Файл: Стабников, В. Н. Процессы и аппараты пищевых производств учебник.pdf

виду, что при использовании в аппаратах стальных труб значе­ ния коэффициентов теплопередачи, полученные для медных труб, нужно уменьшить на 15—20%, а наличие накипи и других загрязнений, кроме того, уменьшает k на 10—15%.

3.ПУТИ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА

Интенсифицировать процесс теплопередачи можно путем:

1) уменьшения термического сопротивления стенки -—за счет

Л

уменьшения ее толщины, применения материалов с более вы­ соким коэффициентом теплопроводности и очистки поверхности теплообмена от накипи и других загрязнений;

2)перемешивания сред и увеличения скорости движения их;

3)удаления из аппарата воздуха и других неконденсирующихся газов, ухудшающих теплообмен при конденсации пара;

4)рационального отвода конденсата по зонам из секцион­ ных горизонтальных конденсаторов для устранения перетекания конденсата из верхнего корпуса на верхние трубки нижнего кор­ пуса, включенного с ним последовательно.

Из формулы (130) видно, что коэффициент теплопередачи к всегда меньше самого малого из коэффицентов теплоотдачи а.

117

Для определения величины ai при конденсации водно-спир­ товых паров рекомендуется номограмма, представленная на рис. 65. Номограмма составлена на основании уравнения (139 а).

В этой номограмме по горизонтальной оси отложена темпе­ ратура конденсата в равномерной шкале, а по оси ординат — со­ держание спирта. Для того чтобы можно было пользоваться но-

мограммои не только для вертикальных, но и для горизонталь­ ных труб, правая шкала имеет две градуировки: с правой сто­ роны нанесены значения HAt, где Я — высота труб в м, а с ле­ вой —значения dAt, где d — наружный диаметр горизонтальных труб в сантиметрах. В соответствии с этим значения си для го­ ризонтальных труб отложены на средней шкале с левой сторо­ ны и для вертикальных — с правой.

Пр и м е р. Определить си для вертикальных труб высотой Н = 2 м, если средняя температура стенки fCT= 70° С, темпера­

Произведение HAt= 2 - 10= 20.

Температура пленки конденсата (по формуле 140)

61л = 0 , 5 (70 + 80) = 75°С.

118

На номограмме отмечаем точку, соответствующую tnл = = 75° С, от которой проводим вертикаль до пересечения с кри­ вой, соответствующей крепости 96% об., и от полученной точ­ ки проводим горизонтальную линию до пересечения с правой ординатой сетчатки. На правой шкале находим точку, соот­ ветствующую НМ = 20. Соединив полученные две точки пря­ мой, читаем в месте пересечения ее со средней шкалой ответ на правой стороне шкалы:

Of = 2050 Вт/(м2-К).

Аналогично определяют си и для горизонтальных труб.

ГлаваХ. НАГРЕВАНИЕ, ОХЛАЖДЕНИЕ, ПАСТЕРИЗАЦИЯ И СТЕРИЛИЗАЦИЯ

В пищевой технологии с помощью соответствующих теплооб­ менных аппаратов широко применяют процессы нагревания, ох­ лаждения, пастеризации и стерилизации.

1. НАГРЕВАНИЕ

Нагревание широко применяют для ускорения многих гидро­ механических, тепловых и массообменных процессов. В зависи­ мости от температурных и других условий проведения процесса для каждого из них выбирают такой метод нагревания, кото­ рый является наиболее оправданным в технологическом и эко­ номическом отношениях.

В качестве теплоносителей при нагревании пищевых сред при­ меняют водяной пар, горячую воду, горячий воздух, дымовые газы и электрический ток. Насыщенный водяной пар давлением до (Юч-12) • 105 Па широко применяют для нагревания до 120— 130° С; применение же пара более высокого давления услож­ няет и удорожает процесс и экономически не оправдывается. Особенно выгодно использование отработанного пара паровых турбин и вторичного пара выпарных установок. По сравнению

сдругими теплоносителями пар имеет следующие преимущества:

1)высокий коэффициент теплоотдачи;

2)небольшой расход благодаря высокой удельной теплоте конденсации;

3)легкое транспортирование по трубопроводам и простое регулирование необходимой степени нагрева;

4)равномерность нагрева продукта, так как конденсация па­ ра происходит при постоянной температуре.

его вводят через барботер непосредственно в нагреваемую среду и образующийся при этом конденсат пара смешивается с ней и принимает ее конечную температуру.

119

Расход острого пара согласно рис. 66, а определяют из следу­ ющего теплового баланса:

а

при этом конденсата tK принимают равной температуре греюще­ го пара /п; точнее tK= tn— (2ч-3°С).

Расход глухого пара определяют из теплового баланса, ана­ логичного балансу (150а):

Gd1 -f- Di = G"t0 -j- GKcKtK4- Qrl.

120