Расчеты

9.5. Расчеты

Расход теплоты на нагревание молока до температуры сквашивания или отваривания в творожной ванне, Дж,

Q=mc(t_к-t_н)=kF∆t_срτ                                       (9.1)

где m — масса нагреваемого продукта, кг; c—теплоемкость продукта, Дж/(кг∙К); t_н, t_к — соответственно начальная и конечная температуры продукта, °С; k— коэффициент теплопередачи, Вт/(м²∙К); F-площадь нагревания, м²; ∆t_ср - средняя разность температур, °С; τ — продолжительность нагревания, с.

Все величины, входящие в эту формулу, кроме k, можно установить экспериментально или расчетным путем. Например, чтобы определить площадь нагревания, замеряют площадь контакта продукта со стенками ванны. Для практических расчетов значение принимают k= 290...400 Вт/(м² ∙ К). Продолжительность нагревания продукта, с,

                                          (9.2)

Количество теплоты, уносимой при испарении вместе с водяными парами, Дж,

                                                  (9.3)

где W— количество испаренной влаги, кг; r—скрытая теплота испарения, Дж/кг.

Рекомендуемые материалы

Суммарный расход пара в ваннах можно определить по формуле, кг,

                                               (9.4)

где η — коэффициент, учитывающий потери теплоты через стенки ванны; η = 0,8...0,85; i— теплосодержание пара, Дж/кг; i_конд — теплосодержание конден­сата, Дж/кг.

Сменная производительность творожных ванн, м³,

                                              (9.5)

где V_р — рабочая вместимость ванны, м³; τ_см — продолжительность смены, ч; τ_ц — продолжительность цикла, ч.

Продолжительность наполнения ванны молоком, проступающим в нее из трубопровода, с,

                                           (9.6)

где   d— диаметр трубопровода, м; V — скорость движения молока, м/с; V^-= 1...1,5 м/с.

Продолжительность выгрузки из творожной ванны сгустка вместе с сывороткой, с,

                                    (9.7)

где μ - коэффициент истечения; μ = 0,7...0,8; d-диаметр отверстия для выхода сгустка с сывороткой, м;  H — высота уровня жидкости в ванне, м.

Производительность рассмотренных смесителей, кг/мин,

                                         (9.8)

где ξ – коэффициент использования емкости дежи смесителя; ξ=0,8…0,9; V_р - вместимость дежи смесителя, м-⁵; p — плотность продукта, кг/м³; τ_п - продолжительность перемешивания, мин; τ_з - продолжительность заполнения и опорожнения дежи смесителя и других операций, мин.

Производительность вальцовки, кг/мин,

                                        (9.9)

где d— диаметр вальцов, м; β — коэффициент загрузки (для жирных сыров β = 0,7, для творога и брынзы β = 0,8, для обезжиренного сыра β =0,5); l—рабочая длина вальцов, м; δ₃ —величина зазора между вальцами, м; n_в— частота вращения вальца, мин ^-1; р — плотность продукта, кг/м³.

Производительность охладителей для творога, в которых теплообмен осуществляется через стенку, кг/с,

                                           (9.10)

где k – коэффициент теплопередачи Вт/(м²∙К); F- площадь охлаждения, м²; ∆t_ср - сред­няя разность температур между творогом и хладагентом, °С;  где m — масса нагреваемого продукта, кг; c_тв—теплоемкость творога, Дж/(кг∙К); ρ – плотность творога, кг/м³; t_н, t_к — начальная и конечная температуры творога, °С.

Коэффициенты теплопередачи для различных охладителей приведены ниже (по данным ВНИМИ), Вт/(м² ∙ К).

Производительность закрытых барабанных охладителей, кг/ч,

                                         (9.11)

где n — частота вращения вытеснительного барабана, мин^-1; z— число барабанов; ψ— коэффициент объемного перемещения творога (для одноцилиндрового охла­дителя ψ = 0,4; для двухцилиндрового ψ = 0,3); R₂— внутренний радиус цилиндра, м; R₁ — наружный радиус вытеснительного барабана, м; S— шаг шнека, м.

Продолжительность пребывания творога в рабочем цилиндре охладителя, мин,

                                               (9.12)

где m — масса продукта, одновременно находящегося в цилиндре охладителя, кг.

Общее количество холода, необходимое для работы охладителя, Дж,

                                     (9.13)

где Q— количество холода, необходимое для охлаждения творога, Дж; Q_М — ко­личество холода, компенсирующее нагрев творога при механическом воздействии на него, Дж; К_П0Т — коэффициент, учитывающий потери холода.

Количество холода, необходимое для охлаждения творога, Дж,

                                        (9.14)

Количество холода, компенсирующее нагрев творога в резуль­тате механического воздействия на него, Дж,

Вам также может быть полезна лекция "5.1 Стационарные состояния".

                                              (9.15)

где А — энергия, расходуемая на нагрев творога при его перемещении вдоль ци­линдра, Дж; для одноцилиндрового охладителя А = 1980 Дж.

Для трубчатых и пластинчатых охладителей Q_М можно принять равным 0. Для охладителей закрытого типа коэффициент К_пот можно принимать в пределах от 1,1 до 1,2.

Зная общий расход холода, можно установить необходимое ко­личество хладагента, кг,

                                           (9.16)

где с_х —удельная теплоемкость хладагента, Дж/(кг ∙ К); t_к t_н — конечная и началь­ная температуры хладагента, °С.