|
1. 3адача.
Выполнить технико-экономический расчет концентрирования томат-пасты в однокорпусной и двухкорпусной выпарных установках.
Выполнить блок-схему однокорпусной установки.
найти в обоих вариантах капитальные издержки, расходы на амортизацию, сервис, цена греющего пара.
Рассчитываем однокорпусной выпарной аппарат (Приложение Неестест-венной циркуляцией.
Расход выпаренной воды
W=Gн (1 - хн/хк), кг/ч
W=1400 (1 - 7/32)=1093,75 кг/ч
где хн -начальная концентрация, % масс;
хк - начальная концентрация, % масс.
Расход упаренного раствора
Gк= Gн - W, кг/ч
Gк= 1400- 1093,75= 306,25 кг/ч
общественная разность температур
Дt общ=t гр-t конд
Дt общ=142,9 - 49 = 93,9 ?С
Температуры греющего пара при Ргр и вторичного пара при Рконд МПа находим по таблице насыщенного водяного пара.
нужная разность температур:
Дt n=t общ- УД
Дt n=93,9 - 18,3 = 75,6?С
Температурную депрессию Дt принимаем равной 4,5°С;
гидростатическую Дгс = 10-12° С;
Дг = 1,8° С.
Расход пара определяем по упрощенной формуле
Q=W*r, к Дж/час;
Q=1093,75*2382 = 2605312,5 к Дж/час
D=1,1 W * r / (i" - i '), кг/час;
D=1,1 *1093,75 * 2382 / (2744000 - 601100)= 1,3374 кг/час
где r- теплота парообразования при Рконд
i" и i' - энтальпии греющего пара и конденсата при Ргр находим по таблице насыщенного водяного пара.
Определяем удельный расход греющего пара
d= кг пара / кг вып. Воды
d= 0,917
Коэффициент теплопередачи принимаем
К= 800 - 1000 Вт/м2 град
Площадь поверхности теплопередачи выпарного аппарата
F=Q*103/ (К* Дt n *3600), м2
F=2605312,5*103/ (800* 75,6 *3600)= 13 м2
Количество труб в аппарате
n= F/р*d*l
n= 13/3,14*(0,0057+0,0035)*3,5=60
d и l - диаметр и длина труб
Принимаем d= 5,7*3,5 мм, l = 3,5 м
Диаметр греющей камеры
Dk=(1,3/1,5)*(в-1)t+4dвп
Dk=(1,3/1,5)*(5,3-1)0,048+4*0,917 = 3,8
t-шаг разбивки труб, t=0,048 м
в=0,578 v 4n - 1
в=0,578 v 4*21 - 1 = 5,3
Принять диаметр сепаратора выпарного аппарата
Dc=1,5Dk
Dc=1,5*3,8= 5,7
Высота сепаратора
Hc =(1/1,25) Dc
Hc =(1/1,25) 5,7 = 4,6
S1=M*Sc
S1=469,4*20000=938800
Плотность стали с=7850 кг/м3.
Толщину стены греющих труб - 3,5мм .
Амортизационные издержки S2 = 168984 руб.
Рассчитываем цена греющего пара S3 =D*Sп
S3 =1,3374 *8000=10699,2 руб.
общественная цена Sобщ = S1+ S2+ S3
Sобщ = 938800+ 168984+ 10699,2=1.118.483,2 руб.
общественная поверхность теплопередачи в двухкорпусной выпарной установке
F2=2*F1
F2 =26 м2
Удельный расход греющего пара в 2-х корпусной выпарной установке
d= 0,55 (кг пара/кг воды)
d= 0,55 *0,917 = 0,504
Расход греющего пара D=1,1 W1 * r / (i" - i ')
D= 0,6687 кг/час
где W1 - количество выпаренной воды аква корпусе.
S1 = 938,9*20000=18777200 руб
S2 = 337968 руб
S3 =0,6687 *8000=5349,6 руб.
Sобщ = 18777200 +337968 +5349,6 =1912051 руб.
Подсчитываем капитальные издержки, амортизационные расходы, цена греющего пара. Определяем общую цена Sобщ .
2. задачка.
Выполнить расчет производственных рецептур и оборудования для выпечки формового ржано-пшеничного хлеба массой Мх=1,7. дневная производительность Рс кг/день. Выход хлеба составляет 150кг из 100кг муки. Выполнить схему боксовой печи по своим расчетам.
Рецептура на 100кг: мука ржаная 60кг
соль 1,4
дрожжи 0,5 кг
лактобактерии 4г
дневная производительность Рс = 2000кг
1. Часовая производительность, кг/ч
Рч= Рс/24
Рч= 2000/24=83
2. Расход муки, кг/ч: Мч=(100? Рч)/Вхл
Мч=(100? 83)/150=55
3. Потребность в ржаной муке, если выпекают с валкой муки 60%, кг/ч
Мржч =(Мч?Р)/100, где Р - количество муки по рецептуре, кг
Мржч =(55?60)/100=33
4. Потребность в муке 1-го сорта, кг/ч
М1х=Рч-Мржх
М1х=83-33=50
5.Количество муки на закваску, кг/ч. Принимаем количество закваски 30%
Мз=(Мч?30)/100
Мз=(55?30)/100=16,5
6. Выход закваски, кг/ч
Gз= Мз?(100-щм)/(100- щз)
Gз= 16,5?56,8/85,5=11
где щм - влажность муки; щз - влажность закваски
щм=43,2% ; щз=14,5%
7. размер емкости для брожения закваски, нужной для замеса теста на часовую выработку, л
Vоб=(Gз?фб.З?К?103)/сз
Vоб=(11?1,1?2,5?103)/800=37,8
где К-коэффициент размера, К=2,5
фб.З- длительность брожения, фб.З=1,1ч;
сз- плотность закваски после брожения, сз=800 кг/м3
8. размер емкости для приготовления закваски с учетом её возобновления, л
Vоб.О= Vоб?2
Vоб.О= 37,8?2=75,6
9. размер емкости для брожения теста, л
Vт=(Мч?103?фб?К)/сф
Vт=(55?103?1?1)/400=137,5
где сф- плотность полуфабрикатов, сф=400кг/м;
К- коэффициент, учитывающий изменение размера, примем К=1;
фб- длительность брожение, фб-1ч.
10. Геометрическая емкость тестомесильной машины, л
Vт.М.=(Мзам?1000)/сф
Мзам=(Мч? фв)/60, кг
Vт.М.=(64?1000)/400=160
Мзам=(55? 70)/60=64
где фв- длительность выпечки, фв=70 мин.
11. Расчет емкости и размеров пекарной камеры. Размеры формы для выпечки хлеба: высота - 120мм, ширина - 250 мм, длина 278 мм. Зазор меж формами примем 30мм.
Расчетное количество заготовок, загружаемых сразу в печь
nз= (Рс? фв)/(24?60?Мх), шт.
nз= (2000? 70)/(24?60?1,7)=57
В пекарную камеру укладываются в глубину 3 заготовки, а по длине n3 ґ . Итого 3nґ3 заготовки в одной секции пекарной камеры. Примем три пекарных камеры в печи. Тогда в печь сразу загружается:
nз= 9nґз ; nґз = nз/9, шт.
nґз = 57/9=6
Масса хлеба составит
М=Мх?nз, кг
М=1,7?57=97
Глубина пекарной камеры с учетом зазоров меж формами и стенами составит b=278?3+4?30=954 мм, где 30 мм - это зазор меж формами.
Принимаем глубину пекарной камеры b=1000мм.
Длина пекарной камеры L=250nґз+30(nґз+1), мм.
L=250?6+30(6+1)=1710
Рабочий размер пекарной камеры печи в данном случае
Vp=0,28?3?L?1, м3
Vp=0,28?3?1,7?1=1,4
Высота пекарной камеры 0,28м.
Пересчитываем производительность печи:
Рс=М?24?60/70, кг/сут
Рс=97?24?60/70=1995
b
L
3. Дать описание и выполнить блок-схему производства по следующим видам продукции.
разработка сахара.
создание сахара-песка на свеклосахарных заводах осуществляется по типовым технологическим схемам. Типовые технологические схемы разрабатываются на базе современных достижений науки и техники при условии получения вырабатываемого продукта высокого свойства. Для выполнения отдельных операций в технологической схеме применяется типовое технологическое оборудование.
Основное сырье для сахара - сахарная свекла. Состав её сложен и зависит от погодных условий, от сорта.
создание сахара состоит из следующих технологических стадий:
1. Очистка корнеплодов от примесей
2. Измельчение сахарной свеклы в стружку
3. Получение диффузионного сока способом экстракции сахарозы горячей водой
4. Очистка диффузионного сока известью и углекислым газом
5. Сгущение сока методом выпаривания
6. Кристаллизация сахарозы из полученного методом выпаривания сиропа
7. Отделение кристаллов сахарозы от межкристальной воды
8. Сушка кристаллов
9. Брикетирование
10. Отправка на склад готовой продукции
Корнеплоды кондиционной сахарной свеклы обязаны соответствовать следующим требованиям:
цветушные корнеплоды: не более 1%
подвяленные корнеплоды: не более 5%
корнеплоды с сильными механическими повреждениями: не более 12%
зеленоватая масса, не более 3%
содержание мумифицированных, подмороженных, загнивших корнеплодов не допускается.
Партии свеклы осматриваются, делятся по категориям, взвешиваются совместно с транспортом. Проводится определение общей загрязненности, а потом - сахаристости.
Первая стадия переработки сахарной свеклы включает в себя мойку свеклы. Количество прилипших к свекле загрязнений составляет при ручной уборке 1-3% от массы свеклы и при поточной механизированной уборке комбайном 10-12%. Микроорганизмы заносятся с почвой, оставшейся на корнях свеклы. Следовательно, свеклу нужно отмыть от прилипшей к ней земли, во-первых, для предохранения ножей в резке от их притупления и, во-вторых, для предупреждения загрязнения диффузионного сока.
Свекла частично отмывается от приставших к ней примесей в гидравлическом транспортере и свеклоподъемных устройствах. Для конечной очистки свеклы от загрязнений и дополнительного отделения тяжелых и легких примесей используются свекломойки.
Очищенную свеклу подают на резку.
Для учета количества свеклы, поступающей на переработку в свеклосахарный завод, она взвешивается. Взвешивание свеклы делается на автоматических порционных весах.
Для извлечения сахара из свеклы диффузионным методом свекле
нужно придать вид стружки. Процесс получения стружки из
свекловичного корня осуществляется на свеклорезках при помощи диффузионных ножей, установленных в особых рамках.
Производительность диффузионной установки и содержание сахара в обессахаренной стружке в совсем большой степени зависит от
свойства стружки. Толщина обычной стружки составляет 0,5-1 мм. Поверхность её обязана быть гладкой без трещин. Очень узкая стружка нежелательна, так как она деформируется, сбивается в комки и ухудшает циркуляцию сока в диффузионных установках. Качество свекловичной стружки принято определять длиной её в метрах в навеске массой 100 г. Хорошим показателем свойства стружки может являться температура и давление на слой.
Для получения качественной свекловичной стружки на центробежных свеклорезках нужно, чтоб свекла в процессе изрезывания с достаточным усилием прижималась к поверхности ножей и внутренней поверхности барабана. Для центробежных свеклорезок с диаметром барабана 1200 мм при скорости резания 8,2 м/с давление на
внутреннюю поверхность барабана около 40 кПа.
На центробежных свеклорезках при обычных условиях эксплуатации получают стружку наилучшего свойства, при этом расходуется
наименьшее количество ножей на изрезывание 100 т свеклы по сравнению с другими конструкциями свеклорезок. Производительность свеклорезок можно регулировать конфигурацией частоты вращения ротора либо количеством работающих ножей. При переработке волокнистой свеклы диффузионные ножи частенько забиваются волокнами и получить стружку хорошего свойства нереально. Для очистки ножей применяется продувка их паром либо сжатым воздухом с лишним давлением 0,7 МПа. После того, как свекла была изрезана в стружку, стружка по ленточному транспортеру направляется к диффузионному аппарату, предварительно создают взвешивание стружки ленточными весами.
Полученную стружку направляют на барабанный шнековый экстрактор. С одной стороны барабанного шнекового экстрактора подают стружку, с другой - горячую воду. Стружка движется навстречу экстрагенту. Вся сахароза переходит в горячую воду. С одной стороны выходит стружка, с другой - диффузионный сок. Диффузией именуется извлечение из сложного по своему составу вещества, с помощью растворителя.
В итоге экстракции экстрагируется до 2,5% несахаров, которые препятствуют дальнейшему получению сахара из диффузионного сока. Диффузионный сок тёмного цвета подвергается очистке - дефекации, сатурации, сульфитации. Поначалу к соку, нагретому до 88 ?С, добавляется известковое молоко. Под действием извести происходит коагуляция белков и окрашенных веществ, а также осаждение образовавшихся нерастворимых солей кальция щавелевой, фосфорной и остальных кислот. При последующей обработке этого сока углекислым газом CO2 (1-я сатурация) лишная известь, не вступившая в реакцию с несахарами сока, преобразуется в нерастворимый мелкий кристаллический осадок СаСО3, на поверхности которого адсорбируются некие, в особенности окрашенные, несахара. После подогрева до 90?С сока 1-й сатурации осадок отфильтровывают, фильтрат для удаления из него остатков кальциевых солей подогревают до 102? С, повторно обрабатывают небольшим количеством извести (0,25% CaO) и углекислым газом (2-я сатурация). Выпавший осадок CaCO3 отфильтровывают, после чего сок обесцвечивают сернистым газом SO2 (сульфитация). Осадок, содержащий углекислый кальций и осажденные несахара, употребляется в качестве удобрения. В итоге очистки удаляется 35-40% несахаров, находившихся в соке. Очищенный сок имеет светло-жёлтый цвет и содержит около 14% сухих веществ, в том числе 13% сахаров.
По значению выполняемых функций, трудности и стоимости в тепловой схеме центральное место занимает выпарная установка, которая состоит из отдельных аппаратов. Сок 2-ой сатурации обязан быть сгущен до сиропа с содержанием сухих веществ до 65-70% при начальном значении данной величины 14-16%. Выпарная установка дозволяет расходовать на сгущение сока 40-50% пара к массе всего сока за счет многократного использования парового тепла. Сок поступает в I корпус, а потом проходит все корпуса установки последовательно и из концентратора удаляется сироп.
Число ступеней выпарной установки выбирается на основании технико-экономического расчета, в котором учитывается: капитальные издержки, эксплуатационные расходы. Увеличение числа ступеней выпарной установки приводит, с одной стороны, к уменьшению расхода греющего пара, что влечет за собой уменьшение эксплуатационных расходов, с другой стороны, к увеличению суммарной поверхности нагрева выпарных аппаратов, что приводит к увеличению капитальных издержек.
Кристаллизация сахара - завершающий этап в его производстве. Тут выделяют фактически чистую сахарозу из многокомпонентной смеси, которой является сироп. После выпаривания часть сахароза переходит в кристаллическую форму. Выходит смесь сахарозы, кристаллов и межкристальной воды. В сокоочистительном отделении из диффузионного сока удаляется около 1/3 несахаров, другие несахара совместно с сахарозой поступают в продуктовое отделение, где крупная часть сахарозы выкристаллизовывается в виде сахара-песка, а несахара остаются в
межкристальном растворе. Для ускорения процесса кристаллизации делают затравку: добавляют сахарную пудру в вакуумный аппарат. Получаются кристаллы одинаковой формы.
Отделение межкристальной воды происходит на центрифугах. После центрифугирования сахар имеет порядка 3-4% влажности. Его подают на барабанные сушилки. Целью сушки является удаление поверхностной воды и обеспечение долгого хранения кристаллического сахара. На выходе из сушилки сахар имеет влажность не более 0,1%.
есть два метода хранения: тарный (в мешках 50 кг, влажность до 0.14% и температура до 25,5?С) и бестарный (в силосах
емкостью 10000-20000 т, влажностью не более 0,04% и температурой до 22,5?С).
Список используемой литературы.
1. общественная пищевая разработка (под ред. Ковальской) - М.: Колосс, 1999
2. Кавецкий Г.Д., Васильев Б. В. Процессы и аппараты пищевой технологии.- М.: Колосс, 1997-1999
|
