Закрыть

Добро пожаловать!

Введите, пожалуйста, Ваши логин и пароль

Авторизация
Скачать .xls

Меню

Лента новостей

Сантехнические работы
Сантехнические работы Фотогалерея проекта Краткое описание проекта Сантехнические работы <h2>Сантехнические работы фото</h2>  Предлагаем Вашему вниманию услуги

Сантехнический инструмент
Очень хорошо иметь возможность самостоятельно общаться с сантехникой — привести ее в рабочее состояние после засорения слива, заменить ту или иную деталь, провести профилактические работы по очистке

Герметик для ванной: какой лучше, как выбрать, пользоваться
При проведении ремонта в ванной комнате возникает необходимость в использовании герметизирующих составов. Надо предотвратить попадание воды в зазор между ванной (душевой кабиной) и стеной, между раковиной

52 незаменимых инструмента сантехника
В нашей сантехнической среде ходит много слухов о том, какой должен быть инструмент у сантехника. В этой статье я постараюсь развеять слухи и поделиться именно своим опытом по приобретению и использованию

Виды водопроводных труб и фитингов
Медные водопроводные трубы и фитинги Организация любого водопровода, в том числе и в частном доме, начинается с выбора подходящих водопроводных труб. Затем осуществляются работы с фитингами, склеивание

Инструменты для сантехнических работ
Инструменты для сантехнических работ Для установки навесных элементов сантехники — раковин и моек, —- а также для многих других работ (крепление опор трубопроводов и т. п.) понадобится электродрель

Виды и свойства герметиков. Какой герметик лучше выбрать?
Силиконовый герметик Практически во всех видах строительных работ наступает такой этап, когда возникшие стыки между конструкциями необходимо герметизировать, придать им окончательный завершенный вид,

ИНСТРУМЕНТЫ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Инструменты и приспособления для мелкого текущего ремонта Инструменты для монтажа трубопроводной сети Уплотнительные материалы ИНСТРУМЕНТЫ И УПЛОТНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Инструменты и приспособления

Арматура для старого унитаза
Механизм сливного бачка унитаза старого образца Чтобы устранить любую проблему, возникшую в работе унитаза старого образца, достаточно знать, как устроен сливной бачок и хитрости его починки. Особенности

Как спрятать трубы в туалете простыми способами?
Как спрятать трубы в туалете, которые смотрятся абсолютно не эстетично, портя весь облик туалетной комнаты? Как известно, в туалете проходит общий канализационный стояк , трубы горячего, холодного водоснабжения

Гранит

Откуда Вы узнали про нашу компанию?
 
Печать

Материальный и тепловой балансы выпаривания молока

Опубликовано: 05.09.2018

Отправными характеристиками процесса выпаривания являются показатели материального и теплового балансов однокорпусного аппарата с дополнениями их для многокорпусных аппаратов соответственно числу корпусов.

Масса общей смеси, предназначенная для выпаривания, может состоять только из молочной смеси (при выработке сгущенных стерилизованных продуктов), из молочно-сахарной смеси (при выработке сгущенных молочных консервов с сахаром), из молочно-сахарной смеси с добавками (при выработке сгущенных молочных консервов с сахаром и добавками - кофе, какао и т. д.).

В первом варианте начальная смесь на выпаривание представляет собой молочную смесь. Концентрация смеси, направляемой на выпаривание, соответственно равна концентрации молочной смеси. Во всех остальных вариантах начальная смесь состоит из суммы масс составляющих ее компонентов

Концентрация начальной смеси (в %) зависит от общей массы компонентов и их массовых долей.

Конечная концентрация выпариваемой смеси (в %) задается.

При выпаривании в многокорпусных вакуум-выпарных аппаратах необходимо учитывать, что масса сухих веществ выпариваемой смеси постоянна, и знать по заданию или расчету массу влаги, которую необходимо выпаривать в каждом корпусе.

Концентрации выпариваемых смесей на выходе из каждого корпуса многокорпусного аппарата необходимо знать для того, чтобы контролировать производительность корпусов по испаряемой влаге.

Для однокорпусных аппаратов тепловой баланс выпаривания составляют в соответствии с материальным, для многокорпусных аппаратов решение этой задачи усложняется из-за необходимости введения поправок, зависящих от тепловых потерь. Предварительно в общем виде устанавливают статьи прихода и расхода теплоты при выпаривании.

Потери теплоты в окружающую среду составляют 1,5-5% общего расхода теплоты на выпаривание. Они зависят от числа корпусов, габаритных размеров и температур поверхностей аппарата, контактирующих с внешней средой. Чем выше эти показатели, тем больше потери тепла.

Удельные расходы теплоты и пара при однокорпусном выпаривании определяют по соответствующим уравнениям.

Qy = Q/W; Dy = Drp/W.

По этим показателям можно судить об эффективности использования теплоты и пара в вакуум-выпарном аппарате.

В многокорпусных вакуум-выпарных аппаратах расход теплоты и греющего пара определяют для каждого корпуса отдельно, как и их производительность по испаренной влаге. Острый пар расходуется только на выпаривание в первом корпусе, остальные корпуса обогреваются вторичными парами, поступающими из предыдущих корпусов.

Производительность многокорпусного вакуум-выпарного аппарата по испаренной влаге W0 (в кг) определяют как сумму массы влаги, выпариваемой всеми корпусами,

W0 = W1+W2 + Wa+ . . . + Wn,

а удельный расход острого пара Dy вычисляют по уравнению

Dy = D0/W0,

где D0 - расход острого пара, кг.

По расчетам, подтвержденным опытами, удельный расход греющего пара в однокорпусном аппарате составляет Dy = 1,04 кг • кг-1. Обычно в технических расчетах эту величину округляют до 1 кг • кг-1.

В молочной промышленности для более эффективного использования теплоты вторичного пара применяют вакуум-выпарные аппараты с тепловыми насосами. Тепловые насосы сжимают отобранный в одном из корпусов вторичный пар, повышая его давление и температуру до размеров, при которых он может быть применен как греющий пар в любом корпусе. Вторичный пар отбирается с помощью теплового насоса частично или полностью. Для частичного отбора и сжатия вторичного пара в вакуум-выпарных аппаратах при выпаривании молочных смесей применяют пароструйные тепловые насосы - инжекторы (эжекторы).

Работу сжатия вторичного пара производит острый пар, поступающий из котельной. Отношение массы вторичного пара, засасываемого насосом, к массе острого называют коэффициентом инжекции (всасывания), который является одним из показателей эффективности использования вторичного пара.

Общее количество смешанного пара, выходящее из теплового насоса с давлением греющего пара, равно суммарному количеству острого и вторичного эжектируемого пара (в кг).

Для полного отбора вторичного пара из пароотделителя и механического сжатия его применяют компрессоры. Выбор оборудования для механического сжатия пара зависит от температуры, которую он должен иметь после сжатия.

Установлено, что оптимальный температурный перепад, обеспечивающий максимальную теплоотдачу со стороны кипящей жидкости, равен 25 °С. Производственные вакуум-выпарные аппараты молочной промышленности работают с температурными перепадами в пределах от 6 до 25 °С.

Как видно, при выпаривании растворов большое значение имеет температура их кипения. Она влияет на температурный перепад, удельную тепловую нагрузку и физико-химические свойства кипящего раствора.

Температура кипения чистого растворителя у свободной поверхности измеряется по температуре вторичного пара. По мере заглубления зоны кипения по вертикальному контуру относительно свободной поверхности и увеличения концентрации раствора температура его кипения растет.

Если выпаривание раствора происходит в циркуляционных вакуум-выпарных аппаратах, то в повышении температуры его кипения принимают участие все температурные депрессии. При производстве сгущенных молочных консервов, когда высота циркуляционно-нагревательных трубок аппарата 1,5-2 м и общая конечная концентрация сгущаемой смеси 28-75 %, сумма температурных депрессий составляет 5-10 °С и более. Температура вторичного пара, находящегося в испарителе, соответственно оказывается на 5-10 °С ниже температуры кипения сгущаемой смеси.

Зная температурный перепад любого корпуса, который устанавливается в зависимости от температуры кипения раствора, гидростатической и гидравлической депрессии и депрессии от концентрации его, можно рассчитать и удельную тепловую нагрузку.

Выпариваемые растворы, движущиеся и нагреваемые в вертикальных циркуляционно-нагревательных трубках до температуры кипения, согласно удельным тепловым нагрузкам образуют три зоны по высоте трубки: жидкостную, парожидкостную и кипения в пленке. Схема пузырькового кипения молочных смесей показана на рис. 28.

Рис. 28. Схемы пузырькового кипения молочных смесей (по визуальному наблюдению): а - начало кипения: б - развитое пузырьковое кипение; в - пузырьковое кипение с образованием паровой воронки и пристенной пленки из кипящей жидкости; г, д - разновидности кипения с образованием пузырей, имеющих диаметры, близкие к диаметру трубки, - «поршневое» кипение.

В каждой зоне складываются условия для теплоотдачи, зависящие от теплофизических показателей находящегося в ней раствора, объемной доли пара в нем, скорости циркуляции, удельной тепловой нагрузки, температурного перепада, глубины залегания зоны кипения и др. Каждая зона имеет свой коэффициент теплоотдачи. Уравнения для определения коэффициента теплоотдачи сложны. Поэтому рекомендуется несколько способов для определения зональных коэффициентов теплоотдачи и общего по всей высоте трубки.

Циркуляционные вакуум-выпарные аппараты работают, как правило, при трех зонах нагревания, размеры зон по высоте трубок изменяются.

Если раствор на нагревание подается с температурой, меньшей, чем температура кипящего раствора, то интенсивность парообразования уменьшается, потому что часть теплоты, подведенной через поверхность теплообмена, расходуется на нагревание раствора до температуры кипения.

Появление в верхней циркуляционной камере значительных количеств вторичного пара, образующегося за счет теплоты перегрева, - явление нежелательное, потому что ведет к увеличению давления во всем циркуляционном контуре. Это в свою очередь обусловливает повышение температуры кипения раствора и увеличение уноса вторичным паром капелек продукта из испарителя - «брызгоунос».

При использовании вторичного пара, содержащего капельки раствора, для нагревания загрязняются поверхности теплообмена, понижается коэффициент теплопередачи, а, кроме этого, неравномерная подача раствора на выпаривание затрудняет управление им и снижает его теплотехнические показатели.

Для выпаривания молочных жидкостей кипение с образованием паровой пленки не рекомендуется, потому что с ухудшением теплопередачи увеличивается продолжительность выпаривания при повышенной температуре. Это ухудшает теплотехнические и технологические показатели процесса.

Производительность вакуум-выпарного аппарата в каждом варианте выпаривания изменялась пропорционально изменению общего коэффициента теплопередачи между теплоносителями.

Тепловые пароструйные насосы предназначены для смешивания вторичного пара с острым и сжатия паровой смеси. Температура смешанного (эжектированного) пара должна быть поднята до уровня, обеспечивающего теплообмен при заданном температурном перепаде. Получение греющего пара с заданной температурой зависит от тепловых показателей смешиваемых паров и коэффициента инжекции и, характеризующего условия сжатия.

Коэффициент инжекции показывает эффективность использования вторичного пара, которая имеет большое значение в общем тепловом балансе предприятия. Поэтому промышленность заинтересована в быстрых способах его определения. В литературе указано несколько способов определения коэффициента инжекции графическим путем как величины, зависящей только от давления острого и вторичного пара.

Независимо от конструктивных форм вакуум-выпарных аппаратов и способов использования ими вторичных паров основным и решающим для теплотехнических расчетов является тепловой режим работы первого корпуса, аналогичный работе однокорпусного выпарного аппарата

В производственных условиях расход острого пара определяется паромером, а расход греющего пара - по массе конденсата, покидающего калоризатор первого корпуса.

По литературным данным и наблюдениям, вакуум-выпарные аппараты молочной промышленности работают с коэффициентами инжекции от 0,5 до 2. Установлено, что однокорпусные вакуум-выпарные аппараты, обычно циркуляционные, периодического действия

rss