Определение производительности вакуум-аппаратов

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

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

t = t1 + t2 (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:

t1 = [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)¯) - Бyc0¯t0)/ 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; Бy – концентрат сваренного утфеля, % сущих веществ; Б0 - среднединамическая концентрация увариваемых продуктов, % сухих веществ; i – общее теплосодержание утфельного пара, Дж/кг; c¯ – теплоемкость конденсата греющего пара, Дж/(кг·К); c0¯ – средняя теплоемкость увариваемых продуктов, Дж/(кг·К); t – средняя температура кипения увариваемой массы, °С; t0 – средняя температура увариваемых продуктов при поступлении их в аппарат, °С; (ct)¯ – количество теплоты, содержащейся в 1 кг упаренного утфеля, Дж; ((Бy - Б0)(i - (ct)¯/Б0 )– количество теплоты, необходимое для выпаривания воды из увариваемых продуктов, Дж на 1 кг сваренного утфеля; Бyc0¯t0)/ Б0 – 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) + [(Бy - Б0) (i - (ct)¯ - (Бyc0¯t0)/ Б0) ]P) (11.15)

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

F = (10 * 1,05(cyty) + [(Бy - Б0) (i - (ct)¯ - (Бyc0¯t0)/ 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)¯ - Gc cc¯ * 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, %.

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; m – число вакуум-аппаратов для продукта; p – плотность сваренного утфеля при температуре спуска, кг/м2; P – количество утфеля данного продукта, % к массе свеклы или рафинада; t – длительность полного цикла работы вакуум-аппарата при осуществлении одной варки, с. Продолжительность полного цикла работы вакуум-аппарата зависит от скорости кристаллизации сахара (с): t = t1 + t2 (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: t1 = [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)¯) - Бyc0¯t0)/ 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; Бy – концентрат сваренного утфеля, % сущих веществ; Б0 - среднединамическая концентрация увариваемых продуктов, % сухих веществ; i – общее теплосодержание утфельного пара, Дж/кг; c¯ – теплоемкость конденсата греющего пара, Дж/(кг·К); c0¯ – средняя теплоемкость увариваемых продуктов, Дж/(кг·К); t – средняя температура кипения увариваемой массы, °С; t0 – средняя температура увариваемых продуктов при поступлении их в аппарат, °С; (ct)¯ – количество теплоты, содержащейся в 1 кг упаренного утфеля, Дж; ((Бy - Б0)(i - (ct)¯/Б0 )– количество теплоты, необходимое для выпаривания воды из увариваемых продуктов, Дж на 1 кг сваренного утфеля; Бyc0¯t0)/ Б0 – 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) + [(Бy - Б0) (i - (ct)¯ - (Бyc0¯t0)/ Б0) ]P) (11.15) Необходимая площадь поверхности нагрева вакуум-аппарата данного продукта (м2): F = (10 * 1,05(cyty) + [(Бy - Б0) (i - (ct)¯ - (Бyc0¯t0)/ 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)¯ - Gc cc¯ * 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, %.

Возврат к списку