2.2.2 Тепловий баланс
1) Розрахунок стадії нагрівання
Температура вихідного молока 5°
Температура нагрітого молока 40 ° С
Початкова температура води 50 ° С
Кінцева температура води 40°
Маса молока, що надійшло на нагрівання 7189,2 кг/ц.
Теплоємність молока 3,978 кДж/кг До.
Теплоємність води 4,19 кДж/кг К
Рівняння теплового балансу загалом[8]:
, ()
, ()
, ()
, ()
, ()
де Qгор - витрата гарячого теплоносія, кг/ц;
св – середня питома теплоємність гарячого теплоносія, кДж/кгК;
tВ1 та tВ2 – початкова та кінцева температура гарячого теплоносія, град;
Gхол – витрата води, що охолоджує, кг/ц;
См – середня питома теплоємність холодної речовини, кДж/кгК;
tМ1 та tМ2 – температура охолоджуючої речовини на виході та вході в апарат, град.
З рівняння теплового балансу:
()
Визначимо витрату нагріваючої речовини:
2) Розрахунок стадії охолодження
Температура вихідного молока 40°С
Температура охолодженого молока 10 ° С
Початкова температура води 1°С
Кінцева температура води 10°
Маса молока, 7185,6 кг/ц.
Теплоємність молока 3,978 кДж/кг До.
Теплоємність води 4,19 кДж/кг К
З рівняння теплового балансу [8]:
()
Визначимо витрату охолоджувальної води [8]:
()
3) Стадія пастеризації
Температура вихідного молока 75°С
Температура пастеризованого молока 90 ° С
Початкова температура води 92°С
Кінцева температура води 86°С
Маса молока, 7183,4 кг/ц.
Теплоємність молока 3,978 кДж/кг До.
Теплоємність води 4,19 кДж/кг К
Зрівняння теплового балансу:
()
Знайдемо витрати пари на стадії пастеризації:
2.3 Підбір обладнання
1) Молоко надходить у автоцистернах. На цикл необхідно 7190,6 кг/ц молока. Для приймання молока з автоцистерн використовують два комплекти обладнання. У комплект входить:
1 Насос відцентровий самовсмоктуючий для молока марки Г2-ОПД продуктивністю 15000л/год.
2 Віддільник повітря продуктивністю 15000л/ч
3 Лічильник для молока марки УІМ-50 продуктивністю 15000л/год
2) Устаткування для зберігання молока
Місткість зберігання молока, що заготовлюється, на сироробному комбінаті повинна бути місткістю від маси добового надходження молока. Отже підбираємо ємність місткістю:
Vм1 = 7190,6/1015 = 7,08 м3
Vм2 = 7,08 * 3 = 21,24 м3
Vн = 25м3 Отже підберемо ємність Г6-ОГМ-25 місткістю 25м3, що встановлюється поза будівлею. [9]
Для транспортування молока підберемо насос марки 36-1Ц2, 8-20 [10]
Місткість для зберігання зрілого молока на один цикл встановлюють в апаратному цеху. Об'єм молока в апараті 7183,4/1015 = 7,08 м3. Підбираємо ємність В2-ОМ2-Г-10 місткість 10м3.
Технічна характеристика В2-ОМ2-Г-10:
| Робоча місткість, м3 | 10 |
| Споживання електроенергії, кВт * год | 0,5 |
| Число опор | 6 |
| Габаритні розміри, мм | 4300х2270х2825 |
| маса, кг | 2350 |
3) Устаткування для механічної та теплової обробки молока
Для теплової обробки молока, що йде на вироблення сиру, підбирають підігрівач марки ВГ-10-П, охолоджувач ВГ-10-0 продуктивністю 10000л/год; пластинчасту пастеризаційно-охолоджувальну установку марки А1-ОПК-5продуктивністю 5000л/год.
Технічна характеристика А1-ОПК-5:
| Продуктивність, л/год | 5000 |
| Температура молока, | 5…10 |
| Вступає в апарат | 95 |
| Охолодження | 22…50 |
| Коефіцієнт регенерації, % | 87 |
| Робочий тиск в апараті, МПа | 0,3 |
| Загальна кількість пластин в апараті, шт | 111 |
| Габаритні розміри апарату, мм | 2100х700х1450 |
| Габаритні розміри установки, мм | 4500х4000х2500 |
| Маса апарату, кг | 950 |
| Маса установки, кг | 2500 |
Для очищення молока підбирають сепаратор молокоочисник марки А1-ОЦМ-10 продуктивністю 10000л/год.[11]
Для нормалізації молока підбирають сепаратор-вершковідділювач з улаштуванням нормалізації молока марки ОСЦП-5 продуктивністю 5000л/год.[11]
4) Устаткування сироробного цеху
Для виготовлення сирного зерна підбираємо сировиробник YSTNINGSTANK TYP OST – II
Технічна характеристика YSTNINGSTANK TYP OST – II:
| Місткість, л | 15000 |
| Робоча, л | 7000 |
| Габаритні розміри, мм | 2900х2900х4515 |
Для видалення сироватки з апарата підбираємо відцентровий самовсмоктуючий насос марки Г2-ОПД [10].
Підберемо відділення сироватки марки Я7-ОО-23, продуктивністю 25м3\ч.
Технічна характеристика Я7-ТО-23
| Продуктивність, м3\год | не більше 25 |
| Довжина перфорованої частини барабана, мм | 710 |
| Частота обертання барабана, с-1 | 0.50 |
| Встановлена потужністьелектродвигуна, кВт | 0.37 |
| Габаритні розміри, мм | 1650X1220X1800 |
| маса, кг | не більше 140 |
Пресування сиру проводять на тунельних пресах марки Я7-ОПЕ. Кількість одночасно пресованих головок 75 штук. Тривалість пресування сиру "українського нового" 10-12 год. Самопресування відбувається у візках для сирних форм. На одне варіння необхідно п'ять пресів (2970,9/600 = 5 кількість сирної маси – 2970,9, продуктивність преса). Підбирають 15 пресів для роботи сироробного цеху на добу.
Технічна характеристика Я7-ОПЕ
Число прес-модулів, шт 5
Продуктивність за зміну 600
Тиск стисненого повітря, що подається до пресу. МПа 0,3. 0,6
Коефіцієнт автоматизації щонайменше 0,3
Займана площа, м не більше 8,15
Посолку сиру проводять у контейнерах РЗ-ОКУ протягом двох діб. Місткість одного контейнера 450 кг сиру. Кількість контейнерів, необхідних для посолки сиру, визначають за формулою [9]:
()
де Мс – маса сиру, виробленого на добу, 6666,7 кг;
Z - тривалість посолки в сольному басейні, добу;
G – місткість контейнера, кг.
Nк = 6666,7 * 2/250 = 54 шт.
Дозрівання сиру в камерах протягом 30 діб проводять у контейнерах місткістю 450 кг. Кількість контейнерів визначаємо за формулою ():
Nк2 = 6666,7 * 30/450 = 445 шт.
При дозріванні сиру у плівці підбирають комплект обладнання М6-ОЛА для пакування сиру в садибну плівку продуктивністю 800 головок на годину. До складу лінії входить наступне обладнання: машина марки М6-ОЛА1 для обсушування сирів після посолки або миття: напівавтомат марки М6-АП-36 для зварювання пакетів полімерних плівок: дві вакуумні пакувальні машини маркиВУМ-5 з вакуум-насосом: конвеєр марки М6-ОЛА2 для переміщення в камеру дозрівання сирів, упакованих у плівку [12].