Сравнительная оценка процесса сушки свекловичного жома топочными газами и перегретым паром Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

3. Константинов Е.Н., Короткова Т.Г. Квазихимиче-

ский метод описания адсорбционного равновесия для расслаивающихся жидких смесей (основные соотношения) // 1 еоретические основы химической технологии. - 1994. - № 3. - С. 243-250.

4. Константинов Е.Н., Короткова Т.Г. Квазихимиче-

ский метод описания адсорбционного равновесия для расслаивающихся жидких смесей (расчетные уравнения и их практическое применение) // Там же. - № 4. - С. 429-432.

5. Короткова Т.Г. Математическое моделирование экстрагирования касторового масла из гранул клещевины: Дис. ... канд. техн. наук. - Краснодар, 1993,- 157 с. + Прил. 1 с.

6. Константинов В.Е., Короткова Т.Г., Константинов

Е.Н. Равновесие в системе жидкость-пористое твердое тело // Изв. вузов. Пищевая технология. — 2000. -№ 1. — С. 65-69.

7. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Под ред. Б.И. Соколова: Пер с англ. 3-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1982. - 592 с.

8. Уэйлес С. Фазовые равновесия в химической технологии: В 2-х ч. / Пер. с англ. - М.: Мир, 1989.

Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств

Поступила 03.09.02 г.

66.047.1.004.14

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРОЦЕССА СУШКИ СВЕКЛОВИЧНОГО ЖОМА ТОПОЧНЫМИ ГАЗАМИ И ПЕРЕГРЕТЫМ ПАРОМ

И.Т. КРЕТОВ, В.М. КРАВЧЕНКО, А.В. ДРАННИКОВ

Воронежская государственная технологическая академия

В настоящее время наиболее перспективным является способ сушки свекловичного жома перегретым паром [1]. Он позволяет значительно ускорить процесс сушки, улучшить качество готового продукта, исключить выбросы вредных веществ в окружающую среду, уменьшить расход топлива.

Чтобы определить конкретное значение экономии топлива, сравним указанный способ с традиционной сушкой жома в барабанной сушилке топочными газами с точки зрения теплового баланса при одинаковых исходных данных: производительность завода по свекле Осе 3000 т/сут, производительность по сырому жому Осыр.ж, 2400 т/сут (50% - на сушку).

Для сравнительного анализа расчеты будем вести для отжатого жома с содержанием сухих веществ (СВ) 16 и 25%. Соответственно производительность по отжатому жому 00.ж составит 18 750 и 12 000 кг/ч. Производительность по испаренной влаге 15 300 и 8 600 кг/ч соответственно. Производительность по сухому жому (СВ 88%) Ссж3 410 кг/ч.

бт +бв +0О.Ж -б™. +бух +бс.

(1)

а-

а-

ТУ

1 От

Ч.

БС

-бух

'Оки

'О,,

!

Оо -ж. Рис. 1

Вначале рассмотрим сушку свекловичного жома в барабанной сушилке.

Составим уравнение теплового баланса барабанной жомосушильной установки согласно расчетной схеме (рис. 1: ТУ - топочное устройство, БС - барабанная сушилка)

где <2Ъ Оож - тепло, внесенное с топливом, с воздухом и с отжа-

тым жомом, кДж/кг, соответственно; Опт - полезно использованное тепло, содержащееся в испаренной влаге, кДж/кг, <2ух - тепло газов, уходящих из сушилки, кДж/кг, Qi:,ж тепло, уходящее с сушеным жомом, кДж/кг.

Здесь и далее в расчетах указана размерность на 1 кг сжигаемого топлива. В качестве топлива используется мазут с низшей теплотворной способностью 0РН 38 800 кДж/кг. Таким образом, О, = <2Р„ = 38 800 кДж/кг.

Расчеты будем вести согласно схеме, представленной в [2], без учета потерь тепла в окружающую среду и присосов воздуха на входе в барабан.

Тепло, внесенное воздухом в топочное устройство, определим по формуле 0!

О, ~иГ с А..

(2)

где а - коэффициент избытка воздуха, принимаем теоретическое значение а = 1; У0 - теоретический объем воздуха, необходимого для полного сгорания 1 кг топлива, при а =1 У0 - 10,2 м3/кг; св - удельная теплоемкость окружающего воздуха, с8 = 1,37 кДж/(м3-°С); - тем-

пература окружающего воздуха, Ю°С.

Ов= 1-10,2-1,37-10 = 140 кДж/кг.

Теплота с отходящими газами Оу* равна энтальпии уходящих газов, которую принимаем 1^-5 147 кДж/кг, основываясь на расчетах [2].

Следовательно, (?ух = /ух= 5 147 кДж/кг.

Полезно используемое тепло су шильного агента определим из соотношения

ег =&+& -Ох-

(3)

бпТ = 38 800 + 140-5 147 = 33 793 кДж/кг. Тепло, необходимое для испарения 1 кг влаги дв_ кДж/кг, вычислим по формуле

= '+е, (100 -20. ж) + сж (Є с.ж - 0 0. ж),

(4)

где г - скрытая теплота парообразования водяного пара, при температуре выходящего из барабана газа Гвьк ~ 130°Сг^2313,5 кДж/кг; сй

]

- удельная теплоемкость воды, съ = 4,2 кДж/(кг-°С); сж - удельная теплоемкость абсолютно сухого жома, еж= 1,8 кДж/(кг-°С); 90Ж, 0СЖ -температура свекловичного жома отжатого и сухого, равная соот-ветственно 50 и 100СС.

Тогда

деж= 2313,5 + 4,2 (100 - 50) + 1,8 (100 - 50) = 2613,5

кДж/кг. ; '■

Испарительную способность топлива и найдем по

формуле . .

<Г>та 33 793..

Єпол-ЄГ +6о.ж-бс

(9)

іі -

--■ 12,9 кг/кг.

2613,5

(5)

(6)

Расход топлива на сушильную установку В, кг/ч определим по соотношению

е

При СВ 16 и 25% В составляет соответственно 1186 и 667 кг/ч.

Тепло, поступившее в сушильную установку с отжатым жомом, рассчитаем по формуле с 8 О

|> і\ п м.-

О. Ж О. Ж О. Ж

В

(7)

где со ж~ удельная теплоемкость отжатого жома, кДж/(кг°С).

По графику, приведенному в [2], для СВ 16 и 25%

находим еаж 4 и 2,5 кДж/(кг-°С) соответственно.

Следовательно, по формуле (7) при СВ 16 и 25%

Оож составляет 3 162 и 2 249 кДж/кг соответственно, Тепло,, уходящее из сушилки с сушеным жомом,

найдем по формуле

П _£с.іА.ЖСс.»

*>с.ж

,'■1

(8)

где Сеж - удельная теплоемкость сушеного жома, сс.ж= 2 кДж/(кг-°С).

По формуле (8) при СВ 16 и 25% имеем (?0.ж 575 и 1022 кДж/кг.

Полезно используемое тепло процесса сушки опре-

делим из соотношеши

0.

Рис. 2

При СВ 16 и 25% получим Опол 36 380 и 35 020 кДж/кг.

Теперь составим уравнение теплового баланса сушилки, использующей в качестве сушильного агента перегретый пар атмосферного давления, согласно схеме, представленной на рис. 2 (ПП - пароперегреватель,

С - сушилка).

По этой схеме в сушилку поступает тепло с отжатым жомом Оо ж и с перегретым паром О,, ,, атмосферного давления. Тепло gn n равно теплу ретурного пара Qp.n, поступающего в ПП из турбины противодавления для перегрева сушильного агента, и теплу вторичного Q вТ пара. Из сушилки тепло уходит с сушеным жомом (А.,ж и Q'nT паром, который является насыщенным и имеет температуру близкую к 100°С. Основная часть тепла О'ю: пара направляется в ПП для перегрева ретур-

ным паром, а остальная часть тепла является 01ю:,. Таким образом, в данной сушилке осуществляется

циркуляция тепла 0'В1 и уравнение теплового баланса

будет иметь вид

Qp.n +6о.ж = Qnon +Qc.m■ (10)

Так как в рассматриваемой сушилке непосредственно не используется тепло продуктов сгорания топлива, то для удобства дальнейшие расчеты будем вести на 1 кг испаренной влаги (кДж/кг) и без учета потерь тепла в окружающую среду.

Все тепло, подведенное с ретурным паром, используется для испарения влаги из жома. По формуле (4) определим необходимое количество теплоты для испарения 1 кг влаги при 4ЫХ 100°С.

брп= 2333,6 + 4,2 (100 - 50) + 1,8 (100 - 50) = 2633,6

кДж/кг,

Аналогично формулам (7) и (8) определим С?аж и

0С.1 на 1 кг испаренной влаги.

При СВ 16 и 25% Qax составит 245Д и 174,3

кДж/кг, а для сушеного жома Осж- 44,6 и 79,3 кДж/кг

соо гветственно.

Полезно используемое тепло процесса сушки определим из соотношения (10):

бпоя -Qp.n +Qo.x~ беж.

ЬТїри^ІВ ї<? и 25% имеем (?пол 2834,1 и 2728,6 кДж/кг.

Результаты расчетов сведем в таблицу (СВ, %: числитель-16, знаменатель - 25). л ~ ■

и 18,53 т/сут. Кроме того, следует отметить, что увеличение содержания СВ в отжатом жоме с 16 до 25% способствует снижению расхода условного топлива почти на 45%. Эго говорит о том, что необходимо как можно больше удалять влаги механическим способом.

Таким образом, проведенные расчеты позволяют сделать вывод, что сушку свекловичного жома экономически целесообразно осуществлять перегретым паром атмосферного давления. Это позволяет экономить по сравнению с сушкой в барабанной сушилке до 25% условного топлива и получать продукт высокого качества без загрязнения окружающей среды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Интенсификация процессов жомосушилыюго производства и перспективы его развития / В.Д. Орлов, А.Ф. Заборсин, Л.Г. Иваницкая и др. - М.: АгроНИИТЭИПП. - 1990. - Вып. 11. - 24 с.

2. Орлов В.Д., Заборсин А.С., Яровой С.Л. Производство сушеного свекловичного жома. - М.: Легкая и пищевая пром-сть, 1983.-112 с.

Кафедра машин и аппаратов пищевых производств

Поступила i8.06.02 г.

637.56.002.2

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБЖАРИВАНИЯ РЫБЫ

С.П. СЕРДОБИНЦЕВ, II.С. БУДЧЕНКО

Калининградский государственный технический университет

Современный ассортимент рыбных консервов Калининградского региона традиционно включает в себя консервы в томатном соусе с предварительной термической обработкой рыбы в растительном масле. В перспективе удельный объем производства таких консервов может быть значительно увеличен.

Нами исследованы возможности совершенствования процесса обжаривания рыбы при производстве консервов.

Паромасляная рыбообжарочная печь (рис.1) представляет собой аппарат, состоящий из ванны 1, рольганга для перемещения обжариваемой рыбы 3 и встроенных теплообменников 2. Ванна заполнена маслом, объем которого условно можно разделить на два слоя -активный и пассивный. В первом расположены теплообменники и рольганг с обжариваемой рыбой. Пассивный слой необходим для уменьшения потерь энергии.

В нижней части ванны имеется слой воды (водяная подушка), в который осаждаются частицы муки и рыбы.

Панированные кусочки рыбы посредством роль-шита 3 подаются в ванну 1 и проходят в слое нагретого масла. Рольганг приводится в движение двухлинейным цепным конвейером 4. За время прохождения сырья через ванну рыба ужаривается до заданных параметров и приобретает требуемые органолептические и

химические показатели, іемпература масла зависит от вида обжариваемой рыбы и используемой технологии (130—180°С). При достижении предельно допустимого значения кислотного числа (КЧ) масло сливают через клапан 10. Перед сливом с помощью исполнительного устройства 7 ват привода сетки 5 посредством электромагнитной муфты 6 подсоединяется к приводу конвейера 4. Сетка 5 приводится в движение, различные отложения на ней очищаются с помощью скребка 8 в контейнер 9. •

Температура водяной подушки является одним из факторов, определяющих тепловые потери и окисляе-мость масла. Наибольшая температура водяной подушки на выходе продукта из печи не должна превы-

Таблица

Жомосу-ншльная установка Приход тепла а кДж/кг % Расход тепла а кДж/'кг %

Барабанная От 38800 92.16 б пол 36380 86.41

38800 94.20 35020 85,0

а 140 140 0.33 0,34 2ух 5147 5147 12.22 12,5

00.ж 3162 7.51 беж 575 Ш

2249 5,46 1022 2,48

Работающая на перегретом паре 2633.6 91,49 (?пол а* 2834 1 98.22

Qp.ii (2о.ж 2633,6 245.1 174,3 93,79 8.51 6,21 2728,6 4А6 79,3 96,8 1.55 2,82

Анализ показывает, что полезно использованное тепло в сушилке, работающей на перегретом паре, на 12% выше, чем в барабанной установке. Это объясняется потерями в последней тепла с уходящими газами.

По расходу условного топлива сушилка, работающая на перегретом паре, экономичнее барабанной установки на 12,5%. Так, в последней расход условного топлива при содержании СВ в отжатом жоме 16 и 25% составит 37,7 и 21,2 т/сут соответственно. В сушилке, работающей на перегретом паре, этот показатель 32,97