температура реакційної маси, Т 2=30 ° С;
t 1 - початкова температура холодної води, t 1=17 ° С,
t 2 - кінцева температура холодної води, t 2=19 ° С.
А=(30-17)/(30-19)=1,2.
Витрата рідкого холодоагенту визначають за формулою:
хол.вода=Q 2/с хл * (t 2ср - t 1), кг
де t 2ср - середня за процес температура холодоагенту на виході з охолоджуючого пристрою;
з хл - питома теплоємність води, з хл=4,19 кДж/кг * К;
t 2ср=t 1 +? tср охл * lnA=17 + 11,5 * 0,59=23,8 0 С
необхідну кількість холодної води: хол.вода=19551713/4,19 * (23,8-17)=686217,6 кг,
витрата води в кг/с за час витримування?=60 години: хол.вода=97018,2/(60 * 3600)=0,5 кг/с
) Розрахунок необхідної поверхні теплопередачі F розр
F розр=Q/(K *? t ср)=90,5 * 1000/(1000 * 11,5)=7,9 м 2
Коефіцієнт теплопередачі: К=1000 Вт/(м 2 * К).
Запас поверхні теплообміну:
?=(F геом -F расч) * 100%/F геом=(32-7,9) * 100/32=75,3%.
Загальний витрата холодної води на операцію
G хол.вода=97018,2 +686217,6=783253,8 кг/опер.
.2 Тепловий розрахунок дрожжанку ДЖ - 20
При розрахунку теплового балансу дрожжанку беремо до уваги наступні 6 процесів:
. Завантаження сусла (t 1=56 ° C) з осахариватель;
. Нагрівання сусла до t 2=85 ° C;
. Стерилізація (t 3=85 ° C);
. Охолодження сусла до температури складки t 4=21 ° C;
. Завантаження дріжджової маси, розмноження дріжджів (t 5=21 ° C).
. Вивантаження дріжджової маси
?
t, ° С
Рис. 5.2 Температурний профіль процесу
. Завантаження сусла (t 1=56 ° C) з осахариватель;
. Нагрівання сусла до t 2=85 ° C;
. Стерилізація (t 3=85 ° C);
. Охолодження сусла до температури складки t 4=21 ° C;
. Завантаження дріжджової маси, розмноження дріжджів (t 5=21 ° C).
. Вивантаження дріжджової маси
Необхідно розрахувати тепло Q 2 яке необхідно підвести до реакційної масі на 2, 3, 5 етапах, а також тепло відводиться з реактора на етапах 4.
Визначення статей теплового балансу реактора
Розрахунок другої ділянки стадії приготування дріжджів (нагрівання сусла)
Тепломісткість вихідних речовин Q 1 і продуктів реакції Q 4 знаходимо з наступного співвідношення:
1,4=G i * C i · T i
де G i - маса i-го речовини, кг; i - теплоємність i-го речовини, кДж/кг · град;
З сусла=3,63 кДж/(кг · град) i - температура i-го речовини, o К.
Тепломісткість вихідних речовин Q 1:
1=G сусла * C сусла * T поступ. сусла=10189,23 * 3,63 * 329=12168692 кДж
Тепломісткість продуктів реакції Q 4:
4=G сусла * C сусла * T нагр сусла=10189,23 * 3,63 * 358=13241312 кДж
Тепловий ефект процесу відсутня Q 3=0.
Витрата тепла на нагрівання реактора Q 5:
Q 5=M * аппар * C аппар * (t кін - t поч)=1844 * 0,48 * (85-56)=25668 кДж
* - маса дрожжанку [7]
Втрати тепла поверхнею апарату в навколишнє середовище шляхом конвекції і випромінювання Q 6 визначаємо з виразу:
Q 6=k * t * F ін * (t сусла -t пов),
Де k - загальний коефіцієнт теплопередачі від реакційної маси до повітря, Вт/м 2 * К;
k=1/a р.м +? ст /? ст + 1/a возд
де? ст - товщина стінки апарату,? ст=0,008 м;
? ст -коефіцієнт теплопровідності матеріалу, з якого виготовлений реактор, (? ст=46,5 Вт/(м * К) [7];
t - тривалість теплової ступені процесу, с, t=60 с.
Так як вміст води в реакційній масі 75%, то коефіцієнт тепловіддачі реакційної маси приймаємо рівною коефіцієнту тепловіддачі води:
? р.м.=3 420 Вт/м 2 * К - коефіцієнт...
