Проектирование установки Н10-ИДЦ для горячего копчения рыбы

1 – камера с изоляцией; 2  - клети.

Рисунок 2 – Схема размещения клетей в  установке Н10-ИДЦ.

    Свежий воздух поступает в  камеру через неплотности в дверных проемах и заслонке 1. Однако клети с рыбой обладают определенным сопротивлением, поэтому можно предположить что большая часть свежего воздуха засасывается регуляционным вентилятором.

1 –  камера смешения свежего и рециркуляционного воздуха;

2 –  электрокалорифер для нагрева смеси

воздуха и дыма; 3 – камера сушки (копчения).

Рисунок 3 – схема сушки для 1-ого режима.

    Для второго периода схема при копчении выглядит следующим образом (рисунок 4).

1 –  смешение рециркулируемой дымовоздушной  смеси с воздухом, поступившим  в камеру через неплотности; 2 – электрокалорифер; 3 – камера смешения с дымовоздушной смесью дымогенератора; 4 – камера копчения.

Рисунок 4 – Схема сушки для 2-ого режима.

Процесс сушки для первого периода  представлен в У-х–диаграмме

Отрезок АС – смешение свежего и регуляционного воздуха;

ВД  – нагрев в калорифере;

ДС  – процесс сушки в теоретической  сушилке;

ДС’ – процесс сушки в действительной сушилке.

Рисунок 5 – Процесс сушки для первого  периода.

    В камере Н10-ИДЦ процесс сушки  не идет по линии У = const, так как имеют место потери в окружающую среду.

    Аналогично и во втором периоде  действительный процесс сушки  отличается от теоретического . 

 

АС  – смешение свежего воздуха с  рециркуляционной

дымовоздушной смесью; ВД – нагрев в калорифере;

ДД’’  – смешение дымовоздушной смеси  после

дымогенератора  с таковой после калорифера;

Д’C’ – теоретический процесс сушки;

Д’С – действительный процесс сушки.

Рисунок 6 - Процесс сушки для второго  периода.

 

1.Технологический расчет  аппарата.

    Целью расчета является уточнение  расхода тепловой энергии на  процесс при заданной производительности  и конкретном видовом составе  рыбы.

    Расчет установки при работе ее в 1-м режиме.

    Для определения расхода тепла  на процесс необходимо построить  процесс на У-х–диаграмме.

    Первоначально определим Xсм - влагосодержание смеси свежего рециркуляционного воздуха:

Xсм  = (V0X0 + VрX2 )/( V0 + Vр),                                                        (1.1)

где V0  - секундный расход свежего воздуха;

             X0 - влагосодержание свежего воздуха (его находим по

У-х–диаграмме);

       Vр  - секундный расход рециркулируемого воздуха;

        X2  - влагосодержание воздуха или дымовоздушной смеси при выходе из установки.

    На У-х–диаграмму (рисунок 5) наносим точки А и С и соединяем их отрезком АС. Пересечение отрезка с линией Xсм характеризуется точкой В (Усм = 110 кДж/кг; tсм = 47 °C).

    Для нахождения точки Д – параметров воздуха после калорифера, необходимо найти отношение Δ/l, отложить в масштабе отрезок соответствующий Δ/l от точки С вверх (при Δ/l отрицательном) по линии X = const. Получим точку С1 параметры воздуха на выходе из камеры в случае теоретической сушилки. Пересечение линии

У = const, проходящей через точку С1, и линии Xсм = const, проходящей через точку В, даст точку Д – параметры воздуха после калорифера.

   Перед первым режимом металлические  части камеры разогревают до 80 °C. Тогда внутренний тепловой баланс камеры будет выглядеть следующим образом:

Δ = qст + Cвtр1 - (qм + qт + qп),                                                              (1.2)

         где qм  = [((Gp1 – Wц1)/ τц1) (C2 (tр2  - tр1))]/W1,                                    (1.3)

       qт   = ((Σ Мт)/ τц1) Cт (tт2  - tт1)/W1,                                                (1.4)                                                                            

      qп  = Qп/ W1 = [Fα(tст  - tв) ]/W1,                                                    (1.5)

      qст = (Мм / τц1 )[Cт (tм1  - tм2)]/W1,                                                  (1.6)                                               

Cв  = 4180 кДж/(кгC°) теплоемкость воды;

tр1  = 40 °C - температура рыбы в конце первого режима подсушки;

Gp1  = 690 кг – единовременная загрузка рыбы в камеру; 
 
 
 
 
 

Wц1 – количество влаги, удаляемое в первом режиме, считается по формуле

Wц1 = Gp1·Xⁿ1,                                                 (1.7)

где Мт  = 400 – масса металлических частей клетей с рыбой;

Xⁿ1 = 0,03 -  потери на общую массу рыбы в первом режиме;                                           

τц1 = 1800 с – продолжительность 1-ого режима;

tр2  = 85 °C – температура рыбы в конце 1-ого режима;

C2  - теплопроводность рыбы (3,0-3,6 кДж/(кг∙C°));

Cт  = 480 Дж/(кг∙C°) – теплоемкость металла;

tт2  - конечная температура металлических частей клетей;

tт1  - начальная температура металлических частей клетей;

W1  -  производительность камеры по испаренной влаге, рассчитывается по формуле

W1 = Wц1 /τц1                                                                                             (1.8)

F = 40 м²  поверхность камеры;

α –  коэффициент теплоотдачи от стенки камеры к наружному воздуху, рассчитывается по формуле

α = 9,76 + 0,07(tст  - tв),                                        (1.9)

где tст = 52 °C – температура поверхности изоляции в 1-м режиме;

        tв  = 25 °C – температура воздуха в помещении цеха;

qст – дополнительный расход тепла от металлических частей камеры;

Мм = 4000 – масса металлических частей камеры;

tм1 = 80 °C – температура разогретых металлических частей камеры перед началом 1-ого режима;

tм2  - температура разогретых металлических частей камеры в конце

1-ого  режима;

Расчет

Xсм = (0,015· 0,56 + 3,2 · 0,028)/(3,2 + 0,56) = 0,026 кг/кг;

Wц1 =  690 · 0,03 = 20,7 кг;

W1 =  20,7/1800 = 0, 0115 кг/с;

α = 9,76 + 0,07(52 - 25) = 11,65 Вт/(м²C°);

qм  =  [((690 – 20,7)/1800)(3500(85 – 40))]/0,0115 = 5092500 Дж/кг;

qт   =  (400/1800)480(52 - 25)/0,0115 = 250435 Дж/кг;

qп  =   40 · 11,65(52 - 25)/0,0115 = 109408,7 Дж/кг;

qст =  (4000/1800) 480(80-52)/0,0115 = 2597101 Дж/кг;

Cвtр1  = 40·4180 = 167200 Дж/кг;

Δ=167200+2597101-(5092500+250435+109408,7)=-2688,043 кДж/кг;