання вологи с поверхні продукта при підігріві

Q₄=W*r,кДж (4.21)

Де W-кількість випаровуваної вологи,кг;

r- теплота пароутворення при t=59°С r=2359кДж/кг

W=W_c*.×t*F_n, (4.22)

Де W_c- кількість вологи,яка випаровується з поверхні продукта в котлі за секунду

T_ср=98+20/2=59°С

Тоді W_c=0.002 кг/м²,а з урахуванням фактичної поверхні випаровування при діаметрі котла 0.9м – 0.0013 кг/с

Q₄= 0.0013* t*2359 = 3.066t кДж

4.Витрати тепла в навколишнє середовище

Q₅=F_a*L_{0 *}t(t_ct- t_b), (4.23)

Де F_a-площа наружної поверхні котла, м²

F_a= 2 p R² , (4.24)

 

Де R₂ – поверхневий радіус парової рубашки, м

L₀- сумарний коефіцієнт тепловіддачі,кВт/м² град.

t_ct-середня температура стінки t_ст= 143+20/2= 81.5°С

 

F_a=2*3.14*0.5175²= 1.68м²

 

£= (9.3+0.058*81.5)*0.001= 0.01040 кВт/м² град

Q₅= 1.68*0.0140 *t (81.5*-20)= 1.446 t кДж