тиском СБ - 46 Збірник сивушних масел1Сталь Ст3Сборнік циліндричний, зварний, горизонтальний, забезпечений воздушки з Вогнеперепинювачів Місткість 1,5м 3, завантаження і вивантаження тиском
технологічний економічний етиловий спирт
5. Тепловий розрахунок обладнання
5.1 Тепловий розрахунок бродильного чана БЧ - 23
Рівняння теплового балансу має вигляд:
Q 1 + Q 2 + Q 3=Q 4 + Q 5 + Q 6 (1)
або Q прих.=Q витр.,
де: Q 1 - тепло, яке надходить з вихідними реагентами при завантаженні;
Q 2 - тепло, яке необхідно підвести до реакційної масі або відвести від неї для забезпечення заданого температурного режиму процесу за допомогою теплоносія або холодоагенту;
Q 3 - тепловий ефект процесу;
Q 4 - тепло, уносимое з кінцевими продуктами;
Q 5 - тепло, витрачений на охолодження або нагрів реактора і його окремих частин *;
Q 6 - теплові втрати в навколишнє середовище.
* - вважаємо, що в приміщенні для бродильних чанкі низька температура, тому тепло, що витрачається на охолодження самого апарату не враховуємо, Q 5=0.
При розрахунку теплового балансу осахариватель беремо до уваги наступні 4 процесу:
. Одночасне завантаження охолодженого сусла з теплообмінника і виробничих дріжджів при температурі 40 0 ??С;
. Охолодження сусла до температури 30 0 С;
. Процес бродіння;
. Вивантаження бражки
t, ° С
?
Рис 5.1 Температурний профіль процесу
Розглянемо докладніше кожну щабель температурного режиму процесу і перетворимо загальне рівняння теплого балансу для кожної ділянки окремо [26]:
щабель: складання теплого балансу не потрібно;
щабель: Q 1 + Q 2=Q 4 + Q 6 (хімічного перетворення немає Q 3=0);
щабель: Q 1 + Q 2 + Q 3=Q 4 + Q 6;
щабель: складання теплого балансу не потрібно.
Визначення статей теплового балансу реактора
Розрахунок другої ділянки стадії бродіння (охолодження реакційної суміші до 30 ° C).
1). Розрахунок теплосодержания суміші до і після охолодження до 30 ° C (Q 1 і Q 4).
Розрахунок Q 1 і Q 4 виробляється за загальною формулою:
(1,4)? Gi * Ci * Ti (2),
де Gi - маса i -го речовини, кг/опер;
Сi - теплоємність i -го компонента при даній температурі, кДж/кг * град; - температура i -го речовини, град.
а) Визначення кількостей завантажених в апарат компонентів.
Загальна кількість завантажених речовин, що піддаються охолодженню
Узагальнимо в таблиці 5.1 дані щодо компонентного складу завантаженої суміші
Таблиця 5.1
Склад охолоджуваного сусла
Загруженокомпонентмасса, кг/опермас. долясусло91703,4889,38% дрожжі10892,0510,62% разом: 102595,53100%
б). Розрахунок питомих теплоємність компонентів розчину
Питома теплоємність сусла за регламентними даними дорівнює: Сзам=3,63 кДж/кг * К [1];
Питома теплоємність дріжджів Сдрож=2,99 кДж/кг * К [1];
Питома теплоємність нагреваемого розчину розраховується за наступною формулою:
З р-ра=C сусла *? сусла + C ін. *? ін. [7] (3),
де C сусла, C др - питомі теплоємності сусла і дріжджів відповідно, кДж/(кг * К);
? сусла,? ін - масові частки компонентів відповідно,%.
З р-ра=(3,63 * 89,38 + 3,32 * 10,62)/100=3,41 кДж/(кг * К).
в). Розрахунок Q 1 і Q 4:
Q 1 40=102595,53 * 3,41 * 313=109503287 кДж,
Q 4 30=102595,53 * 3,41 * 303=106004800 кДж,
де t 1=40 0 ??С або T=273 + 40=313 К - температура завантажуються в реактор компонентів,
t 2=30 0 С або Т=303 К - температура розчину після охолодження.
DQ 4-1=Q 30 квітня - Q 1 40=Gi * Ci * (T 2 -T 1)=
=102595,53 * 3,41 * (303-313)=- 3498487 кДж
) Розрахунок теплового ефекту процесу (Q 3)
