3.3.2 Расчет затрат пара на нагрев раствора до температуры

кипения

По принятой технологии выпаривания подаваемый в корпус раствор (молочная сыворотка) должен быть подогрет до температуры кипения Т_кв = 20 °С в теплообменниках. В теплообменнике раствор подогревается от исходной температуры Т_исх.= 20 °С до температуры Т_н < Т_вп.

Вычислим расход греющего пара, необходимый для нагрева раствора до температуры кипения в теплообменнике:

где С_т = 2452 Дж/(кг ·К) – теплоемкость пектиназы.

3.3.3 Расчет и выбор теплообменной аппаратуры

Рисунок 4. Графики изменения температур теплоносителей при нагреве смеси до температуры кипения

Оценим величину требуемой поверхности теплообмена для теплообменника, служащего для нагрева исходной смеси от исходной температуры Т_исх = 13 °С до температуры кипения Т_кв = 21,5 °С паром с давлением р_гп = 0,25 МПа. Данному давлению отвечает температура Т_гп = 120 °С.

Ориентировочную величину площади поверхности теплообменника определяем по формуле

где k_F = 120 Вт/(м²∙°С) – минимальное значение коэффициента теплопередачи согласно табл. П1.9 для условий теплообмена между конденсирующимся паром и органической жидкостью в теплообменниках-подогревателях; средняя разность температур в теплообменнике согласно графикам (рисунок 4) равна

.

По ГОСТ 15118–79 (табл. П1.6) принимаем к установке теплообменник с площадью теплообмена 1 м² со следующими характеристиками: диаметр кожуха – 159 мм; диаметр труб – 20×2 мм; число ходов – 1; число труб – 19 шт.; длина труб – 1 м. [ 2, с 50]

3.3.4 Выбор емкостей для хранения сырья и готовых продуктов и перекачивающих насосов

1. Расчет количества складских емкостей для хранения сырья:

– общий объем сырья, подлежащий хранению на складе сырья

Где 1000 – плотность исходной смеси при температуре хранения; t_хр = 1…7 сут. – периодичность обновления запасов сырья на складе, обусловленная возможностями поставщика сырья и железной дороги.

– число емкостей, подлежащих монтажу на складе сырья

шт,

где V₀ = 100 м³ – объем единичной цистерны из нержавеющей стали Х18Н10Т по техническим условиям завода – поставщика оборудования;

2. Расчет количества складских емкостей для хранения пермеата:

- общий объем пермеата, подлежащих утилизирующий переработки

где =1…7 сут периодичность обновления сырья на складе; =1000 плотность воды при температуре хранения.

- число емкостей, подлежащих монтажу на складе:

шт.

где V₀ = 30 м³ - объем цистерны из нержавеющей стали Х18Н10Т по техническим условиям завода – поставщика либо изготовленной на самом предприятии;

- нагрузка на цистерну значения не имеет в связи с возможностью непосредственного слива пермеата в канализацию . Принимаем n_пер = 1.

- насос для перекачки пермеата из данной емкости устанавливают лишь в случае дальнейшей переработки пермеата.

3. Расчет количества емкостей для хранения ретенанта (концентрата):

-общий объем ретенанта, подлежащий дальнейшему выпариванию

где -плотность исходной смеси при температуре хранения.

- число емкостей, подлежащих дальнейшему выпариванию:

шт.

где V₀ = 5 - объем цистерны из нержавеющей стали Х18Н10Т по техническим условиям завода – поставщика либо изготовленной на самом предприятии;

- Из инженерных соображений поставим емкость больше, чем требуется по расчетам. Принимаем n_рет = 1.