Технологія переробки вишень та яблук

t₅ -  час розвантаження, t₅ = 10 хв.

Ʃ_t = 15+25+20+25+10 = 95 хвилин

6. Розрахунок необхідної  кількості автоклавів:

n_a = ₌ 3,2 4 автоклава

7. Розрахунок інтервалу  завантаження автоклава: 

n_заван = n / G = 870/30 = 29 30 хвилин.

На основірозрахованихданихскладається графік роботиавтоклавів.

 

4.3. Тепловий розрахунок

На проектованому консервному заводі використовуються теплові апарати періодичної та безперервної дії. Нижче приведений тепловий розрахунок автоклаву, який використовується для виготовлення консервів «Квасоля

стручкова».

I. Визначаємо втрати пару у перший період роботи автоклава:

1. тепло, яке втрачається  на нагрівання  автоклава:

Q₁ = G₁c₁ (t_с - t₁)             (7)

де  G₁ – маса автоклава, G₁ = 1150 кг

c₁ – теплоємність сталі, c₁= 0,481 кДж/кг*К

t_с – температура стерилізації, t_с = 110°С

t₁ – початкова температура автоклава після охолодження;

t₁ = t_к – 5 = 40 – 5 = 35°С.

Q₁ = 1150*0,481(110 - 35) = 41486,25 кДж

2. тепло, яке втрачається  на нагрівання  сіток:

Q₂ = G₂c₂ (t_с – t₂)            (8)

де  G₂ – маса сіток. Маса однієї сітки 50 кг; у автоклаві 2 сітки.

G₂ = 50*2 = 100 кг

c₂ – теплоємність сталі, c₂= 0,481 кДж/кг*К

t_с – температура стерилізації, t_с = 110°С

t₂ – початкова температура сітки; t₂ дорівнює температурі повітря і прийнята 25°С.

Q₂ = 100*0,481(110 - 25) = 4088,5 кДж

3. тепло, яке втрачається  на нагрівання  скляних банок:

Q₃ = G₃c₃ (t_с – t₃)                (9)

де  G₃ – маса банок. Маса однієї банки 1-82-500  0,27 кг;

G₃ = 870*0,27 = 234,9 кг

c₃ – теплоємність скла, c₃= 0,84 кДж/кг*К

t_с – температура стерилізації, t_с = 110°С

t₃ – початкова температура банок; t₃ дорівнює температурі продукту;

t₃= 60°С.

Q₃ = 234,9*0,84(110 - 60) = 9865,8 кДж

4. тепло, яке втрачається  на нагрівання  продукту в банках:

Q₄ = G₄c₄ (t_с – t₃)                 (10)

де  G₄ – маса продукту в банках. В автоклав завантажуються 870 банок і у кожній знаходиться 0,49 кг продуту, отже G₄ = 870*0,49 = 426,3 кг

c₄ – теплоємність продукту, c₄= 3,8 кДж/кг*К

t_с – температура стерилізації, t_с = 110°С

t₃ – початкова температура банок; t₃ дорівнює температурі продукту;

t₃= 60°С.

Q₄ = 426,3*3,8(110 - 60) = 80997 кДж

5. тепло, яке втрачається  на нагрівання  води у автоклаві:

Q₅ = G₅c₅ (t_с –t₁)                  (11)

де  G₅ – маса води в автоклаві. Визначається за об’ємом автоклава,за вилікомоб’єму сіток і банок. В цьому випадку G₅ = 1100 кг.

c₅ – теплоємність води, c₅= 4,18кДж/кг*К

t_с – температура стерилізації, t_с = 110°С

t₁ – температура води в автоклаві; t₁ буває нижче кінцевоїтемператури продукту після охолодження на 5°С. t₁ = t_к – 5 = 40 – 5 = 35°С.

Q₅ = 1100*4,18(110 - 35) = 344850 кДж 
 
 

6. Втрати тепла  в навколишнє середовище:

Q₆ = F_a*τ*α₀ (t_ст– t_в)   (12)

де F_a – поверхня нагрівання автоклава;

F_a = πD²H + 2* = 3,14*2,5*1,6+2 = 16,5 м²,

     де  D – наружній діаметр автоклава, D = 1,6 м

H – висота корпуса автоклава, H = 2,5 м.

τ – тривалість нагрівання, τ = 1500 с

t_ст – температура поверхні стінки автоклава з урахуванням ізоляції; прийнята рівною половині середньої температури води  у першому періоді.

t_ст = = 36,25°С

α₀ – сумарний коефіцієнт тепловіддачі:

α₀ = 9,74+0,07 (t_ст–t_в)

     де  t_в – температура повітря у приміщенні,t_в = 25°С

α₀ = 9,74+0,07(36,25 – 25) = 10,53 Вт/м²*К

Q₆= 16,5*1500*10,53(36,25 – 25) = 2932 кДж

7. Весь об’єм тепла:

      Q_об = Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q₆(13)

Q_об =41486,25+4088,5+9865,8+80997+344850+2932 =484219,55 кДж

8. Витрати пара під  час першого етапу  роботи автоклава:

      D₁ = Q_об / i – i_к (14)

де i – питома ентальпія пара, i = 2627 кДж/кг;

i_к – питома ентальпія конденсату при стерилізації консервів у воді,

i_к = 502 кДж/кг.

D₁= 484219,55/2627-502 = 227,97 кг.

9. Інтенсивністьвтрати пара в першийетапроботи автоклава:

      D_и = D₁/τ₂ (15)

D_и =227,97/0,416 = 548 кг/год

II. Визначаємо втрати пара за другий етап роботи автоклава.

10. У другому періоді  роботи автоклава тепло витрачається тільки на компенсаціювитрат у навколишнє середовище.

      Q₇ = F_a*τ₃*α´₀ (t´_ст– t_в) (16)

де t´_ст – температура поверхні стінки автоклава з урахуванням ізоляції; прийнята рівною половині температури стерилізації:

t´_ст = 110/2 = 55°С

α´₀ – сумарний коефіцієнт тепловіддачі:

α´₀ = 9,74+0,07 (t_ст– t_в)

     де  t_в – температура повітря у приміщенні,t_в = 25°С

α´₀ = 9,74+0,07(55 – 25) = 11,84 Вт/м²*К

Q₇ = 16,5*1200*11,84(55 – 25 ) = 7033 кДж

11. Виртати пара за  другий період  роботи автоклава:

      D₂ = Q₇ / i – i_к (17)

де i – питома ентальпія пара, i = 2627 кДж/кг;

i_к – питома ентальпія конденсату при стерилізації консервів у воді,

i_к = 502 кДж/кг. 

D₂ = 7033/2627-502 = 3,31 кг.

12.Загальні втрати пара за цикл роботи автоклава:

D = D₁ + D₂(18)

D = 227,97+3,31 = 231,28 кг.

III. Визначення витрат охолоджуючої води

W = 2,303        (19)

де  - маса продукту в банках; = G₄ = 426,3 кг;

с – теплоємність продукту, с = 3,8 кДж/кг*К;

с_в – теплоємність води, с_в = 4,18 кДж/кг*К;

  – температура  стерилізації, = 110°С;

  – початкова температура  охолоджуючої води, = 18°С;

- маса автоклава,  сіток, банок, води:

= G₁ +G₂ +G₃ +G₅ =1150+100+234,9+1110 = 2585 кг;

= приведена  теплоємність:

=

= = 2,09 кДж/кг*К

де    - теплоємність автоклава, сіток, банок;

- кінцева температура  автоклава, приймаємо на 5°С нижче кінцевої температури продукту, = - 5 = 40 - 5 = 35°С

W = 2,303 = 2720,76 кг.

Витрати води за одиницю часу:

W_с = = 6478 кг/год

Визначаємо діаметр  труби,яка подає воду:

d = = = 0,052м. 

4.4.Розрахунок площ

Розрахунок  площі сировинного майданчика

Площа сировинного майданчика розраховується по формулі:

, м²    (20)

де T – норма витрат сировини (на тоб);

    Р – годинна продуктивність  лінії (у тоб);

- термін зберігання сировини

    g – навантаження на 1м² майданчика

З урахуванням  проходів площу збільшують на 50%.

Площа сировинного майданчика:

F= 1,5( ) = 31,6 м

Довжина майданчика = 5,28 м 

Розділ 5. Охорона праці

     На  даному консервному заводі організація  роботи з охорони праці керується  Законами України «Про охорону праці» та «Про забезпечення санітарного і  епідеміологічного благополуччя населення».

     Небезпечними  виробничими факторами, характерних  для консервних підприємств, є значні залишки тепла, вологість, несприятливі метеоумови, шум та вібрації, інтенсивні ультразвукові кола, монотонність праці, фізичні перевантаження.