Расчётное задание
Исходные данные:
масса сахара-песка Gсах,
кг, dч = 1 мм – диаметр
кристалла сахара. Вода
берется из расчета 87,5 кг на 100 кг
сахара. Конечная
концентрация
сахарного сиропа xк, %.
Температура сахара 15 С,
воды – 
, С.
Давление в аппарате атмосферное 745 мм
рт. ст.
Давление греющего
пара (абсолютное) Рг.п = 2 атм.
Удельная теплоемкость сахарозы
= 1260 Дж/(кгК).
Коэффициент теплоотдачи от горячего
теплоносителя стенке в период
нагревания – 1 = 5700 Вт/(м2
К),
а коэффициент теплопередачи при кипении
,
Вт/(м2
К).
Необходимо рассчитать коэффициент теплопередачи при нагревании, длительность цикла сахароварения, расход греющего пара, производительность по конечному продукту. Выбрать аппарат с механическим перемешивающим устройством и рассчитать мощность электродвигателя. Автоматизировать процесс.
Графическая часть: технологическая схема процесса, чертеж сахароварильного аппарата, график определения длительности цикла, функциональная схема управления.
Таблица – Варианты расчётного задания
-
Вариант
Gсах, кг
xк, %
tв, С
1
500
60
40
2
450
62
25
3
400
63
28
4
320
64
30
5
310
65
20
6
300
60
18
7
600
62
50
8
700
63
45
9
800
64
35
10
750
65
50
1 Материальный баланс процесса получения сахарного сиропа
1.1 Технологическая схема получения сахарного сиропа
Принципиальная технологическая схема получения сахарного сиропа представлена на рис. 1.
Рис. 1 – Технологическая схема получения сахарного сиропа: 1 – вода; 2 –пар; 3 – воздух; 1к – конденсат
Типовой сироповарочный аппарат представляет собой закрытый стальной резервуар цилиндрической формы со сферическим днищем 3, 4. Изготавливают его из стали или чугуна и защищают от коррозии эмалью, футеруют плитками или гуммируют. Аппарат снабжен паровой рубашкой с патрубками для подвода пара и отвода конденсата и мешалкой с верхним приводом, предназначенной для размешивания и растворения содержимого. В крышке аппарата имеется люк с задвижкой для загрузки сахара из бункера, а также патрубок для залива воды и вытяжная труба для отвода водяных паров. Для спуска сиропа служит нижний патрубок.
Сахар-песок норией 1 подают в сборник 2, откуда он направляется на весы 3. Питьевая отфильтрованная вода поступает в сборник-мерник 4, а затем в сироповарочный аппарат 5. Включают мешалку и загружают сахар, медленно растворяя его. Сироп доводят до температуры 100 С и кипятят. После этого фильтруют через сетчатый фильтр 6. Отфильтрованный горячий сахарный сироп с концентрацией 60–65 % шестеренным насосом 7 подают на охлаждение в змеевиковый теплообменник 8. Охлажденный до температуры 10 С сахарный сироп поступает в сборник-мерник 9 и далее направляется на приготовление квасов брожения или на производство напитков из хлебного сырья. Сохраняют сироп в алюминиевых или эмалированных сборниках различных типов. Сборники для сиропа одновременно выполняют роль напорных емкостей и мерников, поэтому они оборудованы измерительными стеклянными трубками. Емкость сборников рассчитывается на двухсуточную потребность завода в сиропе.