Технологический расчет

Технологический расчет.
Количество банок, вмещающееся в одну сетку определяет­ся по зависимости:

где,
- диаметр внутренней сетки, м; Находится в пределах от 0,9 до 1,5 м;
- наружный наибольший диаметр банки, м;
-количество рядов банок, вмещающихся в одну сетку, оп­ределяемых по зависимости:  и в расчет при­нимается ближайшее меньшее целое число;
- высота сетки м. Находится в пределах (0,5...1,0) м;
- высота банки, м.
Для дальнейших расчетов принимаем количество банок, вме­щающихся в одну сетку ближайшее меньшее целое число.
Общее число банок, загружаемых в стерилизатор на один цикл стерилизации, определяется по зависимости:

где,
- количество сеток, загружаемых в стерилизатор.
Время заполнения одной сетки банками зависит от скорости поступления банок на загрузку, т.е. от производительности ли­нии, откуда поступают банки на стерилизацию и определяется по зависимости:

где,
Q - производительность линии, банок/с.
Продолжительность полного цикла стерилизации определяет­ся по зависимости:

где,
- время загрузки стерилизатора бан­ками, с;
- время установки сеток в стерилизатор, с;
= (1200...1800) с - время повышения температуры и дав­ления в стерилизаторе;
= (600... 3600) с - продолжительность стерилизации, в за­висимости от габаритов банки и от стерилизуемого продукта;
= (1200... 2400) с - время снижения давления и охлаждения стерилизаторов;
= (600... 900) с - время разгрузки стерилизатора.
Производительность стерилизатора определяется по зависи­мости:

Необходимое количество стерилизаторов для обеспечения производительности линии определяется по зависимости:

Принимаем ближайшее большее целое число.
2.5.2.Тепловой расчет.
Процесс стерилизации разбит на три периода: период подъема давления и температуры, стерилизации и период охлаждения.
Расход на первый период определяется по зависимости:

где,
- расход тепла на нагрев стерилизатора;
- масса стерилизатора, кг;
= 0,481 кДж/(кг К) - удельная теплоемкость стали, из ко­торой изготавливается стерилизатор;
- температура стерилизации, в зависимости от продукта, который стерилизуется, °С;
начальная температура стерилизатора. При­нимается на 5° С меньше температуры, до которой охлажда­ется стерилизатор после периода стерилизации;
- конечная температура охлаждения стерилизатора после стерилизации, °С.
- расход тепла на нагрев сеток;
- масса всех загружаемых сеток, кг;
= (20...25) °С - температура сеток в начале нагрева (при­нимается равной температуре окружающего воздуха);
- расход тепла на нагрев банок;
- масса загружаемых банок;
- масса одной банки, (см. табл. 8);
- удельная теплоемкость материала тары, кДж. Для стек­лянной тары  =0,84 кДж/(кг К), а для жести  - начальная температура банок, °С. Приравнивается к тем­пературе разливаемого продукта, которая обычно (50...70) °С;
- расход тепла на нагрев продукта;
- масса нагреваемого продукта;
- масса продукта в одной банке, кг;
- удельная теплоемкость продукта в банке, кДж /(кг К)
(определяется по приведенной выше зависимости для смеси продуктов);
- расход тепла на нагрев воды, заливаемой в стерилизатор;
- масса воды, заливаемая в стерили­затор и заполняющая объем между банками;
- полезный объем стерилизатора, м³;
- объем одной банки, м³;
= 1000 кг/м - объемная масса (плотность) воды;
- удельная теплоемкость воды;
- расход тепла на компенсацию потерь тепла в окружающую среду за счет кон­векции и теплоизлучения;
- наружная поверхность стерилизатора, соприкасающаяся с внешней окружающей средой, м²;
- суммарный коэф­фициент теплоотдачи в окружающую среду конвекцией и те­плоизлучением;
- средняя температура стенки (с наружной стороны) сте­рилизатора, °С.
Учитывая слой теплоизоляции, эта температура принимается как половина средней температуры между температурой стери­лизации и стерилизатора после охлаждения:

- температура воздуха в стерилизационном отделении, °С. Обычно (20...25) °С.
Расход пара за период нагрева определяется по зависимости:

Обыкновенно применяемый нагреваемый пар имеет сухость порядка х = 0,95 с давлением р = 0,4 мПа и для этих парамет­ров удельная энтальпия пара будет иметь значение i = 2627 кДж/кг и удельная энтальпия конденсата i_k = 502 кДж/кг. При применении пара с другими параметрами удельную энтальпию необходимо определить по таблицам или по графику I - S или I - d.
Средняя интенсивность подачи пара за этот период определя­ется по зависимости:

Но втором периоде (собственно стерилизации) тепло расходуется только на компенсацию потерь в окружающую среду кон­векцией и теплоизлучением.
Расход тепла в этом периоде определяется по зависимости:

где,
- суммарный коэффици­ент теплопередачи во время стерилизации;
- расчетная температура стенки стерилизации,°С. Прини­мается как = 0,5  .
Расход пара за период стерилизации определяется по зависи­мости:

где,
значения энтальпии пара и конденсата те же что и в период нагрева.
Удельный расход пара за период стерилизации определяется по зависимости:

Общий расход пара составит: 
Во время третьего периода производится только расход воды на охлаждение стерилизатора. Расход воды определяется по зави­симости:

где,
- начальная температура воды, поступающей на охлаждение;
- суммарная масса стерилизатора, сы­рья и воды, заливаемой в стерилизатор;
- приведенная удельнаятеплоемкость суммарной массы;
- расчетная конечная температура стерилизатора, сеток и воды после охлаждения, °С. Принимаем на 5°С ниже конеч­ной температуры стерилизатора.
Интенсивность расхода воды определяется по зависимости: