Практическая работа № 8. Расчёт оборудования для производства творога.

Технологический расчет оборудования для производства творога зависит от объема перерабатываемого сырья. При переработке молока до 5 т в смену применяют традиционный способ производства творога с использованием творожных ванн различной вместимости. Творог из 20 т молока и больше целесообразно производить раздельным способом с помощью сепараторов для обезвоживания творожного сгустка.

Оборудование с периодическим циклом работы подбирают, исходя из сменной (м³ в смену) производительности ванн:

,

где V — рабочая вместимость ванн, м³; Z_CM — продолжительность смены, ч; Z_Ц.Т — продолжительность одного цикла переработки молока в творог, включающего в себя операции наполнения ванны, нагревания нормализованной смеси до температуры сквашивания (32 °С), сквашивания, выгрузки из ванны сгустка с сывороткой и ее мойки, ч.

Время наполнения ванны нормализованным молоком и его нагревания до температуры сквашивания зависит от графика организации технологических процессов и оборудования самой линии (температура поступающего в ванны молока, подача молочного насоса и т. д.).

Продолжительность выгрузки сгустка и сыворотки из ванны самотеком можно определить по формуле

,

где — площадь поперечного сечения патрубка, м²; — коэффициент расхода жидкости, зависящий от ее вязкости ( =0,85...0,9); g — ускорение свободного падения, м/с²; Н — высота уровня молока в емкости, м.

Время сквашивания можно принять равным 7...7,5 ч.

Расход теплоты для нормализованной смеси в ваннах определяется по формуле

,

где G_П — массовый расход продукта, кг/с; с_П — удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг°С); t_H и t_K — соответственно начальная и конечная температура продукта, С.

Расход пара для нормализованной смеси в ваннах определяется по формуле

,

где и — энтальпия соответственно греющего пара и конденсата, Дж/кг; — тепловой КПД аппарата ( = 0,75...0,85).

Оборудование для охлаждения (охлаждения и прессования) подбирают по часовой производительности, указанной в его технической характеристике.

Количество холода, необходимое для охлаждения творога (Дж/ч), находят по формуле

,

где k_х — коэффициент, учитывающий потери холода в окружающую среду (для открытых охладителей k_х = 1,3, закрытых k_х = 1,2); G_n — массовый расход продук­та, кг/ч; — удельная теплоемкость продукта, Дж/(кг°С); t₁ и t₂ — температура творога на входе в охладитель (t₁ = 25..30 °С) и выходе из него (t₂= 8... 14 °С).

При расчете оборудования для производства творога раздель­ным способом технологические емкости подбирают с учетом их рабочей вместимости, времени работы и сменной производитель­ности. Сепараторы для обезвоживания творожного сгустка, а так­же насосы для перекачивания сырья и готового продукта подбира­ют, исходя из их часовой подачи.

Определение производительности охладителей творога.

Для охлаждения творога предназначены охладители, а также установки для одновременного обезвоживания сгустка и охлаждения творога.

При охлаждении творога, выработанного традиционным способом, используются открытые и закрытые охладители, а творога, выработанного раздельным способом, трубчатые и пластинчатые.

Производительность открытого и закрытого охладителей G (в кг/ч) можно определить по формуле

где с – удельная изобарная теплоёмкость творога, Дж/(кг·К); t₁,t₂ – соответственно начальная и конечная температура творога, ^оС; η_m – коэффициент, учитывающий потери тепла в окружающую среду (для открытого охладителя η_m = 1,3; для закрытого η_m = 1,15…1,2).

Расход хладоносителя V_х (в м³/ч) рассчитывается по формуле

где Q – требуемое количество холода, Вт; с_х – удельная изобарная теплоёмкость хладоносителя, Дж/(кг·К); ρ – плотность хладоносителя, кг/м³; t_х1,t_х2 – начальная и конечная температура хладоносителя, К.

Для открытого охладителя требуемое количество холода Q_от (в Вт) определяют

.

Для закрытого охладителя Q_зак (в Вт)

,

где Q – теплота, выделяемая в массу творога в результате механического воздействия шнека (Q 2000 Вт