В результате теоретических и экспериментальных исследований с последующей опытной проверкой в промышленных условиях в качестве основного принципа конструктивного оформления конденсаторов вакуум сублимационных установок принято устройство ступенчатого конденсатора с посекционным включением рабочей поверхности на охлаждение.
Первая особенность конденсатора - его расположение. Конденсатор составляет единое целое с сублиматором, и при расчёте конденсатора практически следует иметь в виду лишь группу трубных секций, каждая из которых включается через определённые промежутки времени.
В этих условиях расчёт конденсатора сводится к определению требуемого числа секций, определение поверхности каждой и разработке графика их включения на охлаждения.
Определение часового влаговыделения.
Зная закономерность влаговыделения с квадратного метра поверхности продукта производительность установки и длительность процесса сушки, легко установить характер влаговыделений походу процесса. Для этой цели следует определить общую поверхность испарения F по формуле:
|
|
где - поверхность протвиней, ;
- коэффициент, учитывающий проходное сечение противня:
для сетчатого = 1.1, для сплошного = 0.8;
- коэффициент, учитывающий степень использования поверхности противня для раскладки продукта = 0.7 - 0.9;
- коэффициент, учитывающий объёмное выделение влаги, значения даны в таблице
Коэффициент для | Способ замораживания | |
Предварительно-замороженные | Самозамораживание | |
Мясо говяжье | 1,0 | 1,2 |
Яйца диетические | 1,1 | 1,3 |
Гриб белый (ломтики) | 1,3 | 1.5 |
Картофель (пюре) | 1,2 | 1,4 |
Результат вычислений представлен в таблице.
, | , | ||||
Мясо говяжье | 1,1 | 0,7 | 1,0 | 6,6 | 5,1 |
Яйца диетические | 0,7 | 1,1 | 5,6 | ||
Гриб белый (ломтики) | 0,7 | 1,3 | 6,6 | ||
Картофель (пюре) | 0,7 | 1,2 | 6,1 |
Определив общую поверхность испарения, определяем максимальное часовое поступление вымораживаемого пара. Для этого воспользуемся усреднённым графиком скорости сушки, составленным на основе опытных данных промышленного использования вакуумно-сублимационных установок.
Максимальная величина площадь испарения F = 6.6
Яблочное пюре, максимальная величина скорости сушки (обычно для 1,2,3,4 - го часа) по усреднённому графику скорости сушки .
Тогда максимальное часовое поступление вымораживаемого пара, M=S F=6.6 1.2=7.92, кг/ч
Определение тепловой нагрузки на испарительные батареи конденсатора.
Исходные данные для расчёта | |
Производительность по намороженному льду за цикл, кг | 42 |
Максимальное часовое поступление вымораживаемого пара, кг/ч | 8 |
Давление в системе, мм. рт. ст. / Па | 0.525/70 |
Температура входящей парогазовой смеси,°С | 20 |
Температура поверхности конденсации,°С | -35 |
Температура помещения в котором находится конденсатор,°С | 20 |
|
|
Температура поверхности конденсации = - 35°С, выбрана из условия возможности использования для охлаждения конденсатора холодильной машины, работающей на Хладоне-R22.
Полезная тепловая нагрузка на конденсатор:
где - количество намороженного льда за 1 час;
- скрытая теплота сублимации льда при
- теплоёмкость водяного пара;
- температура конденсации (вымораживания) пара,°С
- температура входящей парогазовой смеси.
Потери в окружающую среду определяются исходя из ориентировочных размеров конденсатора высоты 800 мм и диаметра 400 мм. Изоляция минеральная вата толщиной 75 мм с коэффициентом теплопроводности Коэффициент теплопередачи стенки с такой изоляцией составляет
Наружная поверхность конденсатора с учетом толщины изоляции будет.
Теплоприток из помещения :
где = 1.643 - наружная поверхность конденсатора;
- разность между температурой окружающей среды и температурой конденсации.
Общая нагрузка на испарительные батареи конденсатор