Способы консервирование томатной пасты

Задача №8 Определите производительность гидротранспортера, в котором площадь поперечного сечения потока воды со столовой свеклой составляет 0,02 м кв., скорость движения смеси 0,75 м/c, коэффициент неравномерности подачи 1,5, кратность расхода воды 6.

 

 Решение:

Производительность гидротранспортера в (кг/с).

 

где  f – площадь поперечного сечения желоба, м²;

         ν – скорость движения смеси, м/с;

          р – плотность смеси воды и продукта, кг/м³;

          φ – коэффициент заполнения желоба (0,4…0,6);

         n – коэффициент неравномерности подачи продукта в гидротранспортер;

          m – кратность расхода воды.

         

         Плотность смеси воды и продукта определяется следующим способом, кг/м³:

где  p_n– насыпная плотность продукта, кг/ м³ (для столовой свеклы 600…780);

         p_в– плотность воды, кг/ м³ (999,8).

 

Следовательно, производительность гидротранспортера составит 2,18 кг/с при коэффициенте заполнения желоба в размере 0,6 и насыпной плотности продукта в размере 780 кг/м³ :

 

кг/с

 

Задача №18 Установите, при какой частоте вращения барабанов  двухбарабанной дробилки разница в окружных скоростях составит 0,8 м/c, если диаметр каждого из барабанов 0,25 м, длина 0,32 м, зазор между барабанами 0,0015м, а измельчаемый продукт-томаты.

 

Решение:

Производительность двухбарабанной дробилки в (кг/с).

где  D – диаметр барабана по кромке зубьев, м;

         n_cp – средняя частота вращения барабанов, мин^-1;

          b – зазор между барабанами, м;

          l – длина барабана, м;

          р – насыпная плотность измельчаемого продукта, кг/ м³ (для томатов 600);

          φ – коэффициент заполнения продуктом зазора между барабанами (0,3…0,8).

       

Отсюда, среднюю частоту вращения барабанов можно определить следующим образом:

 

В соответствии с рекомендациями принимаем производительность равную 1,556 кг/с, тогда:

 

 мин^-1

 

Принимает разность окружных скоростей вращения барабанов ∆ν=0,8 м/с.:

 

 

отсюда:

 мин^-1

При мин^-1, мин^-1

Складываем левые и  правые части неравенств:

 мин^-1

Следовательно:

 

 мин^-1

Тогда:

 

 мин^-1

 

 

Задача №28 Найдите мощность привода фарша-мешалки производительностью 0,52 кг фарша в секунду, если КПД  привода равен 0,84, а w=0,0026 кВт*ч/кг.

 

Решение:

Мощность электропривода для привода фарша-мешалки (в кВт) можно определить по формуле:

где  Q – производительность мешалки, кг/ч;

          ω – удельный расход энергии на перемешивание;

         ŋ – КПД привода мешалки.

 Таким образом, для фарша-мешалки производительностью 0,52 кг фарша в секунду либо 1872 кг/ч (0,52*3600) и КПД привода 0,84 необходима мощностью привода фарша-мешалки в размере 5,79 кВт:

кВт

 

Задача №36 Протирочная машина имеет цилиндрический ротор диаметрам 0,30 м, зазор между бичом и ситом равен 0,001 м. Длина бича 0,4 м,  частота вращения ротора 1600мин^-1. При каком живом сечении сита производительность машины составит 4кг/с.

 

Решение:

Производительность протирочной машины в (кг/с) определяется по следующей формуле:

где  l – длина бича, м;

        r_1, r₂ – максимальные и минимальные радиусы конического сетчатого барабана, м, где r₌0,5D c учетом зазора между бичем и ситом);

       n – частота вращения ротора, мин^-1;

       φ – живое сечение сита, %;

 

Отсюда живое сечение сита определяется по следующей формуле:

 

 

Живое сечение сита составит 26%:

 

 

Задача №46 Подберите величину диаметра, шага и частоты вращения винта шнекового разваривателя, при которых обеспечивается переработка 10 т яблок в час. Рассчитайте длину корпуса разваривателя.

 

Решение:

Производительность аппарата (П) в кг/с можно определить по формуле:

кг/с

Диаметр винта рекомендуется  в пределах (D=0,4…0,5 м). Принимает диаметр винта D=0,5 м.

Шаг винта (S), м:

Принимаем S=0,275 м.

Частота вращения винта (n) определяется по формуле:

где  р – насыпная плотность продукта, кг/ м³ (для яблок 600);

          φ – коэффициент заполнения аппарата (0,7).

 

Тогда частота вращения винта составит:

 мин^-1

Длина корпуса разваривателя определяется (L) по формуле:

где  τ – продолжительность разваривания (обычно τ=240…600 с). Примем τ=500 с

  Тогда длина корпуса разваривателя составит 15,3 м:

м

 

 

Задача №55 Определите, какое количество пара давлением 0,108 МПа необходимо подавать в межтрубное пространство кожухотрубчатого подогревателя, если производительность аппарата 0,72 кг сливового сока в секунду, начальная температура сока 25 градусов по Цельсии, конечная - 98 градусов по Цельсии, диаметр аппарата 0,4 м, длина 3 м.

 

Решение:

 

  Расход греющего пара в (кг/с):

где   i и i_к – удельная энтальпия греющего пара и конденсата, кДж/кг;

          Q₁ – расход теплоты на нагрев сока, кДж/с;

          Q₂ – теплопотери от стенок аппарата в воздух, кДж/с.

 

 

где   П – производительность аппарата, кг/с;

         с – удельная теплоемкость продукта (для слив 3,31 кДж/(кг*К);

         t_к, t_н – соответственно начальная и конечная температура сока (t_к=98°С, t_к =25°С);

 кДж/с

 

 

где   F_a – площадь наружной поверхности аппарата, м²;

         a₀ – суммарный коэффициент теплоотдачи, кВт/(м²*К);

        t_ст, t_в – соответственно температура стенки и воздуха, °С.

 

При отсутствии теплоизоляции  и давлении пара 0,108 МПа t_ст,= t_п=102,32°С, t_в=24°С.

 

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

 

 

где   d – диаметр корпуса аппарата, м;

         l – длина корпуса аппарата, м.

 

 м²

 

Тогда:

 кДж/с

 

При давлении пара 0,108 МПа i =2680 кДж/кг, i_к =428,84 кДж/кг.

 

кг/с

 

Следовательно, необходимо 0,0794 кг/с пара подавать в межтрубное пространство кожухотрубчатого подогревателя под давлением 0,108 МПа.

 

Задача №61 Сравните результаты, получающиеся при выполнении расчета обжарочной печи АПМП-1, если производительность печи равна  1400кг моркови в час, а истинная ужарка 54%. Недостающими величинами задайтесь.

 

 Решение:

 

  Расход греющего пара в абжарочной печи АПМП-1 в (кг/с):

где   G – производительность печи, кг/с;

          с – удельная теплоемкость продукта (для моркови 3,14 кДж/(кг*К);

         ∆t – разность конечной и начальной температуры продукта (конечную температуру принимают равной 100°С);

         x_и – истинная ужарка сырья, %;

         ∆t_в – разность конечной и начальной температуры продукта охлаждающей воды, °С).

         r₁ – удельная теплота конденсации греющего пара, (2400 кДж/кг).

 

  Расход греющего пара в абжарочной печи АПМП-1 в (кг/с):

 

 кг/с

 

Задача №64 В непрерывно действующий выпарной аппарат с выносной поверхностью нагрева подается 1,2 кг яблочного сока в секунду, начальная концентрация сухих веществ в котором составляет 12%. Температура сока на входе в аппарат 50 град по Цельсию, разряжения в аппарате 80,7 кПа. Давление греющего пара 0,09 МПа. Площадь поверхности нагрева 65м, площадь наружной поверхности  аппарата  20м кв., калоризатора - 18м.кв. Коэффициент теплопередачи 1020 Вт/м кв.*К. Температура воздуха в цехе 25 град. по Цельсию. Чему равно содержание сухих веществ в продукте на выходе из аппарата.

 

Решение:

 

  Производительность  аппарата  непрерывного действия с выносной поверхностью нагрева (кг/с):

где   F – площадь поверхности нагрева, м² (F=65 м²);

          к – коэффициент теплопередачи, кВт/(м²*К) (к=1,02 кВт/(м²*К);

         ∆t_ср – средняя разность температур теплоносителя и продукта (при давлении греющего пара 0,09 МПа температура теплоносителя =96,71°С, а температура продукта 50°С, тогда ∆t_ср= 96,71-50 =46,71°С);

        F_с – площадь наружной поверхности сепаратора, м² (F_с =20 м²);

         а^/₀ – суммарный коэффициент теплоотдачи от стенок сепаратора, кВт/(м²*К)  (а^/₀ =1,02 кВт/(м²*К);

         ∆t^/ _ст – температура поверхности стенки сепаратора, °С (принимается равной температуре кипения пульпы ∆t^/ _ст =100 °С);

         F_к – площадь наружной поверхности катализатора, м² (F_к =18 м²);

         r – удельная теплота парообразования, (при разряжении в аппарате 0,08 МПа r=2274,3 кДж/кг).

а^//₀ – суммарный коэффициент теплоотдачи от стенок катализатора, кВт/(м²*К) (а^//₀ =1,02 кВт/(м²*К);

 ∆t^//_ст – температура поверхности стенки катализатора, °С (принимается равной температуре греющего пара ∆t^//_ст=96,71°С );

∆t_в – температура воздуха, (∆t_в=25 °С);

с – удельная теплоемкость продукта (для яблок 3,77 кДж/(кг*К);

t₂ , t₁ – конечная и начальная температура увариваемого продукта (при разряжении в аппарате 0,08 МПа t₂ =93,51 °С, t₁ =50 °С);

n, m – конечная и начальная концентрация сухих веществ в продукте, %.

 

Отсюда конечная концентрация сухих веществ в продукте может быть найдена по следующей формуле:

 

Таким образом, конечная концентрация сухих веществ в продукте составит 12,24 %.

 

Задача №74 Найдите расход греющего пара давлением 0,392 МПа на стерилизацию консервов "Компот абрикосовый" в банках 1-82-500. Число банок в автоклав 870, масса нетто банки 0,56 кг,  начальная температура продукта 50 град по Цельсию, температура стерилизации 100 град по Цельсию. Продолжительность подъема температуры 1200 с, стерилизации - 900 с, охлаждение -1200 с. Температура продукта после охлаждения - 40 град по Цельсию. Стерилизация проводится в вертикальном двухсетчатой автоклаве. Вместимость автоклава 1755 литр его масса 990 кг, площадь наружной поверхности 8,4 м², начальная температура  воды в автоклаве 40 град по Цельсию, сеток  25 град по Цельсию, масса одной сетки 110 кг.

 

Решение:

Расход теплоты на нагревание автоклавы в (кДж).

где  G₁ – масса автоклавы, кг;

          c₁ – удельная теплоемкость стали (c₁=0,48 кДж/ (кг*К))

          t_c – температура стерилизации, ⁰С;

          t₁ – начальная температура автоклавы (принимается равной температуре воды в автоклаве, которая равна температуре продукта плюс 10…15 ⁰С).

         

Расход теплоты на нагревание сеток в (кДж).

где  G₂ – масса сеток, кг;

          c₂ – удельная теплоемкость материала сеток (c₂= c₁)

          t₂ – начальная температура сеток (принимается равной температуре воздуха в цехе).

Расход теплоты на нагревание банок в (кДж).

где  G₃ – масса банок, кг;

          c₃ – удельная теплоемкость стекла (c₃= 0,835 кДж/ (кг*К))

          t₃ – начальная температура банок (t₃₌ t₄).

                                     

где  G₄ – масса продукта в банках, кг;

          c₄ – удельная теплоемкость продукта, кДж/ (кг*К);

          t₄ – начальная температура продукта.

 

Расход теплоты на нагревание воды в автоклаве в (кДж).

где  G₅ – масса воды, кг;

          c₅ – удельная теплоемкость воды, кДж/ (кг*К);

         

Потери теплоты в  окружающее пространство в (кДж):