श्रेणी
मिठाई व्यवसायासाठी

साखर सिरप आणि कारमेल द्रव्यमान तयार करण्यासाठी उष्मा एक्सचेंजर आणि स्टेशनची गणना करण्याची मूलतत्वे

 उष्णता अभियांत्रिकी गणनेची मूलतत्त्वे

उष्मा वाहक (स्टीम) आणि उष्मा एक्सचेंजरच्या गरम पृष्ठभागाचा प्रवाह दर निर्धारित करताना, उष्णता शिल्लक आणि उष्णता हस्तांतरणाची गणना केलेली समीकरणे सहसा संकलित केली जातात.

सर्वसाधारणपणे उष्णतेचे नुकसान लक्षात घेऊन गरम करणे, उत्पादनाचे विरघळणे आणि ओलावा वाष्पीकरण करण्यासाठी खर्च करण्यात आलेल्या उष्णतेची एकूण रक्कम सूत्राद्वारे (ज्यात) व्यक्त केली जाते

image001

 (1-9)

जिथे q1, प्र2, प्र3 - उत्पादनाचे घटक भाग गरम करणे, विरघळवणे आणि बाष्पीभवन करण्यासाठी खर्च केलेल्या उपयुक्त उष्माच्या वापरावर संबंधित लेख;

Qп - रेडिएशन आणि संवहन द्वारा वातावरणात उपकरणाच्या बाह्य पृष्ठभागामुळे उष्णता नष्ट होणे, जे.

सतत उपकरणांची गणना करताना, सर्व वस्तूंसाठी उष्णतेच्या वापराची गणना डब्ल्यू (जे / एस) किंवा जे / एच मध्ये केली जाते.

प्रक्रिया केलेल्या उत्पादनातील प्रत्येक घटक गरम करण्यासाठी उष्णता वापर सूत्राद्वारे निर्धारित केला जातो (J मध्ये)

image003   (1-10)

जिथे तापलेल्या उत्पादनाच्या संबंधित घटकाची संख्या किलो आहे;

एस - घटकाची विशिष्ट उष्णता, जे / (किलो * के);

tk आणि टीн- घटकाचे अंतिम आणि प्रारंभिक तापमान, ° से.

बहुतेक उत्पादनांची उष्णता क्षमता तपमानावर अवलंबून असते. उदाहरणार्थ उदाहरणार्थ:

साखरेची विशिष्ट उष्णता क्षमता सी = 1000 + 7,25 टन जे / (किलो * के) (1.11)

गुळाची विशिष्ट उष्णता क्षमता सी = 1714 + 5,76 टी जे / (किलो * के). (1.12)

साखर सिरप आणि कारमेल द्रव्यमानासह साखर समाधानाची उष्णता क्षमता तापमान आणि एकाग्रतेवर अवलंबून असते. व्ही.व्ही. यानोव्स्की [जे / (किलो • के मध्ये) च्या सूत्राद्वारे त्याची गणना केली जाऊ शकते.

c = 4190 - (2514-7,540t) * ए, (1.13)

जिथे द्रावणात साखरेची मात्रा असते, कि.ग्रा. / कि.ग्रा.

व्यावहारिक गणनामध्ये पाण्याची विशिष्ट उष्णता क्षमता 4190१ 1 ० जे / (कि.ग्रा. के.) [१ किलोकॅलरी (किलोग्राम • डिग्री)] इतकी घेतली जाऊ शकते.

विरघळणारे क्रिस्टल्स (उदा. साखर) साठी उष्णता वापर सूत्राद्वारे (जे मध्ये) निर्धारित केला जातो

Q2= Gqк, (1-14)

जिथे उत्पादनाची मात्रा असते, किलो;

क्यू - विरघळण्याची किंवा 1 किलो उत्पादनाच्या क्रिस्टलीकरणची सुप्त उष्णता, साखरेसाठी समान 4190 जे.

ओलावा बाष्पीभवन (जे मध्ये) साठी उष्णता वापर सूत्राद्वारे निर्धारित केला जातो

Qз =D2आर, (1-15)

जिथे डी2 - बाष्पीभवन ओलावाचे प्रमाण, किलो;

आर - वाष्पीकरणाची सुप्त उष्णता, जे / किलो; तपमान किंवा दबाव यावर अवलंबून स्टीमच्या थर्मोडायनामिक गुणधर्मांच्या सारणीद्वारे निश्चित केले जाते (परिशिष्ट पहा).

उत्पादनाची एकाग्रता बदलताना बाष्पीभवन आर्द्रतेचे प्रमाण (किलोमध्ये) एकत्रितपणे घन समतोलंचे समीकरण सोडवून निश्चित केले जाऊ शकते.

Gc.в=G1a1=G2a2                         (1-16)

आणि भौतिक शिल्लक समीकरणे

नंतर (1-17) (1-18)image006

जिथे जीc.в उत्पादनात अनेक पदार्थांचे प्रमाण; किलो;

G1 - बाष्पीभवन होणार्‍या उत्पादनाची मात्रा, किलो;

G2 - तयार उत्पादनाची मात्रा, किलो;

a1- उत्पादनातील घन पदार्थांची प्रारंभिक सामग्री (एकाग्रता), किलो / किलो;

а2 - तयार केलेल्या उत्पादनातील अंतिम घन सामग्री, किलो / किलो 


जर त्याच्या एकाग्रतेत लक्षणीय बदल न करता सोल्यूशनच्या पृष्ठभागावरून ओलावा वाष्पीभवन होत असेल तर

D2 = 3600KF (р - φр1) τ, (I-19)

जेथे К - वायू वेग आणि बाष्पीभवन उत्पादनांच्या भौतिक गुणधर्मांवर अवलंबून, गुणोत्तर गुणांक, किलो / (एम 2-एस * एमपीए);

F - बाष्पीभवन पृष्ठभाग क्षेत्र, एम 2;

the बाष्पीभवन प्रक्रियेचा कालावधी आहे,

р - वातावरणीय तापमानात (theप्लिकेशनच्या टेबलद्वारे निश्चित केलेले) बाष्पीभवन उत्पादनाची संतृप्त वाफची लवचिकता;

р'- वातावरणीय तापमानात (अ‍ॅप्लिकेशनच्या टेबलद्वारे निश्चित केलेले) बाष्पीभवन उत्पादनाची संतृप्त वाफची लवचिकता;

φ - सापेक्ष हवेतील आर्द्रता (सीएफ = 0,65-7-0,75).

प्रमाण गुणांक К फॉर्मुलाद्वारे पाण्याचे निर्धारण केले जाऊ शकते

K= 0,0745 (ʋр)0,8, (1-20)

जेथे ʋ - हवेचा वेग, एम / से;

ρ - हवेची घनता, किलो / मीटर 3.

हवेच्या वेगावर अवलंबून जेव्हा पाणी बाष्पीभवन होते, तेव्हा गुणोत्तर गुणांक के मध्ये खालील मूल्ये असतातः

V 0,5 1,0 1,5 2,0
К 0,036 0,083 0,114 0,145

रेडिएशन आणि संवहन द्वारा उपकरणाच्या बाह्य भिंतींद्वारे वातावरणास उष्णता कमी होणे सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाऊ शकते (डब्ल्यू मध्ये)

क्यू = एफaαk(tसेंट tв) (1-21)

जेथे एफa - उपकरणाचे पृष्ठभाग क्षेत्र, मी2;

αк- उष्णता हस्तांतरण गुणांक, डब्ल्यू / (एम 2 * के);

tसेंट आणि टीв- भिंत आणि सभोवतालचे हवेचे तापमान, ° С.

उष्णता हस्तांतरण गुणांक (एकूण) प्रदान केले की डिव्हाइस बंद ठिकाणी आहे आणि टीसीटी अंदाजे 150 exceed exceed पेक्षा जास्त नाही

सूत्रानुसार गणना केली [डब्ल्यू / (एम मध्ये2 • के)]

αк - 9,76 + 0,07 (टीसेंट -tв). (I-22)

बॅच उपकरणे ज्यामध्ये स्टीम पूर्णपणे घनरूप केली जाते त्याकरिता प्रति चक्र गरम पाण्याचे वाष्प किती प्रमाणात केले जाते हे सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते (किलोमध्ये)

image007(1-23) 

जिथे qएकूण - डू, जे सह वातावरणामधील नुकसानासह प्रति चक्र एकूण उष्णता वापर.

i1"आणि मी1'Esदर्शिदृष्ट्या, हीटिंग स्टीम आणि कंडेन्सेट, एन / किलोग्राम (परिशिष्ट पहा) ची दमछाक.

समान उपकरणांसाठी प्रति तास स्टीम वापर (किलो / ता) मध्ये होईल

                                                image009                                                    (1-24)

जेथे τ चक्र वेळ आहे, ह

स्थिर थर्मल सिस्टमसह कार्य करणार्‍या टेम्परिंग मशीन्समध्ये, हीटिंग स्टीम फक्त वातावरणास उष्णतेच्या नुकसानाची भरपाई करण्यासाठी वापरली जाते. त्याचा वापर (किलो / तासामध्ये) सूत्रानुसार केला जातो

                                              image011                                                                 (1-25)

जिथे qп - वातावरणास उष्णतेचे नुकसान, डब्ल्यू;

मी "- हीटिंग स्टीमची एन्थॅल्पी, जे / किलो;

मी संक्षेपित एन्थॅल्पी, जे / किलो.

सतत उपकरणासाठी (किलो / सेकंद) स्टीम वापर सूत्राद्वारे (1-23) केले जाते. परंतु या प्रकरणात, एकूण उष्णता वापर प्रएकूण वॅट्स मध्ये मोजले.

द्रव शीतलकांचा प्रवाह दर (उदा. पाणी) सूत्रानुसार (किलो / से) निर्धारित केला जातो

                                                  image013                                                                        (1-26)

जेथे सी शीतलकची विशिष्ट उष्णता आहे, जे / (किलोग्राम-के);

tн आणि टीк- प्रारंभिक आणि अंतिम शीतलक तापमान, ° С.

उपकरणाचे उष्णता हस्तांतरण पृष्ठभाग भिंतीद्वारे उष्णता हस्तांतरण समीकरणावरून निश्चित केले जाते

                                                                                                          Qफ्लोअरिंग= एफकेबुधtτ (1-27)

उपकरणाची उष्णता विनिमय पृष्ठभाग कोठून येते (एम 2 मध्ये)

                                                 image015                                                                    (1-28)

बॅच उपकरणामधील थर्मल प्रक्रियेचा कालावधी (एस) असेल

                                                image017                                                             (1-29)

जिथे qफ्लोअरिंग - उपकरणे मध्ये उपयुक्त उष्णता वापर, जे;

फॅ - उपकरणांची उष्णता विनिमय पृष्ठभाग, मी2;

kwed - सरासरी उष्णता हस्तांतरण गुणांक, डब्ल्यू / (मी2* के);

हे उष्णता वाहक आणि उष्णता प्राप्त करणारे माध्यम यांच्या दरम्यानचे सरासरी तापमानाचे डोके आहे, С С.

सतत उपकरणांची गणना करत असताना, उष्णतेच्या वापराची गणना वॅट्समध्ये केली जाते, सूत्रात (1-28) प्रक्रियेचा कालावधी τ = 1s केला जातो.

तापमानातील सरासरी फरक thet थर्मल प्रक्रियेच्या स्वरूपावर अवलंबून असतो. दोन प्रवाहांमधील उष्मा विनिमय दरम्यान, एका प्रवाहाचे प्रारंभिक आणि अंतिम तापमान टी द्वारे दर्शविले जाते1”आणि टी1', आणि दुसरा टी माध्यमातून2'आणि टी2“, त्यानंतर प्रक्रिया अग्रेषित प्रवाह आणि प्रतिप्रवाह (चित्र 23) च्या प्रकरणांसाठी ग्राफिकरित्या दर्शविली जाऊ शकते.image019

अंजीर 23. कूलंट्सच्या तापमानात बदलांचे वेळापत्रक: अ - थेट प्रवाहासह; बी - काउंटरसंटेंटसह; मध्ये - हीटिंग स्टीमच्या संक्षेपण वेळी.

थेट प्रवाह आणि प्रतिप्रवाहांच्या बाबतीत तसेच मीडियाच्या एकाच्या सतत तपमानावर, उदाहरणार्थ, हीटिंग स्टीम (चित्र 23, सी) च्या संक्षेपण दरम्यान, तपमानानुसार सरासरी तपमानाचे डोके लॉग सरासरी म्हणून निर्धारित केले जाते.


                                  image021           (1-30)

येथेб आणि इм - अनुक्रमे, उष्णता विनिमय पृष्ठभागाच्या सुरूवातीस आणि शेवटी कूलंट्स दरम्यान मोठे किंवा कमी तापमानाचे डोके.

जर <1,8 असेल तर सरासरी तपमानाचे डोके अंकगणित माध्य म्हणून निर्धारित केले जाऊ शकते

                         image023                                                                      (1-31)

तर त्याऐवजी सूत्र (1-30), आपण सूत्र वापरू शकता

                                                                        image027                              (1-32)

उष्णता हस्तांतरण गुणांक एकल-थर भिंतीद्वारे गरम करण्यासाठी मध्यम ते गरम करण्यासाठी [डब्ल्यू / (मीटर मध्ये)2 • के)] सूत्रानुसार निर्धारित केले जाते

(1-33)

                                                                                                                                   image029(1-33)

जेथे α1 - कूलेंटपासून भिंतीपर्यंत उष्णता हस्तांतरण गुणांक, डब्ल्यू / (एम 2-के);

α2 - उष्णता हस्तांतरण गुणांक भिंतीपासून गरम पाण्याची माध्यमापर्यंत, डब्ल्यू / (एम 2-के);

s भिंत जाडी आहे, मी;

ƛ हे भिंत साहित्याचा थर्मल चालकता, डब्ल्यू / (एम * के) चे गुणांक आहे.

उत्पादनाच्या एकाग्रतेत बदलांमुळे बॅच उपकरणांमध्ये उत्पादनास उकळताना, उष्णता हस्तांतरण गुणांक देखील बदलतो; म्हणूनच, बॅच उपकरणाच्या अंदाजे गणनामध्ये, उष्णता हस्तांतरणाची सरासरी गुणांक घेतली पाहिजे.

सिरप तयार करणार्‍या स्टेशनची गणना करण्याची मूलतत्त्वे

सरबत घटक पुरवठा करण्यासाठी डिस्पेंसरची आवश्यक कामगिरी: साखर, गुळ, पाणी - साखर आणि गुळांच्या तुकड्यांसाठी पाककृतीमध्ये दिलेली भौतिक शिल्लक समीकरणे आणि गुळ, साखर आणि सरबत यांचे ओलावा लक्षात घेऊन आर्द्रता शिल्लक समीकरण एकत्रितपणे सोडवता येते.

या प्रकरणात 1 तासासाठी भौतिक शिल्लक यांचे समीकरण असेल

               एन = जीसाह+Gगतिरोधक+Gपाणी                                   (1-34)

जिथे पी सरबत क्षमता आहे, किलो / से;

Gसाह, जीगतिरोधक, जीपाणी   - त्यानुसार, दिवाळखोर नसलेल्या साखर, गतिरोधक आणि पाण्याचा प्रवाह दर, किलो / से.

कृतीनुसार सरबतमध्ये साखर आणि गुळांच्या घन पदार्थांचे प्रमाण

                                                                                  image031                                       (1-35)

विशिष्ट आर्द्रतेचे प्रमाण असलेल्या सिरपचे आर्द्रता शिल्लक समीकरण असेल

                             Ωс=Gसाहωसाह +Gगतिरोधकωगतिरोधक +Gपाणीωपाणी                    (1-36)

जेथे ωс, ωसाह, ωगतिरोधक ωपाणीEs दृष्टीकोनातून, सरबत, साखर आणि गुळ यांचे आर्द्रता; गणना मध्ये, ते खालील मर्यादांमध्ये घेतले जाऊ शकतात: ωс = 16 ÷ 18%, किंवा 0,16-0,18 किलो / किलो; ωसाह = 0,14 ÷ 0,15%, किंवा 0,0014-0,0015 किलो / किलो ωगतिरोधक= 18 ÷ 22%, किंवा 0,18 - 0,22 किलो / किलो.

शेवटची तीन समीकरणे एकत्रितपणे सोडवणे आणि जी च्या ऐवजी समीकरण (१- 1-36) मध्ये बदल करणेगतिरोधक आणि जीपाणी त्यांचे समीकरण (१- 1-34) आणि (१- 1-35) पासून, आम्हाला आवश्यक साखर वापर होतो, आणि म्हणून वितरकांची उत्पादकता (किलो / से) मध्ये

                                                                                                                                                                      image033        (1-37)

सापडलेल्या साखरेच्या प्रवाह दरानुसार, गुळांचे सेवन साखर आणि गुळ यांचे प्रमाण (१- 1-35), आणि पाण्याचे सेवन - भौतिक संतुलनाच्या समीकरणातून (१-1) ठरवले जाईल.

सरबतचे घटक भाग गरम करण्यासाठी, साखर क्रिस्टल्स विरघळवून वातावरणामध्ये दिवाळखोर नसलेल्या उष्णतेच्या नुकसानाची भरपाई करण्यासाठी आवश्यक असलेल्या उष्णतेची एकूण मात्रा सूत्राद्वारे (डब्ल्यू मध्ये) निश्चित केली जाते.

                        image035                            (1-38)

जिथे जीj - दिवाळखोर, किलो / सेन्सला पुरविल्या जाणार्‍या सिरपच्या घटक घटकांची संख्या;

.Gj- सिरपच्या घटक भागांच्या एन्थेलपीमध्ये बदल, जे / किलो;

Gसाह - सॉल्व्हेंट, किलोग्राम / एसला पुरविल्या जाणार्‍या साखरेची मात्रा;

gk - 1 किलो साखर, जे / किलो (ग्रॅम) च्या क्रिस्टल्सच्या विरघळण्याची सुप्त उष्णताк = एक्सएनयूएमएक्स);

QП - किरणोत्सर्ग आणि संवहन पासून पर्यावरणाला उष्णता कमी होणे (डब्ल्यू मध्ये)

सूत्रांनी (1-21) आणि (1-22) द्वारे परिभाषित केले.

हे लक्षात ठेवले पाहिजे की सूत्रानुसार (1-38)

                              image037(1-39)

जिथे जीसाह, जीगतिरोधक, जीपाणी - साखर, मोल, पाणी (वरील सूत्रांद्वारे निर्धारित), किलो / से;

.Gसाह, .Gगतिरोधक, .Gपाणी - त्यानुसार, प्रारंभिक आणि अंतिम तापमानात साखर, मोल आणि पाण्याच्या एन्थॅल्पीमध्ये बदल, जे / किलो.image039

सुरुवातीच्या आणि अंतिम तापमानात या उत्पादनांची (जी / कि.ग्रा.) एनफॅल्पी ही जीसुरुवात = एसнtн आणि जीफसवणे - सहкtк. यासाठी, साखर आणि गुळांच्या उष्णता क्षमतेची गणना अंतिम (/ सी) आणि प्रारंभिक (/ एन) तपमानानुसार प्रथम (1-11) आणि (1-12) नुसार केली जाते. या प्रकरणात, साखरेचे प्रारंभिक तापमान ज्या खोलीतून ते पुरविले जाते त्या खोलीचे हवेचे तापमान असेल; गरम पाण्याची सोय केलेली सर्व्ह केलेल्या गुळांचे प्रारंभिक तापमान 55-60 डिग्री सेल्सिअस असते आणि पाणी 70-80 डिग्री सेल्सिअस असते.

सिरप घटकांचे अंतिम तापमान सिरपचे उकळते तापमान असेल, जे कारमेल सिरपच्या ओलावाच्या प्रमाणात अवलंबून कारमेल सिरपच्या उकळत्या तपमानाच्या विकसित वेळापत्रकानुसार निश्चित केले जाते ωс आणि प्रेशर पी (चित्र 24) (या प्रकरणात, ओपन सॉल्व्हेंट उपकरणांसाठी, वातावरणाचा दाब 100 केपीए आहे). उदाहरणार्थ, एक सिरप आर्द्रता येथे 16% आणि वातावरणीय दाब, सूचित वेळापत्रकानुसार त्याचे उकळते बिंदू अंदाजे 120 डिग्री सेल्सियस असेल.

हीटिंग स्टीमचे मापदंड निर्धारित करताना, हे लक्षात घेतले पाहिजे की स्टीमचे तापमान सिरपच्या उकळत्या बिंदूपेक्षा सुमारे 15-20 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त असावे; अशा प्रकारे, या प्रकरणात, हीटिंग स्टीमचे तापमानः टीп = 120 + 20 = 140 ° से.

दिवाळखोर नसलेला वाफेचा वापर निरंतर उपकरणाप्रमाणे (1-23) सूत्राद्वारे केला जातो. Tableप्लिकेशन टेबलचा वापर करून हीटिंग स्टीमच्या स्वीकारलेल्या तपमानातून स्टीमच्या वापराची गणना करताना प्रथम हीटिंग स्टीम पीचा आवश्यक दबाव निश्चित करा आणि त्यापासून त्याच स्टीमचा वापर करून हीटिंग स्टीम i ची द्वेषबुद्धी शोधा.1 आणि कंडेन्सेट मी '1.

दिवाळखोर नसलेला गरम पाण्याचे क्षेत्र हे सतत उपकरणाच्या हीटिंग पृष्ठभागाच्या रूपात परिभाषित केले जाते, तर केवळ उपयुक्त उष्णता विचारात घेतली जाते (पर्यावरणाची हानी न करता).

या प्रकरणात, फॉर्म्युला (१- 1-38 from) पासून दिवाळखोर नसण्यासाठी उपयुक्त उष्णता (डब्ल्यू मध्ये) आहे


                              image041(1-40)

मग सॉल्व्हेंट हीटिंग पृष्ठभाग निश्चित करण्याचे सूत्र असेल (मी मध्ये2).

                          image043(1-41)

कुठे केн- हीटिंग दरम्यान उष्णता हस्तांतरण गुणांक, डब्ल्यू / (एम 2-के) (सरासरी केн = 1500 ÷ 1740);


हे उष्णता वाहक (हीटिंग स्टीम आणि मिश्रण सिरप, of the; फॉर्म्युले (1-30) आणि (1-31) द्वारे निर्धारित केलेले सरासरी लॉगरिथमिक तापमान फरक आहे.

आमच्या बाबतीत

                                    image045 (1-42)

जेथे Δt1 = टीп - टीн.मी (येथे टीн.मी - सिरप घटकांच्या मिश्रणाचे प्रारंभिक सरासरी तापमान);

2 = टीп- टीк.मी (येथे टीc.cm - सिरपचा उकळत्या बिंदू);

tп - हीटिंग स्टीमचे तापमान, ° С.

हे लक्षात घेतले पाहिजे की मिश्रणाचे सरासरी तापमान (या प्रकरणात, सिरप घटकांचे मिश्रण - साखर, पाणी आणि गुळ), दिवाळखोर नसलेल्या मध्ये भरलेले, मिश्रणातील उष्णता शिल्लक समीकरणातून निर्धारित केले जाते किंवा सरलीकृत गणनाद्वारे निर्दिष्ट केले जाते.

या प्रकरणात मिश्रण करण्यासाठी उष्णता शिल्लक समीकरण खालील असेल:

                      image047

किंवा image049(1-43)

जिथे मिश्रणाचे सरासरी तापमान (° से. मध्ये)

                       image051(1-44)

जिथे पीचे प्रमाण किलो / सेकंद असते;

Qसाह, प्रगतिरोधक, प्रपाणी - त्यानुसार, गुळयुक्त साखर आणि पाणी, डब्ल्यू द्वारे मिश्रणात उष्णतेची मात्रा वाढविली;

сपहा- मिश्रणाची विशिष्ट उष्णता, जे / (किलो * के).

उर्वरित चिन्हांकन यापूर्वी सापडले.

सॉल्व्हेंट मिक्सर ब्लेडच्या पाण्यासाठी आवश्यक इलेक्ट्रिक मोटर उर्जा सूत्राद्वारे निर्धारित केली जाते (1-6).

भूमितीय खंड व्ही (मी मध्ये3) वातावरणीय दबाव शुगर सॉल्व्हेंट सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते

                              image053(1-45)

जिथे जीसाह आणि जीपाणी - साखर आणि पाण्याचा वापर, किलो / ता;

τр - विघटन कालावधी, एच (tr = 0,5 -g-1,0); पी साखर आणि पाण्याचे मिश्रण, घनता / किलोग्राम / एम 3 आहे;

ρ - घटक भरा (<पी = 0,7-जी 0,8).

एसएसए -1 स्टेशनमधील कॉईलची लांबी साखर विरघळण्याच्या कालावधीच्या आधारावर निश्चित केली जाते

एल = ʋcτρ                                                            (1-46)

जेथे ʋc - कॉइलच्या पाईपमधील मिश्रणाची सरासरी वेग, एम / से (ʋ)c = 0,55 ÷ 0,65).

कॉइल पाईप डी (एम मध्ये) चा व्यास त्याच्या क्रॉस-सेक्शनल एरियाद्वारे पी पीच्या घड्याळाच्या कोर्सच्या समीकरणावरून मिळतो.

                              image055(1-47)

येथून

                           image057(1-48)

कारमेल मेल्टिंग स्टेशनची गणना करण्याची मूलतत्त्वे

कारमेल मेल्टिंग स्टेशनची गणना करण्यासाठी, आपण प्रथम रेषाच्या सर्व विभागांमध्ये कारमेल द्रव्यमानांचे संभाव्य नुकसान विचारात घेऊन त्याची कार्यक्षमता निश्चित केली पाहिजे. अंदाजे गणना क्रम खालीलप्रमाणे आहे:

१. तयार केलेल्या कारमेलसाठी लाइनच्या ताशी क्षमतेचे निर्धारण करणे, लाइन उपकरणे (किलो / तासामध्ये) साफ करण्यासाठी वेळ विचारात घेणे:

                             image059(1-49)

जेथे पीपहा - पूर्वनिर्धारित शिफ्ट लाइन उत्पादकता, प्रति शिफ्ट किलो;

τपहा - लाइन उपकरणे साफ करण्यासाठी कामाची वेळ (ह) वजा अंदाजे 15 मि (0,25 एच) वजा करा.

२. तयार केलेल्या कारमेल भरण्याच्या (टक्के / तासाच्या) टक्केवारीनुसार तासाच्या ओळीवर प्रक्रिया केलेल्या कारमेल द्रव्यमानाचे प्रमाण निश्चित करणे,

                            image061(1-50)

कुठे आहेн - तयार केलेल्या कॅरमेलमध्ये भरण्याच्या निर्दिष्ट सामग्री,%.

त्यानुसार, या ओळीसाठी भरण्यासाठी तयार केलेल्या उपकरणांची उत्पादकता, म्हणजेच, फळ आणि बोरासारखे बी असलेले लहान फळ या ओळीत भरण्याचे प्रमाण (किलो / ता) असेल

                          image063 (1-51)

Dry. कोरम पदार्थात ओळीवर प्रक्रिया केलेल्या कारमेल वस्तुमानाच्या तासाचे प्रमाण निश्चित करणे, कारमेल वस्तुमानाची निर्दिष्ट आर्द्रता आणि कोरडे पदार्थाचे नुकसान लक्षात घेऊन (किलो / ता)

                image065(1-52)

जेथे ωк- तयार कारमेल वस्तुमानाचे आर्द्रता सेट करा,%;

line म्हणजे प्रत्येक ओळीतील कोरड्या वस्तूवर कारमेल द्रव्यमान गमावण्याचे प्रमाण म्हणजे% (अंदाजे 1,67-1,7% च्या श्रेणीत घेतले जाते).

सूत्रानुसार (१--1२) स्वतंत्र विभाग किंवा मशीन्स आणि लाइनची यंत्रणेची उत्पादकतादेखील ओळीच्या टोकापासून या विभागातील किंवा मशीनपर्यंत कोरड्या पदार्थात झालेल्या उत्पादनांचे नुकसान लक्षात घेता निश्चित केले जाऊ शकते.

C. कारमेल वस्तुमानाने (किलोग्रॅम / तासामध्ये) तयार केलेल्या वस्तुमानाची निर्दिष्ट आर्द्रता लक्षात घेऊन कारमेल बनविण्याच्या स्टेशनची प्रति तास क्षमता निश्चित करणे

                       image067(1-53)

Dry. कोरड्या द्रव्य शिल्लक (१-१-5) च्या समीकरणातून सरबत प्रवाह दराचे निर्धारण, म्हणजेच सिरपचे प्रमाण जे सिरप स्थानकापासून कॉइल व्हॅक्यूम उपकरणात पुरवले जाणे आवश्यक आहे. कोणत्याही सोल्यूशनची (किलो / किलोमध्ये) एकाग्रता समान आहे

a = (100-ω) / 100

जेथे solution समाधान च्या आर्द्रता आहे,%,

तर या प्रकरणात घन शिल्लक असण्याचे समीकरण असेल

Gc (100 - ωс) = जीк (100 - ωк), जिथून कारमेल सिरप आवश्यक प्रमाणात असेल

जीसी = जीके (100- ωк) / (100 - ωс) (1-54)

येथे ωс - ओलावा कारमेल सिरप,%.

सतत कॉइल व्हॅक्यूम उपकरणांची गणना खालील क्रमाने केली जाते.

उकळत्या कारमेल द्रव्यमान जेव्हा कॉइल व्हॅक्यूम उपकरणांचे उष्णता संतुलन समीकरण असेल

 image069 (1-55)

जिथे जीс, जीк - उकळत्या सरबत आणि परिणामी तयार कारमेल द्रव्यमान, किग्रॅ / एसला पुरविली जाणारी रक्कम;

сс आणि सहк - सिरप आणि कारमेल द्रव्यमानांची विशिष्ट उष्णता, जे / (किलो-के)

tc, टीk - सिरप आणि कारमेल द्रव्यमानांचे तापमान, ° С;

मी ”1, मी '1 Heating हीटिंग स्टीम आणि कंडेन्सेट, जे / किलोग्रामची एन्थॅल्पी;

D2 - बाष्पीभवन आर्द्रतेचे प्रमाण (दुय्यम वाष्प), किलो / से;

i2 - दुय्यम वाष्प च्या एन्थॅल्पी, जे / किलो;

डी हीटिंग स्टीम, किलोग्राम / एसचा वापर आहे;

Qп - वातावरणात, वॅट्सद्वारे उपकरणांद्वारे उष्णता कमी होणे.

उष्णता शिल्लक समीकरणाच्या डाव्या बाजूला (1-55) उष्णतेचे आगमन व्यक्त करते:

Gсसहc, टीc - सिरप, डब्ल्यू द्वारे उपकरणे मध्ये उष्णता परिचय;

Di1 - वाफेवर गरम करून उपकरणात उष्णता ओळखली, डब्ल्यू.

समीकरणाच्या उजव्या बाजूचे सदस्य या उष्णतेच्या वापराचे लेख सूचित करतात:

Gkसहk, टीk - तयार कारमेल वस्तुमान, उष्णता दूर वाहून;

D2i2 - दुय्यम स्टीम, डब्ल्यूसह उष्णता वाहून गेली;

Di1- हीटिंग स्टीम, डब्ल्यू च्या संक्षेपण परिणामी तयार केलेल्या कंडेन्सेटसह उष्णता वाहून जाते;

Qп - वातावरणात उष्णता सोडली (तोटा), डब्ल्यू.

उष्मा शिल्लक समीकरण (1-55) पासून उपकरणे (किग्रा / सेकंद) मध्ये हीटिंग स्टीमचा वापर निर्धारित केला जातो.

                     image071(1-56)

कारमेल सिरप तापमान टीсउपकरणाच्या गुंडाळीला पुरवठा, वेळापत्रकानुसार निश्चित केले जाते (पहा. अंजीर. 24) वातावरणीय दाब (पहा. सॉल्व्हेंट) वर सिरपच्या इच्छित आर्द्रतेनुसार.

उकडलेले कारमेल द्रव्यमान टीचे उकळत्या बिंदूк उपकरणांच्या व्हॅक्यूम चेंबरमधील कारमेल वस्तुमान आणि व्हॅक्यूम В च्या निर्दिष्ट अंतिम ओलावा सामग्रीवर अवलंबून समान वेळापत्रकानुसार निर्धारित केले जाते. या प्रकरणात, अवशिष्ट दबाव (केपीए मध्ये)

ρо = 100 - व्ही,                             (I-57)

जेथे बी उपकरणाच्या व्हॅक्यूम चेंबरमध्ये निर्दिष्ट व्हॅक्यूम आहे, केपीए.

सह सिरपची उष्णता क्षमताс आणि कारमेल वस्तुमान सहк साखर समाधानाच्या उष्णता क्षमतेच्या सूत्राद्वारे (1-13) निर्धारित केले जाते.

सूत्र (1-18) नुसार दुय्यम स्टीम (वाष्पीकरण नमी) ची मात्रा भौतिक शिल्लक समीकरणावरून निश्चित केली जाते.

दुय्यम वाष्पचे यूटलॅपिया i2”Tableप्लिकेशन टेबलच्या अनुसार व्हॅक्यूम चेंबरमधील अवशिष्ट (निरपेक्ष) दबाव यावर अवलंबून निर्धारित केले जाते.

हीटिंग स्टीमची एन्थॅल्पी i1”आणि घनरूप मी1'हीटिंग स्टीमच्या तपमानाच्या दत्तक दरावर अवलंबून समान सारणीनुसार निश्चित केले जाते.

कॉइल व्हॅक्यूम उपकरणांच्या गरम भागाच्या वाफेच्या जागेवर पुरविल्या गेलेल्या गरम वाफेचे तापमान वरील पद्धतीने आढळलेल्या कारमेल वस्तुमानाच्या उकळत्या तपमानापेक्षा 15-20 डिग्री सेल्सियस जास्त असावे (व्यावहारिकपणे हीटिंग स्टीमचे तापमान असावे

158-159 डिग्री सेल्सियस तापमानात, जे 0,6 एमपीए पर्यंत हीटिंग स्टीमच्या जास्त दाबाशी संबंधित आहे). हीटिंग स्टीमचे मापदंड निर्धारित करताना हे लक्षात घेतले पाहिजे.

पर्यावरणाला उपकरणाची उष्णता कमी होणे प्रп सूत्रानुसार निर्धारित केले जातात (1-21) किंवा ते प्रयोगात्मक डेटानुसार स्वीकारले जातात.

अशा प्रकारे सूत्र (1-56) मध्ये समाविष्ट केलेल्या सर्व परिमाणांचे मूल्य निर्धारित केल्यावर, स्टीम वापराची गणना केली जाते.

कॉइल व्हॅक्यूम उपकरणांचे उष्णता विनिमय पृष्ठभाग क्षेत्र (मी. मी2) उकळत्या सरबत जेव्हा सूत्रानुसार भिंतीद्वारे उष्णता हस्तांतरणाच्या समीकरणावरून निश्चित केले जाते (1-28)

                                   image073(1-58)

Qफ्लोअरिंग - उपयुक्त उष्णतेचा वापर (तोटा वगळता), डब्ल्यू;

के ही कॉइलचे उष्णता हस्तांतरण गुणांक आहे; प्रायोगिकरित्या स्थापित केले. अंदाजे मोजणीसाठी, हे कॉइलच्या व्यासावर आधारित समान घेतले जाऊ शकते 350 - 1000 डब्ल्यू / (मी2 • के);

--T - हीटिंग स्टीम, सिरप आणि कारमेल द्रव्यमान दरम्यान सरासरी तपमान फरक ° С; (1-30) आणि (1-31) सूत्रांनी निर्धारित केले आहे.

पाईप मध्ये चाळणी वेगात सूत्र (1-48) द्वारे कॉइल पाईपचा व्यास determined = 1,0 मी / से निर्धारित केल्याने, कॉइलचे भूमितीय परिमाण उष्णता विनिमय पृष्ठभागाच्या आढळलेल्या मूल्यावरून निर्धारित केले जाते.

कॉइलची लांबी, जीओएसटीनुसार पाईपचा व्यास निर्दिष्ट करणे, सूत्राद्वारे (एम मध्ये) निर्धारित केले जाऊ शकते

                                            image075(1-59)

जिथे डीн - पाईप कॉइलचा बाह्य व्यास. कॉईलची लांबी सहसा कॉइलच्या 800-1000 पाईप व्यासांच्या श्रेणीमध्ये घेतली जाते.

कॉइल डी व्यास दिलेwed = 680 मिमी आणि कॉईलचा खेळपट्टी वळल्यास आपणास कॉइल कॉईलच्या उदयाचा कोन सापडेल

image077

या प्रकरणात, 5 1,5-2,0 s च्या बरोबरीने घेतले जाते? एन - कॉइलच्या कॉइलची लांबी / (मीटर मध्ये) असेल

  

                            image079(1-60)

गुंडाळीच्या वळणाची संख्या


                           image081(1-61)

कॉइलची उंची (मी मध्ये) आहे


                        image083 (1-62)

येथे एचकन्स्ट्रक्शन - स्टँपड बाटल्यांची उंची लक्षात घेऊन स्ट्रक्चरल itiveडिटिव्ह.

हीटिंग पार्ट बॉडीचा व्यास (vm)

                                image085(1-63)

अखेरीस, उपकरणाच्या गरम भागातील गृहनिर्माण व्यास मानक स्टॅम्प्ड बॉटम्सच्या जवळच्या व्यासावर नेला जातो. उपकरणाच्या व्हॅक्यूम चेंबरचे भौमितीय खंड थेट त्याच्या वाष्प स्थान आरव्ही [एम ​​मध्ये3/ (ह • मी3)]

                   image087(1-64)

D2- दुय्यम स्टीमची मात्रा, किलो / ता;

ʋ2 - दुय्यम स्टीमचे विशिष्ट खंड, मी3/ किलो;

व्ही - व्हॅक्यूम चेंबरचे खंड, मी3.

वातावरणाच्या दाबावर आरव्ही = 8000 मी3/ (मी3 • एच) जेव्हा व्हॅक्यूम चेंबर दुर्मिळ असेल तेव्हा आरव्ही = 8000φ, जेथे φ व्हॅक्यूम चेंबरमधील अवशिष्ट दाबांवर अवलंबून एक गुणांक आहे (जेव्हा कारमेल मास उकळताना ते अंदाजे 0,85 असते).

मग (1-64) पासून व्हॅक्यूम चेंबरचे खंड (मी मध्ये3) असेल

                                     image089(1-65)

व्हॅक्यूम चेंबरच्या आतील व्यासाच्या आत डीв डिझाइन कारणास्तव किंवा प्रमाणित मुद्रांकित बाटल्यांच्या व्यासावर अवलंबून स्वीकारले.

व्हॅक्यूम चेंबरच्या (एम मध्ये) घरांच्या उंचीची उंची असेल

                                     image091 (1-66)

अंतर्गत ओव्हरप्रेशर अंतर्गत कार्यरत पातळ-भिंतींच्या दंडगोलाकार पात्र म्हणून उपकरणाच्या गरम भागातील घराच्या घराच्या भिंतीची जाडी (मीटर मध्ये) मोजली जाते

                                  image093(1-67)

जेथे पी यंत्रामध्ये दबाव आहे, एमपीए;

Dв - शरीराचा अंतर्गत व्यास, मी;

δz- स्वीकार्य तन्य ताण, एमपीए;

the वेल्डच्या सामर्थ्याचे गुणांक आहे (सीएफ = 0,7-जी 0,8);

s - गंज वाढ, मी.

तयार केलेल्या कारमेल वस्तुमानासाठी व्हॅक्यूम उपकरणाची उत्पादकता (किलो / तासामध्ये) खालील फॉर्मद्वारे निश्चित केली जाऊ शकते


                               image095(1-68)

जिथे जीс= सीсtc - उकळत्यासाठी सिरपमध्ये प्रवेश करणे, जे / किलो;

gk.м = एसкtк - तयार कारमेल द्रव्यमान, जे / किग्राची एन्थॅल्पी;

 tп - हीटिंग स्टीमचे तापमान, ° С.


मिक्सिंग कंडेन्सरमध्ये एक औष्णिक प्रक्रिया होते, जी खालील उष्णता शिल्लक समीकरणाद्वारे व्यक्त केली जाऊ शकते (अंजीर 21 मधील आकृती पहा)

                                    image097 (1-69)

जिथे मिक्सिंग कंडेन्सरमध्ये थंड पाण्याचा प्रवाह असेल (किलो / सेकंदात)

                                        image099(1-70)

जिथे डी2 - कंडेन्सेबल दुय्यम स्टीमची मात्रा, किलो / से;

і2 - दुय्यम वाष्प च्या एन्थॅल्पी, जे / किलो;

एस - पाण्याची विशिष्ट उष्णता, जे / (किलो-के) (एस = 4190);

t2 एच आणि टी2K - थंड पाण्याचे प्रारंभिक आणि अंतिम तापमान, ° С (अंतिम पाण्याचे तापमान टी2K कंडेन्सेट तापमाना समान).

प्रारंभिक तापमान टी सह डब्ल्यूच्या प्रमाणात कंडेनसरला पुरविलेले थंड पाणी2 एच जेव्हा ते खाली वाहते आणि घनरूप होते, स्टीम अंतिम तापमानात तापते2K, जे थेट-प्रवाह कंडेन्सरमध्ये कंडेन्स्ड वाष्प तापमानापेक्षा 5-6 डिग्री सेल्सियस कमी आहे.

कॅपेसिटर (व्हीएम) चा अंतर्गत व्यास सूत्राद्वारे निर्धारित केला जातो

                                     image101 (1-71)

जेथे ρп - वाफ घनता, किलो / एम 3;

ʋ - कंडेन्सरमध्ये स्टीम वेग, एम / एस (ʋ = 20 ÷ 25).

व्हॅक्यूम पंपद्वारे कंडेनसरमधून पंप केलेल्या हवेची मात्रा (किलो / से) मध्ये सूत्राद्वारे निश्चित केली जाते

                                     image103 (1-72)

वॉल्यूमेट्रिक हवा प्रवाह (मी मध्ये3/ s) कंडेनसरकडून पंपवर येणे हे सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते

                                       image105(1-73)

जिथे जीв - येणारी हवेची मात्रा, किलो / से;

288 - हवेसाठी गॅस स्थिर, जे / (किलो-के);

tв - हवेचे तापमान, ° С; डायरेक्ट-फ्लो मिक्सिंग कॅपेसिटरसाठी टीव्ही = टी2k म्हणजेच कंडेन्सर सोडणार्‍या पाण्याचे तापमान;

рв - आंशिक हवेचा दाब, पा.

आंशिक हवेचा दाब (पा मध्ये) सूत्राद्वारे निश्चित केला जाऊ शकतो

Рв = पीа- पीп                                             (I-74)

जेथे पीа - व्हॅक्यूम चेंबर आणि कंडेन्सर, पा मध्ये निरपेक्ष (अवशिष्ट) दबाव

рп - आंशिक वाष्प दाब, पा, जे हवेच्या तपमानावर संतृप्त वाष्प दाबाच्या बरोबरीने घेतले जाते.

कंडेन्सरमध्ये असलेल्या वाष्प-हवेच्या मिश्रणामध्ये हवेचा आंशिक दबाव देखील समीकरणातून निश्चित केला जाऊ शकतो

                                                image107(1-75)

येथेimage109

हवा-पाण्याचे मिश्रण पंप करण्यासाठी व्हॅक्यूम पंपची उत्पादकता (मी. मध्ये3/ ता)

                            image111 (1-76)

जेथे पंप पिस्टनचा व्यास (मी मध्ये)

                                   image113(1-77)

जेथे पी हवा-पाण्याचे मिश्रण घनता आहे, किलो / एम 3;

s पिस्टन स्ट्रोक आहे, मी;

डब्ल्यू थंड पाणी, किलोग्राम / एसचा प्रवाह दर आहे;

D2- कंडेन्सेट, किलो / सेकंदांची मात्रा;

Vв - शोषलेल्या हवेची मात्रा, एम 3 / एस;

n प्रति मिनिट पिस्टनच्या दुहेरी स्ट्रोकची संख्या आहे;

ƛ0 - भरण्याचे प्रमाण (ƛ0 = 0,7 ÷ 0,8).

पिस्टनचा व्यास निश्चित करताना, पिस्टन स्ट्रोक मूल्य आणि डबल पिस्टन स्ट्रोकची संख्या निश्चित केली जाते (साहित्य किंवा संदर्भ डेटामधील पंपच्या वैशिष्ट्यांनुसार).

"साखर सिरप आणि कारमेल द्रव्यमान तयार करण्यासाठी उष्मा एक्सचेंजर आणि स्टेशन मोजण्याच्या मूलभूत गोष्टींचे" उत्तर

एक टिप्पणी जोडा

आपला ईमेल पत्ता प्रकाशित केला जाणार नाही. Обязательные поля помечены *

स्पॅमशी लढण्यासाठी ही साइट अकिस्मेट वापरते. आपल्या टिप्पणी डेटावर प्रक्रिया कशी करावी हे जाणून घ्या..