Техническая характеристика фритюрницы фэсм-20

Производительность, кг/ч 12

Масса сырья, загружаемого в корзину, кг 1

Количество заливаемого растительного масла, дм³ 20

Продолжительность нагревания масла до 180 С, мин 20

Установленная мощность, кВт 7,5

Габаритные размеры, мм 420840930

Масса, кг 90.

Инженерные расчеты

Производительность П (кг/ч) моечных машин определяется производительностью рабочего конвейера

П = 60bh_cφ_cρ_cv_c,

где b – ширина рабочей части конвейера, м; h_c – высота слоя сырья, м; φ_c – коэффициент использования конвейера; ρ_c – насыпная плотность сырья, кг/м³; v_c – скорость движения конвейера, м/мин.

Продолжительность отмочки сырья τ (ч) определяется полезной вместимостью ванны V_п (в м³)

τ = V_пρ_с/П.

Мощность, необходимая для привода центробежного насоса, подающего жидкость к душевым или шприцевым устройствам N_ж (кВт)

N_ж = 10^-3Q_жP_ж/η_ж,

где П_ж – производительность насоса, м³/с; P_ж – напор жидкости у насоса, Па; η_ж – коэффициент полезного действия насоса.

Производительность насоса П_ж (м³/с) определяется по формуле

где μ – коэффициент расхода; d – диаметр отверстия барботера, м; n – количество отверстий барботера; Р_н – напор жидкости у отверстия истечения, Па; ρ_ж – плотность моющей жидкости, кг/м³.

Мощность N_тр (кВт) для привода основного конвейера равна

N_тр = (А_тv_т)/(1000η),

где А_т – тяговое усилие конвейера, Н; v_т – скорость конвейера, м/с; η – коэффициент полезного действия передаточных механизмов.

Тяговое усилие конвейера А_т (Н) определяется как

А_т = (0,215q₀L_г + 50 + 0,215qL)g,

где q₀ – масса полезной нагрузки на 1 м конвейера; q – масса 1 м конвейера без груза, кг; L_г – длина нагруженной части конвейера, м; L – длина конвейера, м; g – ускорение свободного падения, м/с².

Наименьшая частота вращения, при которой сырье, находящееся в барабане, не отрываясь от его стенок, начинает вращаться вместе с ним, называется критической частотой n_кр (мин^-1) вращения барабана моечной машины

,

где D_б – диаметр барабана моечной машины, м.

Рабочая частота вращения n_р (мин^-1) моечной машины должна быть меньше критической и определяется в виде

n_р = φ_бn_кр,

где φ_б – опытный коэффициент.

Производительность П (кг/ч) барабанной моечной машины равна

П = 60S_бv_пφρ_с,

где S_б – площадь поверхности барабана, м²; v_п – скорость поступательного движения сырья вдоль барабана, м/мин; φ – коэффициент заполнения или использования сечения барабана; ρ_с – насыпная плотность сырья, кг/м³.

S_б = πD_бL_б,

v_п = (kD_бtgβn_р)/60,

где D_б – длина моечного барабана, м; L_б – длина моечного барабана, м; k – коэффициент, учитывающий унос сырья водой и подъем сырья на высоту, меньшую диаметра барабана; β – угол наклона барабана (β = 2…3).

Мощность двигателя N (кВт) барабанных моечных машин

N = 4ПL_бg/1000tgβ,

где g – ускорение свободного падения, м/с².

Производительность П (кг/ч) картофелеочистительных машин периодического действия определяется по формуле

П = 60V₀ρφ/(t_з + t_о + t_у),

где V₀ – свободный объем камеры для обработки продукта, м³; ρ – насыпная масса обрабатываемого продукта, кг/м³; φ – коэффициент заполнения камеры для обработки (φ = 0,6…0,65); t_з, t_о, t_у – время загрузки, обработки и удаления продукта из рабочей камеры соответственно, мин.

Для дисковых картофелеочистительных машин свободный объем камеры V_0д (м³) для обработки продукта

V_0д = (πD²H)/4,

а так как Н = D/2, то V_0д = πD³/8,

Для конусных картофелеочистительных машин свободный объем камеры V_0к (м³) для обработки продукта

V_0к = πD³/8 + πh(D² + d² + Dd)/12,

где D – внутренний диаметр рабочей камеры, м; d – диаметр дна конусной чаши рабочего органа, м; Н – высота цилиндрической части рабочей камеры, покрытой абразивным материалом, м; h – высота конусной чаши рабочего органа, м.

Производительность П (кг/ч) дисковых овощерезок

П = 3600F₀v₀ρφ,

где F₀ – рабочая площадь опорного диска, м²; v₀ – средняя скорость продвижения продукта через зазор между лезвиями ножей и опорным диском, м/с; ρ – насыпная плотность продукта, кг/м³; φ – коэффициент использования рабочей площади опорного диска.

Для овощерезок типа МРО и МПР, у которых продукт прижимается к опорному диску толкателем, рабочая площадь F₀ является площадью загрузочного отверстия.

При использовании круглых отверстий F₀ (м²)

F₀ = πD₀²/4,

где D₀ – диаметр отверстия, м.

Для овощерезок с заклинивающим устройством в виде винтовой лопасти (УММ-10, МКJ-250)

F₀ = π(r²_max – r²_min),

где r_min, r_max – расстояния от оси вращения соответственно до начала и конца лезвия, м.

Средняя скорость v₀ (м/с)

v₀ = (hnz_р)/60,

где h – толщина отрезаемого слоя продукта, м; n – частота вращения опорного диска, мин^-1; z_р – число ножей, расположенных параллельно поверхности опорного диска.

Коэффициент использования рабочей площади φ равен

φ = F/F₀,

где F – площадь, занимаемая продуктом на опорном диске, м².

Для овощерезок типа МРО 50-200, МПР-350 φ = 0,3…0,4, для овощерезок с заклинивающим устройством в виде винтовой поверхности при вертикальном расположении опорного диска φ = 0,1…0,2.

Тепловой расчет ошпаривателей и бланширователей сводится к определению расхода пара, расхода охлаждающей воды и площади поверхности нагрева.

Расход пара D (кг/с) определяется зависимостью

D = Q_общ/(i – i_к),

где Q_общ – общий расход теплоты, кВт; i и i_к – энтальпия греющего пара и конденсата, кДж/кг.

Общий расход теплоты Q_общ (кВт) при водяной тепловой обработке за счет нагревания воды барботированием пара

Q_общ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅,

где Q₁ – расход теплоты на нагревание продукта, кВт; Q₂ – расход теплоты на испарение влаги с поверхности зеркала воды, кВт (в закрытых бланширователях этот расход теплоты не учитывается); Q₃ – расход теплоты на подогрев доливаемой в ванну бланширователя воды, кВт; Q₄ – расход теплоты на нагревание транспортирующего органа, кВт; Q₅ – потери теплоты в окружающую среду, кВт.

Расход теплоты Q₁ (кВт) на нагревание продукта

Q₁ = Gc(T₂ – T₁),

где G – масса нагреваемого продукта, кг/с; с – удельная теплоемкость продукта, кДж/(кг·К); Т₁ и Т₂ – средняя начальная и конечная температура продукта, К.

Расход теплоты Q₂ (кВт) на испарение влаги с поверхности зеркала воды

Q₂ = F_иk_и(Р₁ – φР₂)r,

где F_и – площадь поверхности испарения воды, м²; k_и – коэффициент испарения, кг/(м²·с·Па), k_и =1,55·10^-7(vρ_в)^0,8 (v – скорость движения воздуха, м/с; ρ_в – плотность воздуха, кг/м³); φ – относительная влажность воздуха; Р₁ и Р₂ – упругость паров воды при температуре испарения и температуре воздуха, Па; r – теплота испарения, соответствующая температуре бланширования или шпарки, кДж/кг.

Расход теплоты Q₃ (кВт) на подогрев доливаемой в ванну воды

Q₃ = W_вc_в(T₄ – T₃),

где W_в – масса доливаемой воды, кг/с; с_в – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·К); Т₃ и Т₄ – начальная и конечная температура доливаемой воды, К.

Расход теплоты Q₄ (кВт) на нагревание транспортирующего органа

Q₄ = G_тc_т(T₆ – T₅),

где G_т – масса ленты конвейера, кг; G_т = vq (v – скорость движения ленты, м/с; q – масса 1 м ленты конвейера, кг); c_в – удельная теплоемкость материала ленты конвейера, кДж/(кг·К); Т₅ и Т₆ – начальная и конечная средняя температура ленты конвейера, К.

Потери теплоты в окружающую среду Q₅ (кВт) рассчитывают как

Q₅=Fα₀(T_ст – T_в),

где F – площадь поверхности ванны, соприкасающейся с воздухом, м²; α₀ – суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и излучением, кВт/(м²·К); Т_ст – средняя температура стенки камеры, К; Т_в – температура воздуха, К.

Производительность периодически действующего закрытого ошпаривателя П (кг/ч) равна

П = 60Vφρ/τ,

где V – полный объем аппарата, м³; φ – коэффициент заполнения аппарата (φ = 0,8); ρ – насыпная плотность продукта, кг/м³; τ – продолжительность цикла работы аппарата, мин (равна сумме времени загрузки, подогрева, шпарки, выгрузки и мойки).

Расход теплоты во фритюрнице Q_общ (кВт)

Q_общ = Q₁ + Q₂ + Q₃ + Q₄ + Q₅ + Q₆,

где Q₁ – расход теплоты на нагревание продукта, кВт; Q₂ – расход теплоты на испарение влаги при обжаривании, кВт; Q₃ – расход теплоты на нагревание сеточных корзин, кВт; Q₄ – расход теплоты на нагревание доливаемого растительного масла, кВт; Q₅ – расход теплоты на нагревание охлаждающей воды, кВт; Q₆ – потери теплоты в окружающую среду путем конвекции и лучеиспускания, кВт.

Расход теплоты Q₁ (кВт) на нагревание продукта

Q₁ = Gc(t₄ – t₃),

где G – производительность фритюрницы по сырью, кг/с; с – удельная теплоемкость продукта, кДж/(кг·К); t₃ и t₄ – средняя начальная и конечная температура продукта, С.

Расход теплоты Q₂ (кВт) на испарение влаги при обжаривании

Q₂ = 0,01Gx_иr,

где х_и – истинный процент ужарки; r – теплота испарения, кДж/кг.

Расход теплоты Q₃ (кВт) на нагревание сеточных корзин

Q₃ = (G/G_пр)G_кc₁(t₂ – t₀),

где G_пр – масса продукта в одной корзине, кг; G_к – масса одной корзины, кг; с₁ – удельная теплоемкость стали, кДж/(кг·К); t₂ – средняя температура активного слоя растительного масла, С; и t₀ – начальная температура корзин, С.

Расход теплоты Q₄ (кВт) на нагревание доливаемого растительного масла

Q₄ = 0,01GМc₂(t₂ – t₁),

где М – расход масла на обжаривание сырья, % к массе сырья; c₂ – удельная теплоемкость растительного масла, кДж/(кг·К); t₁ и t₂ – конечная и начальная температура растительного масла, С.

Расход теплоты Q₅ (кВт) на нагревание охлаждающей воды

Q₅ = GВc_в(t₆ – t₅),

где В – удельный расход охлаждающей воды, кг/кг; c_в – удельная теплоемкость воды, кДж/(кг·К); t₅ и t₆ – начальная и конечная температура охлаждающей воды, С.

Потери теплоты в окружающую среду Q₆ (кВт) путем конвекции и лучеиспускания

Q₆=F_аα₀(t₇ – t_в),

где F_а – площадь поверхности фритюрницы, м²; α₀ – суммарный коэффициент теплоотдачи конвекцией и лучеиспусканием, кВт/(м²·К); t₇ – температура на поверхности аппарата, С; t_в – температура воздуха, С.