Определение производительности вакуум-аппаратов

Производительностью вакуум-аппаратов считается суточная переработка свеклы заводом, соответствующая количеству утфеля, которое можно сварить в данных аппаратах за сутки,

G = (24 * 60 * 60Vвmp) / 10Pt     (11.11)

где Vв – вместимость вакуум-аппарата, м3;  – число вакуум-аппаратов для продукта; p – плотность сваренного утфеля при температуре спуска, кг/м2; P – количество утфеля данного продукта, % к массе свеклы или рафинада;  – длительность полного цикла работы вакуум-аппарата при осуществлении одной варки, с.

 

Продолжительность полного цикла работы вакуум-аппарата зависит от скорости кристаллизации сахара (с):

t = tt    (11.12)

где t1 – продолжительность активной работы вакуум-аппарата, т.е., время наращивания кристаллов сахара, с (определяется расчетом); t2 – продолжительность вспомогательных работ, с.

 

Время кристаллизации до заданного выхода кристаллов (с) находится из кинетического уравнения:

t= [50 + (745(100 - r) / r - 38,5)] * 60     (11.13)

где r – чистота исходного сиропа или патоки, %.

 

Продолжительность работы вакуум-аппарата определяется также временем, необходимым для передачи теплоты в данном вакуум-аппарате на нагрев увариваемых продуктов, на испарение воды из них и на компенсацию потерь теплоты в окружающую среду.

Исходя из этого продолжительность активной работы вакуум-аппарата (с):

t11 (1,05Vвp / (F * k (T - t)) [(cyty)¯ + ((Бy - Б0)(i - (ct)¯) - Бyct0)/ Б0    (11.14)

где 1,05 – коэффициент, учитывающий потери теплоты в окружающую среду;  – теплоемкость сваренного утфеля, Дж/(кг·К); ty – температура утфеля перед спуском, °С;  Б– концентрат сваренного утфеля, % сущих веществ; Б- среднединамическая концентрация увариваемых продуктов, % сухих веществ;  i – общее теплосодержание утфельного пара, Дж/кг;  c¯ – теплоемкость конденсата греющего пара, Дж/(кг·К); c  – средняя теплоемкость увариваемых продуктов, Дж/(кг·К); t – средняя температура кипения увариваемой массы, °С;  t– средняя температура увариваемых продуктов при поступлении их  в аппарат, °С;  (ct)¯ – количество теплоты, содержащейся в 1 кг упаренного утфеля, Дж;  (y - Б0)(i - (ct)¯/Б0 )– количество теплоты, необходимое для выпаривания воды из увариваемых продуктов, Дж на 1 кг сваренного утфеля;   Бyct0)/ Б– количество теплоты, которое вносят в аппарат продукты, поступающие на уваривание, Дж на 1 кг уваренного утфеля;  F – площадь поверхности нагрева вакуум-аппарата, м2; k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·К), Т – температура греющего пара, °С.

 

Для вакуум-аппаратов I кристаллизации, в которых скорость кристаллизации сахара в утфеле иногда может отставать от скорости выпаривания воды из увариваемых продуктов, т.е. для которых , в формулу (11.12) необходимо подставлять продолжительность соответствующие сокращения, получим: 

F = (24 * 60 * 60mFk (T - t) / (10 * 1,05(cyty) + [(Б- Б0) (i - (ct)¯  - (Бyct0)/ Б0) ]P)     (11.15)

Необходимая площадь поверхности нагрева вакуум-аппарата данного продукта (м2):

F = (10 * 1,05(cyty) + [(Б- Б0) (i - (ct)¯  - (Бyct0)/ Б0) ]P / (24 * 60 * 60k (T - t)     (11.16)

Нормативные значения величин, входящие в формулы (11.14), (11.15) и (11.16), принимаются по справочнику.

Расход на уваривание утфеля в вакуум-аппаратах определяют из теплового баланса, который составляют на 100 кг переработанной свеклы

 

Поскольку приход теплоты должен быть равен расходу, количество пара (кг), необходимое для уваривания утфеля, отнесенное к 100 кг перерабатываемой свеклы, составит:

D = (Wi2 + Gy(cyty)¯ - Gcc¯ * tc - G6 c6¯ * t6 - Gв cв * tв) / (0,95i - c¯tk)     (11.17)

где  tk– температура конденсата, равная (tп- 3), °С; tп – температура греющего пара, °С;  c¯ – теплоемкость конденсата, Дж/(кг·К).

Все остальные величины, входящие в формулу (11.17), принимают по справочнику

 

Теплоемкость утфеля [Дж/(кг·К)]: 

cy¯ = (P/100) * Cc¯ + (100 - P¯/ 100) * Cп¯)     (11.18)

где Р – содержание сахаров в утфеле, %;  Cc¯ – теплоемкость сахара, Дж/(кг·К);  P¯ – содержание сахара в патоке, %;  Cп¯ – теплоемкость патоки при температуре утфеля, Дж/(кг·К).

 

Теплоемкость сиропа и паток [Дж/(кг·К)] определяют по формуле В.В. Яновского: 

с¯ = 1 - (0,71 - 0,0018t + 0,0011r) * (Бв / 100)      (11.19)

где t – температура продукта, °С; r – чистота продукта, %; Бв – содержание сухих веществ в продукте, %.

ООО "Фарсал". Промышленное оборудование.

+7-988-570-61-11

info@farsal.ru

2018 год.