246136688 Operatii Unitare in Industria Alimentara Docx

8/17/2019 246136688 Operatii Unitare in Industria Alimentara Docx

1/22

CUPRINS

1. Bazele teoretice ale procesului

2. Principiul de func ionare al aparatuluiț

3. Calculul termic al aparatului

4. Calculul constructiv al aparatului

5. Bazele protec iei de muncăț

Sec ia de racireț a pasteurizatorului.

Mod Coal Nr. Docum. Sem DatElaborat Pisarenco E Opera ii Unitare înț Litera Coala Colieri!icat C"iaburu Consultant Industria #limentara U$M %$MI#

&r. $Cr'()( 3

Nr. Contr.

#probat


2/22

*azele teoretice ale procesului

Utilajele pentru transfer termic sunt aparate care realizează transferul termic decăldură dintre diferite medii în diferite tenolo!ii de proces. "le asi!ură trecereacăldurii de la o su#stan ă la altă su#stan ă prin$ intermediul unui perete despăr itor.ș ț ț%ransmiterea căldurii poate fi înso ită de scim#area stării de a!re!are a unuia sau aț

am#ilor a!en i termici$ sau poate aea loc fără această scim#are.ț &cim#ătoarele de căldură servesc transmiterii căldurii fără scim#area stării dea!re!are a a!en ilor termici. 'cestea sunt( răcitoare i respectiv încălzitoare.ț ș"vaporatoarele i sondensatoarele transmit căldura cu scim#area stării de a!re!are așunuia sau a am#ilor a!en i termici.ț &cim#ătorul de căldură poate constitui o unitate independentă$ sau un su#ansam#luîntr)o instala ie comple*ă. "l participă activ la procesul tenolo!ic$ intercalarea sațcontri#uind la cre terea randamentului instala iei.ș ț Condi iile pe care tre#uie să le îndeplinească scim#ătoarele de căldură sunt deț

natură func ională$ tenică$ economică i constructivă$ de aceea ale!erea tipului deț șscim#ător tre#uie să corespundă scopului urmărit. Principiul func ional tre#uie astfel asi!urat$ înc+t re!imul temperaturilor a!en ilor ț țtermici să fie men inut în timpul procesului de e*ploatare la parametri necesari.ț ,imensiunile scim#ătoarelor de căldură$ forma !eometrică a acestora$ calitateamaterialelor utilizate$ solu ia i modul de asam#lare$ sunt dependente de presiunileț șa!en ilor de lucru$ de flu*ul de căldură$ de temperatura a!en ilor$ de tipulț țscim#ătorului de căldură folosit etc. -a ale!erea tipului de scim#ător de căldură tre#uie să se asi!ure un cost deinvesti ie minim.ț &olu ia constructivă aleasă tre#uie să poată fi u or materializată$ cu o mareț ș

productivitate i cu celtuieli de între inere i repara ii minime.ș ț ș ț Transmiterea căldurii reprezint+ !enomenul care st+ la baza multor opera iițspeci!ice industriei alimentare, înc+lzire- r+cire- eaporare- condensare- uscare-distilare. %ransmiterea căldurii se produce pe #aza unei diferen e de temperatură. n modțspontan$ căldura trece de la mediul mai cald la mediul mai rece. Sc"imbul termic constă în transmiterea căldurii$ pentru a putea încălzi sau răci omaterie primă$ au*iliară sau un produs. /pera ia se realizează prin intermediul unuiț

a!ent termic$ care în decursul opera iei de încălzire sau răcire$ î i modifică sau nuț șstarea de a!re!are.#&en ii termiciț folosi i în industria alimentară sunt(ț• apa caldă 0 la presiunea atmosferică p+nă la C sau su# presiune ...

364C7• abur saturat 0 cel mai utilizat purtător de căldură7• apa rece 0 a!ent de răcire7• apa răcită 0 a!ent de răcire secundar peste 4C7• agen i de răcire neconven ionaliiț ț ( microunde cu frecven a de 245 8z pentruț

opărirea fructelor i le!umelor7ș

Sec ia de racireț a pasteurizatorului Coala

49od Coala : ,ocument &emnăt. ,ata


3/22

• câmp electric de înaltă tensiune mai mare de 3;< pentru încălzirea produselor

cu aciditate ridicată.

Pasteurizarea reprezintă opera ia ce are drept scop distru!erea majorită iiț țmicroor!anismelor i$ în particular$ a #acteriilor pato!ene nesporulate prezente înș

produsul alimentar$ cu cea mai mică pierdere posi#ilă a calită ilor senzoriale ale acestuia.ț

Pasteurizarea lucrează$ în !eneral$ la presiune atmosferică i temperaturi de lucru su#ș1C. Sterilizarea este opera ia ce are drept scop distru!erea tuturor microor!anismelor$țat+t a formelor ve!etative$ c+t i a celor sporulate.ș Sterilizatoarele lucrează la presiuneatmosferică sau suprapresiune i temperaturi de lucru e!ale sau mai mari de 1C.ș &cim#ătoarele de căldură se compun în principiu din două spa ii$ delimitate între ele$ț

pentru circula ia separată a celor două su#stan e între care se face scim#ul de căldură.ț țPeretele care separă cele două spa ii reprezintăț suprafa a de transmitere a căldurii sauț

suprafa a de încălzire sau răcireț . n cazul în care această suprafa ă separatoare nu e*istă$ț

scim#ul de căldură între su#stan e se face prin contact direct.ț Schimbătoarele de căldură func ioneazăț independent, sau în cadrul unor instala iiț complexe.

Func ie de scopul lor,ț scim#ătoarele de căldură se clasifică în(• scim#ător de căldură propriu)zis sau recuperator de căldură 0 pentru încălzirea

unui fluid rece sau răcirea unui fluid cald7• preîncălzitor 0 pentru încălzirea fluidului rece7• răcitor 0 pentru răcirea fluidului cald7

• radiator 0 pentru încălzirea aerului7• cazan cu a#ur 0 pentru o# inerea a#urului7ț• instala ia fri!orifică 0 pentru răcirea fluidului7ț• uscător 0 pentru uscarea materialelor7• turn de răcire 0 pentru răcirea apei calde7• condensator de suprafa ă sau de amestec 0 pentru condensarea vaporilor7ț• evaporator 0 pentru concentrarea solu iei licide7ț• coloană de rectificare 0 pentru separarea unui amestec pe #aza diferen ei deț

volatilitate. Func ie de sensul de circula ie a fluidelor ț ț prin scim#ătoarele de căldură$ elefunc ionează în ecicurent$ în contracurent$ în curent încruci at sau în curent mi*t.ț ș Func ie de numărul de treceri a fluidelor ț prin scim#ătoarele de căldură$ ele sunt cu osin!ură trecere sau cu mai multe treceri.

Sc"imb+toarele de c+ldur+ propriu'zise se clasifică în două mari !rupe(• recuperatoare 0 scim#ul de căldură se face de la fluidul cald la fluidul rece$

printr)un perete despar itor$ în re!im sta ionar permanent7ț ț• re&eneratoare 0 scim#ul de căldură se face prin intermediul unui solid$ care

înma!azinează căldura de la fluidul cald i o cedează fluidului rece$ în re!imș

Sec ia de racireț a pasteurizatorului Coala



4/22

,omeniile de utilizare de scim# de căldură sunt foarte variate$ destia iile principale alețacestor aparate fiind următoarele(

scim# comple* de căldură dintre !azele de ardere i apă)a#urul dinș!eneratoarele de a#ur7

transferul de căldură în cadrul proceselor de încălzire$ răcire$ fier#ere$ condensaresau alte procese speciale$ practic din toate ramurile industriale7

prepararea apei calde i fier#in i în sistemele de termoficare7ș ț evacuarea în atmosferă prin turnuri de răcire a căldurii rezidule rezultate din

procesele industriale7 procesele comple*e de recuperare a căldurii cu poten ial termic redus pentruț

încălzire i scopuri tenolo!ice.ș

&cim#ătoarele de căldură folosite în industria alimentară se pot denumi func ie dețopera iaț care se realizează cu ele( de e*emplu opăritor în industria conservelor dele!ume i fructe$ în industria cărnii$ catalizator în industria zaărului.ș

n ceea ce privesc materialele din care se confec ionează păr ile componente aleț țscim#ătoarelor de căldură$ tre#uie men ionat că produsele care se supun tratamentelor țtermice sunt foarte diferite din punct de vedere al compozi iei cimice. n majoritateațcazurilor$ produsele alimentare pot avea o reac ie acidă sau una alcalină$ ceea cețdetermină i ale!erea materialului din care tre#uiesc e*ecutate componenteleșscim#ătoarelor de căldură. ,e e*emplu$ la prelucrarea le!umelor i fructelor$ datoritășreac iei lor acide$ se impune confec ionarea scim#ătoarelor de căldură din o elț ț țino*ida#il sau alte materiale anticorosive7 la prelucrarea porum#ului sau fa#ricarea

amidonului$ datorită reac iei cimice a!resive fa ă de metal a produselor o# inute$ț ț țscim#ătoarele de căldură tre#uiesc confec ionate din fontă rezistentă la acizi$ din o elț țino*ida#il$ din cupru sau din aliaje ale acestuia7 în industria zaărului$ datorită pe de o

parte reac iei sla# acide a sucului de difuziune i pe de altă parte reac iei sla# alcaline aț ș țsucului de satura ie$ pentru a nu mic ora sta#ilitatea cimică a evilor scim#ătoarelor deț ș țcăldură$ acestea se confec ionează din o el car#on cu con inut scăzut de sulf i fosfor.ț ț ț ș

&cim#ătoare de căldură tu#ulare

-a scim#ătoarele de căldură tu#ulare$ elementele active de trandfer termic sunt evi.ț n figura !." se prezintă schema constructiv # func ională a schimbătorului deț căldură tubular. &e deose#esc următoarele componente( 1 0 capac7 1= 0 fund7 2$ 2= 0 racorduri în le!ătură cu spa iul intratu#ular7ț 3$ 3= 0 plăci tu#ulare7 4$ 4= 0 racorduri în le!ătură cu spa iul intertu#ular7ț 5 0 fascicul de evi7ț

> 0 manta.

Sec ia de pasteurizareț si re&enerare apasteurizatorului

Coala

>9od Coala : ,ocument &emnăt. ,ata


5/22

?ascicul de evi 5 este montat la capete în orificii practicate în două plăci tu#ulareț3$ 3= i îmcis într)o manta > fi*ată etan de plăcile tu#ulare$ acoperită la am#eleș șcapete cu capac 1 i fund 1=ș . -a cele două e*tremită i ale fasciculului de evi seț țformează astfel două camere 0 de distri#u ie i de colectare 0 delimintate de capac iț ș șrespectiv fund. Cele două fluide între care se realizează scim#ul termic se alimentează i seș

evacuează prin racorduri în le!ătură cu spa iul intertu#ular 4$ 4=$ respectiv racordurițîn le!ătură cu spa iul intratu#ular 2$ 2=. &e formează astfel două spa ii de circula ie aț ț țfluidelor( unul între evi i manta i altul în interiorul evilor$ împreună cu camerele deț ș ș țdistri#u ie i de colectare.ț ș

Figura !." 0 Sc"ema sc"imb+torului de c+ldur+ tubular

evile se montează în placa tu#ulară în două variante Ț figura !.$%( în e*a!oaneconcentrice a sau în cercuri concentrice #.

a b

Figura !.$ 0 Moduri de dispunere a eilor în placa tubular+ț


Coala



6/22

%ransferul termic se poate intensifica prin una din următoarele două variante( schimbător de căldură cu mai multe treceri 0 fluidul care circulă prin evi parcur!eț

de mai multe ori utilajul$ trec+nd într)un sens i în sens contrar prin c+te o frac iuneș țde evile fasciculului. ,irijarea fluidului se face prin pere ii despăr itori etan i. nț ț ț ș

figura !.& se prezintă două sceme ale unor astfel de scim#ătoare de căldură. &)afi!urat traseul fluidului care circulă prin spa iul intratu#ular$ pentru un număr par ați impar # de treceri. ,atorită dificultă ilor de eta are i tenolo!ice ce apar în cazulș ț ș ș

unui număr prea mare de treceri$ acesta este limitat la ase$ pentru un număr maișmare recur!+ndu)se la solu ia scim#ătorului de căldură cu icane7ț ș

schimbător de căldură cu icaneș ) icanele asi!ură uniformizarea cur!erii fluidelor înșspa iulț intertu#ular$ eliminarea zonelor de fluid sta!nant sau cu viteze reduse decur!ere i asi!ură participarea între!ii suprafe e a fasciculului tu#ular la transferul deș țcăldură. icanele se dispun transversal pe direc ia de cur!ere a fluidului prin spa iulȘ ț țintertu#ular. ,e asemenea icanele îndeplinesc i rolul de sus inere i ri!idizare aș ș ț șfasciculului tu#ular. n acest caz transferul de căldură pentru fluidul din spa iulțintertu#ular se intensifică datorită cre terii vitezei de cur!ere i a tur#ulen ei.ș ș ț

,in considerente mecanice i de între inere$ pentru evitarea depunerii de crustă peș țsuprafe ele de încălzire i pentru eliminarea eforturilor mecanice datorită dilatăriiț ștermice a evilor i mantalei$ scim#ătoarele de căldură pot fi prevăzute cu cap flotant$ laț șcare una dintre plăcile tu#ulare este fi*ată$ iar cealaltă se poate deplasa în direc iațdilatării evilor.ț

a b

Figura !.& 0 $ipuri de sc"imb+toare de c+ldur+ tubulare cu mai multe treceri


Coala



7/22

Principiul de !unc ionare a aparatuluiț

&cim#ătoarele de căldură de tip @ eavă în eavăA sunt incluse într)o !rupă separată$ cuț țtoate că ele în realitate nu sunt dec+t scim#ătoare de căldură simple$ tu#ulare$ în carefasciculul de evi se compune dț intr)o sin!ură eavă.ț 'le!+nd diametrul evii e*terioare$țse poate usor o# ine la aceste scim#ătoare de căldură o suprafa ă mică a sec iuniiț ț ț

transversale pentru spa iul dintre evi i se poate ajun!e la viteze înalte i la coeficien iț ț ș ș țmari de transfer de am#ele păr i ale evii interioare. Prin aceasta consumul de a!en iț ț țtermici poate fi foarte mic. &cim#ătoarele de căldură de tip @ eavă în eavăA sunt cuț țcontracurent i se pot utiliza nu numai ca răcitoare i condensatoare$ ci i ca încălzitoare.ș ș șn cazul c+nd consumul de a!en i termici este mare$ scim#ătoarele de căldură de tipț@ eavă în eavăA se compun din c+teva sec ii racordate paralel. itezele înalte deț ț țcircula ie ale a!en ilor termici împiedică depunerile de precipitate.ț ț ,acă condi iile e*ploatării nu impun cură irea spa iului din eavă i dintre evi$ț ț ț ț ș țscim#ătoarele de căldură se fac nedemonta#ile fi!. 1. Construirea este foarte simplă iș

consumul de metal$ în compara ie cu alte construc ii de acela i tip$ este minim.ț ț ș

?i!. 1

,acă este necesară cură irea spa iului dintre evi i pentru ca mantaua să fieț ț ț șconfec ionată din o el car#on$ construc ia scim#ătorului de căldură din metale scumpeț ț țde e*emplu o eluri austenitice se e*ecută demonta#ilă fi!. 2. evile se recomandă a fiț Ț

confec ionate din( aluminiu$ o el$ nicel$ cupru$ tun!sten i metale refractare. &e facț ț șcercetări pentru !ăsirea celor mai eficien i a!en i termici i materiale pentruț ț șconfec ionarea evilor astfel înc+t randamentul procesului de transfer termic să fie c+tț țmai ridicat.

?i!. 2


Coala



8/22

Pentru mic orarea numărului de îm#inări$ fiecare tronson al scim#ătorului de căldurăș

este format din elemente în formă de U. ?lan ele capetelor evilor interioare la fiecareș țtronson tre#uie să fie i ele demonta#ile. "tan area la flan e se asi!ură cu o !arnitură$ș ș șcare în acela timp serve te i la compensarea dilatărilor termice.ș ș ș &uprafa a de scim# de căldură în aceste scim#ătoare de căldură poate fi formată nuțnumai din evi netede$ ci i din evi cu nervuri fi!. 3. Ca i în alte construc ii$ evile cuț ș ț ș ț țnervuri se folosesc pentru e!alizarea condi iilor scim#ului de căldură de am#ele păr iț ț

ale suprafe ei de scim# de căldură. -icidul mai v+scos$ la care coeficientul de transfer țeste mai mic$ circulă pe partea cu nervuri$ adică în spa iile dintre evi.ț ț

?i!. 3. %ipuri de evi cu nervuri( a) cu nervuri lon!itudinale7ț #) cu nervuri elicoidale7 c) cu nervuri radiale.

.

n fi!. 4. "ste reprezentat un scim#ător de căldură de tip @ eavă în eavăA cu oț țsuprafa ă de scim# de căldură prevăzut cu nervuri i care se folose te în industriaț ș ș

petrolieră. Pentru mărirea compactită ii în locul îm#inării cu flan e se folosesc îm#inăriț șcu nisipuri.

?i!. 4.

&cim#ătoarele de căldură de tip @ eavă în eavăA sunt foarte potrivite pentru construireaț țîncălzitoarelor din fontă silicioasă$ ceramică$ sticlă i alte materiale de acela i !en. Căma aș ș șscim#ătoarelor de căldură are un astfel de diametru$ înc+t prin ea să treacă cu un joc minim

capătul în!ro at al evii.ș ț


Coala



9/22

Docurile dintre evi sunt etan ate de am#ele păr i cu !arnituri$ la care i #uc a fi*ă iț ș ț ș ș ș #uc a de str+n!ere se e*ecută din două jumătă i. 'm#ele jumătă i ale fiecărei #uc e seș ț ț șsprijină pe patru uru#uri introduse în #osajele mantalei$ după ce eava a fost introdusăș țîn manta. ?lan ele care lea!ă coturile de evi au o construc ie o#i nuită fi!. 5.ș ț ț ș

?i!. 5. m#inarea evii din fontă silicioasă cu căma ă de o elț ș ț

&cim#ătoarele de căldură de tip @ eavă în eavăA sunt utiliza#ile mai ales în cazulț ț

unor consumuri mici i medii de a!en i termici i constituie un tip modern de utilaj. "leș ț șau o construc ie relativ simplă i permit varia ia mărimii suprafe ei de transfer prinț ș ț țadău!area i eliminarea de elemente fi!. >.ș

?i!. >. &cema func ională a scim#ătorului de căldură de tip @ eavă în eavăA(ț ț ța) scim#ător de căldură tu#ular7 #) scim#ător de căldură compact cu

a ezarea evilor în serpentină7 8) înăl imea scim#ătorului7 ,) diametrulș ț țserpentinei7 -) lun!imea evilor7 &) pasul serpentinei7 dț 2e) diametrul eviițe*terioare7 d1e) diametrul evii interioare diametre e*terioare7 tț 1 $ tˈ 1A 0temperaturile$ ini ială i finală$ ale produsului încălzit sau răcit7 tț ș 2 $ t2A 0

temperaturile$ ini ială i finală$ ale a!entului termic.ț ș


Coala



10/22

-a încălzirea unui licid pe seama căldurii cedate de a#urul saturat care condensează$ esteindicat ca licidul să circule de jos în sus prin interiorul evii$ iar a#urul i condensatul de susț șîn jos în spa iul inelar dintre cele două conducte$ condensatul evacu+ndu)se pe la parteaținferioară prin intermediul unui separator de condensat. n acest sistem se realizează ocircula ie în contracurent. 'ceasta se poate realiza i în cazul transferului de căldură între douăț șlicide$ c+nd viteza licidului care circulă de sus în jos tre#uie să fie aleasă înc+t eava să fiețtot timpul plină să e*iste cur!ere for ată.ț

,ezavantajele scim#ătoarelor de căldură de tip @ eavă în eavăA(ț ț

1 consumul mare de metal la 1 m2 de suprafa ă de scim# de căldură$ în compara ieț țcu alte tipuri de scim#ătoare de căldură7

2 ,imensiuni mari de !a#arit.

'ceste dezavantaje sunt compensate din plin de productivitatea înaltă pe fiecare metrude suprafa ă i prin mic orarea suprafe ei necesare de scim# de căldură.ț ș ș ț

Enstala ia pentru pasteurizarea i sterilizarea produselor în vracț ș

Pasteurizarea i sterilizarea produselor în vrac se aplică pentru produsele licideșlapte$ sm+nt+nă$ vin$ #ere$ sucuri de fructe etc. i v+scoase sau cu un con inut deș ț

particule mici nectaruri$ supe$ sosuri$ creme$ deserturi. Pasteurizatoarele i sterilizatoarele pentru produse în vrac pot fi(ș cu ac iune indirectă'ț scim#ătoare de căldură tu#ulare sau cu plăci$ cu a!ent de

încălzire a#ur sau apă caldă7 cu ac iune directă'ț cu injec ie sau infuzie de a#ur.ț

Enstala ii cu scim#ătoare de căldură tu#ulareț

&cim#ătoarele de căldură tu#ulare se utilizează în componen a instala iilor deț țsterilizare a sucurilor sau a altor produse cu pulpă sau fi#ră. 'stfel de scim#ătoare decăldură sunt de tip @ eavă în eavăA$ cu două sau trei concentrice. 9ai multe #aterii deț țevi pot fi utilizate pentru o instala ie completă de pasteurizare sau sterilizare prevăzutăț ț

cu zone de încălzire$ re!enerare i răcire.ș ntr)o confi!ura ie cu două evi concentrice$ produsul circulă în interior$ iar mediul deț țîncălzire sau de răcire la e*terior$ cu e*cep ia re!enerării produs 0 produs.ț ntr)o confi!ura ie cu trei evi concentrice$ produsul circulă prin sec iunea din mijloc$ț ț țiar mediul în celelalte două$ ceea ce asi!ură un transfer de căldură mult îm#unătă it.ț

Caracteristica esen ială a confi!ura iei eavă în eavă o reprezintă @ț ț ț ț trecerea unicăA$adică o sin!ură trecere continuă de preîncălzire p+nă la răcirea finală. ncălzirea

produsului este mai uniformă dec+t în cazul circula iei paralele de la scim#ătoarele dețcăldură multitu#ulare. n figura !.() se prezintă schema instala iei de pasteurizare Stor* ț $ utilizată la

pasteurizarea sucurilor de fructe$ nectarurilor de fructe i sucurilor de fructe concentrateșcu particule mici. Componenta principală a instala iei este ansam#lul de două eviț țconcentrice. Produsul trece întotdeauna$ în mod continuu i neted$ prin eava centrală.ș ț

eava e*terioară are #are de distan are care ar putea să re ină fi#re ce tre#uie să răm+năȚ ț ț

în produs. Enstala ia se compune din(ț


Coala



11/22

1 0 răcitor

2 0 zona de răcire 3 0 zona de re!enerare 4 0 tu# de men inereț 5 0 zona de recuperare > 0 zona de încălzire 6 0 sistem de contrapresiune 0 tanc de e!alizare

0 pompă.

+odul de func ionareț al instala iei este următorul( materia primă sucul de fructe se alimentează înțtancul de e!alizare $ de unde se pompează în prima zonă de încălzire 5$ i anume zone deșre!enerare apă 0 produs. ,e aici produsul ajun!e în zona de încălzire cu a#ur >$ unde se încălze teș

p+nă la temperatura de pasteurizare. Produsul fier#inte se men ine la temperatura de pasteurizare înțtu#ul de men inere 4 i apoi trecut în zona de răcire 3 re!enerarea produs 0 apă i zona de răcireț ș șfinală 2 p+nă la temperaturi finale de 1C ) 2C. ,eoarece capacitatea instala iei este în !eneral cu 5F ) 1F mai mare dec+t capacitatea sta iei deț țumplere$ este necesar un circuit de recirculare a surplusului de produs pasteurizat. Pe acest circuit seaflă un sistem de contrapresiune 6 care asi!ură flu*ul cerut de sta ia de umplere.ț

Figura !.() 0 Sc"ema instala iei de pasteurizare Stor/ ț


Coala



12/22

*azele protec iei de munc+ț

Caracteristicile de calitate ale unui produs sau ale unui !rup de produse se prescriu înstandarde$ norme tenice$ caiete de sarcini$ etc. Pe care orice producător tre#uie să lerespecte cu stricte e.ț &e consideră că un produs are calitate optimă atunci c+nd sunt îndeplinite sarcinile

pentru care este destinat$ iar celtuielile !lo#ale pentru realizarea i e*ploatarea lor suntș

minime. -e!ea privind asi!urarea i controlul calită ii prevede următoarele(ș ț produsele tre#uie livrate numai după un control final efectuat de un personal

calificat corespunzător7 furnizorul răspunde de fia#ilitatea produselor i are o#li!a ia de a urmăriș ț

comportarea acestora în e*ploatare. Caracteristicile de calitate i metodele recomandate pentru controlul aparaturiișcimice i petroliere$ în diferite etape ale procesului de fa#rica ie 0 montare i recep ieș ț ș țsunt re!lementate prin prescrip ii tenice i instruc iuni ela#orate de către E&CEG sauț ș ț

prin standarde de stat. Conform prescrip iilor E&CEG C4)24$ verificarea recipientelor su# presiune înțtimpul construirii$ montajului i reparării cuprinde(ș

1 controlul îndeplinirii condi iilor sta#ilite de E&CEG cu privire la verificarea iț șavizarea proiectelor de e*ecu ie7ț

2 controlul calită ii materialelor utilizate7ț3 controlul calită ii îm#inărilor sudate7ț4 controlul calită ii recipientelor asam#late.ț

1. Prescrip iile tenice E&CEG prevăd următoarele condi ii cu privire la realizareaț ț proiectelor pentru construirea i repararea recipientelor su# presiune(ș• Proiectele tre#uiesc ela#orate de unită i de proiectare specializate$ împuterniciteț

de or!anele centrale i autorizate de E&CEG7ș• Unită ile de proiectare autorizate tre#uie să numească persoane de specialitateț

care să verifice proiectele în ceea ce prive te concordan a cu prevederileș ț prescrip iilor E&CEG i să avizeze din acest punct de vedere desenul tip deț șansam#lu care se ane*ează la cartea recipientului7

• Unită ile de proiectare autorizate sunt o#li!ate să prezinte proiectele ela#orate$ț

respectiv desenele tip de ansam#lu pentru a fi avizate de către E&CEG cu privirela respectarea rescrip iilor tenice.ț

erificarea îndeplinirii acestor condi ii face o#iectul primei etape de control ațrecipientelor su# presiune.

2. Controlul calită ii materialelor utilizateț Caracteristicile de calitate ale materialelor utilizate la fa#ricarea utilajelor suntsta#ilite prin standarde de stat i atestate prin marcarea i prin certificatele de calitateș șcare le înso esc.ț-a recep ia materialelor de către utilizator$ se verifică coresponden a dintreț ț

caracteristicile de calitate înscrise în certificatul de calitate emis de producător. Pentru materialele ce pot suferi de!radări în timp$ verificarea calită ii se face at+t lațrecep ia lor$ de către prpducător$ c+t i înainte de utilizator.ț ș


Coala



13/22

Controlul calită ii îm#inărilor sudatețComple*itatea factorilor care intervin în procesul de sudare$ a impus o mare diversitatede încercări i e*aminări pentru a urmări influen a fiecărui factor$ precum i influen aș ț ș ț!lo#ală a acestora. 'ceste încercări au ca scop depistarea eventualelor defecte e*istente i apreciereașcalită ii îm#inărilor.ț Calitatea îm#inărilor sudate prezintă un factor de ecili#ru otăr+tor al si!uran ei înț

e*ploatare. Pentru aprecierea calită ii îm#inărilor sudate pe #aza rezultatelor controluluițnedistructiv$ sunt calitative de !enul acceptare)respin!ere.Controlul calit+ ii recipientelor asamblateț Conform prescrip iilor tenice E&CEG C4)24$ recipientele su# presiune se supun$țdupă asam#lare$ următoarelor verificări i încercări(ș• verificarea căr ii recipientului7ț• verificarea calită ii materialelor7ț• verificarea aspectului i dimensiunilor7ș• verificarea marcării7• încercarea la presiune idraulică.

Cartea recipientului tre#uie să cuprindă toate datele tenice ale acestuia. Cartearecipientului cuprinde calculele de rezisten ă$ condi iile tenice i instruc iunile deț ț ș țe*ploatare ale acestuia.

erificarea calită ii materialelor se face pentru fiecare element al recipientului$țsta#ilindu)se dacă materialele corespund calitativ prescrip iilor din cartea recipentului$țdocumenta iilor de e*ecu ie$ standardelor i altor normative în vi!oare.ț ț ș erificarea marcării constă în a sta#ili dacă recipientul este prevăzut cu o placă de

tim#ru$ conform &%'& con in+nd caracteristicile tenice ale tuturor spa iilor de lucru iț ț șdacă sunt marcate prin poansonare l+n!ă placa de tim#ru$ denumirea întreprinderiiconstructoare$ numărul de fa#rica ie i anul fa#rica iei recipientului.ț ș ț 0ncercarea de presiune "idraulic+ se e*ecută cu apă sau aer la presiunea sta#ilită în

proiect$ astfel înc+t ridicarea i co#or+rea presiunii să se facă continuu i fărp ocuri.ș ș ș ,urata de sus inere la această pro#ă va fi sta#ilită prin proiect$ însă nu va fi mai micățde 1 minute. ncercarea de presiune idraulică se consideră reu ită dacă nu se constată(ș• ,eformări plastice via#ile$ fisuri sau crăpături ale elementelor recipientului7• Picături sau scur!eri pe la îm#inările sudate în materialul de #ază sau la îm#inările

nedemonta#ile.

erificările i încercările se e*ecută de către or!anele E&CEG sau de către personalșautorizat de E&CEG.


Coala



14/22

*iblio&ra!ie

1. HIJKLJ M. N.$ OLIQRLJ H.S.$ TLRLJ. V.V.$ HWXYWZ X [I\I]X ^L R_W_

^WL`YLJ X I^^IWILJ bXX]YRL YbQLKLXX. 0 .( XXg$ 11

2. hIbYYJ. .. kQLJZ ^WLYRXWLJIQXg ^WL`YLJ X I^^IWILJ ^XYJZb^WLX[JL\J. XQR$ 162$ 165.

3. _XR .V.$ IKLJ V..$ Y^KLqX[X]YRXY JLJI ^XYJZb ^WL\_RLJ X

^LK_qIWXRILJ$ .$ 162.

4. XRX . . IKRX V. T. YbQLKLX]YRLY LLW_\LJIQXY RLQYWJQZb

[IJL\LJ$ .


Coala



15/22

I. Calcul termic al aparatului

&e dă(

,e#itul masic al sucului de mere( s.m. -" th7

%emperatura ini ială a sucului de mere(ț t ) - t ˈ in - )/ 01 7

%emperatura de pasteurizare( t p - &2 01 7

%emperatura apei fier#inti t501 7

Coeficientul de re!enerare "$6

(. ,eterminăm temperatura sucului rece dupa incalzire in sectia de re!enerare.

t r=¿ t )3 " (t p−t ¿) 2$664)256.

1. ,iferena de temperatură în re!enerator(ț

∆ t r= (1− E ) (t p−t ¿)= (1−0,7 ) (74−20 )=16.2 ° K

2. %emperatura sucului cald la ie ire din re!enerator(ș

t rc=t ¿+∆ t r=20+16.2=36.2℃

&cema curen ilor în re!enerator(ț

t

t p

∆ t max t rc

t rr ∆ t min

t ¿

?

t p →t rc suc fier#inte

t rr←t ¿ suc rece

∆ t max=t p−t rr

∆ t min=t rc−t ¿

∆ t max=74−57.8=16.2

∆ t min=36.2−20=16.2

Sectia de pasterizare si re&enerare a pasteorizariii Coala



16/22

).Conform datelor de mai sus avem(

∆ t med=∆ t min=∆ t total

3. ,eterminăm temperaturile medii ale curen ilor(ț

a. %emperatura medie a sucului rece(

t medr=

57.8+20

2=39℃

Pentru sucul de mere la această temperatură determinăm coeficientul viscozită ii dinamiceț μ i coeficientul conductivită ii termiceș ț λ $ conform w3x$ %a#. 223 pa!. 142 i ?i!. 3 pa!.ș

14>(

μr=110∙10−5

Pa∙ s

λr=55,9 ∙10−2 W /m2∙ K

b. Capacitatea termica se va determina conform formulei(

cs=100−0,66a

100=

100−0,66 ∙15

100=0,95

ccal

kg∙K =3980,5

J

kg ∙K

c. ,ensitatea sucului de mere(

ρs= 267

267−a

= 267

267−15

=1,06=1060 kg/m3

d. %emperatura medie a sucului fier#inte(

t medc=

90+25

2=70,6℃

Pentru sucul de mere la această temperatură determinăm coeficientul viscozită ii dinamice y iț școeficientul conductivită ii termice $ conform w3x$ %a#. 223 pa!. 142 i ?i!. 3 pa!. 14>(ț ș

μc=66 ∙10

−5

Pa ∙ s

λc=58,0 ∙10−2

W /m2∙K

4. Calculul de#itului total de căldură pentru încălzire p+nă la temperatura de pasteurizare(

Qtot =Qr+Q p

Sec ia de pasteurizare si re&enerare ațpasteorizatorului

Coala



17/22

unde(

4r 0 cantitatea de căldură$ transmisă sec iei de re!inerare$ wț 5, *5 x7

4 p 0 de#itul de căldură necesar pentru încălzirea sec iei de pasteurizare$ wț 5, *5 x7

Q p=G s m c (t p−t ¿ )=4 ∙1000

3600

∙3,9 ∙ (72−51,2 )=¿ kW

Qr= E∙Gs m c ( t p−t ¿ )=0,6 4 ∙1000

3600∙3,9 (72−20)=34,32kW

Qtot =Qr+Q p=90+34,32=124,32kW

Sec ia de pasteorizare si re&enerare ațpasteorizatorului

Coala

1>9od Coala : ,ocument &emnăt. ,ata


18/22

'le!em cu apro*ima ie modelul scim#ătorului de căldură %%)3 din w2x$ pa!. 62$ cuțurmătorii parametri(

,iametrul evilor$ mmț e*terior 6>*4

interior 3*2$5-un!imea evii e*terioare$ mmț 3)>&uprafa a scim#ului de căldură$ mț 2 $357 $61>

(. Calculăm coeficientul total de transfer al căldurii pentru procesul de re!enerare(

a. ,eterminăm viteza de circulare a sucului prin eavă conform w4x pa!. 45ț

!=4 ∙Q"

# ds2

unde(

46 0 de#itul volumic al sucului de mere$ w m3/s x7

d 0 diametrul evilor prin care cur!e sucul$ wț mx7

ds=38−(2,5 ∙2)=38−5=33mm=0,033m

Q" =Gs m

ρs m=

4 ∙1000

3600∙1060=0,0013m

3/s

!=4 ∙Q"

# ds2 =

4 ∙0,0013

3,14 ∙0,0332=1,52m /s

b. Calculăm criteriul lui Ge{nolds pentru sucul rece(

ℜr=

! ∙ ds∙ ρs

μr=

1,52∙0,033 ∙1060

110∙10−5 =

48336

ℜ>10−4−¿ re!imul de cur!ere tur#ulent

c. Calculăm criteriul lui Prandtle pentru sucul rece(

Prr=cs ∙ μr

λr=3980,5 ∙110∙10

−5

55,6∙10−2

=7.87

Sec ia de pasterizare si re&enerare a pasteorizatoruluiț Coala



19/22

d. Calculăm criteriul lui Prandtl pentru temperatura peretelui(

Calculăm temperatura peretelui(

t pr=t med

r+t med

c

2=

44+70,6

2=57,3℃ $58℃

,eterminăm v+scozitatea dinamică a sucului de mere la temperatura peretelui$ conform w3x$%a#. 223 pa!. 142 i ?i!. 3 pa!. 14>(ș

μ per=176∙10−5

Pa∙ s

λ per=57 ∙10−2W /m

2∙K

Pr per=cs ∙ μ per

λ per=

3980,5 ∙76 ∙10−5

57 ∙10−2

=5,37

e. ,eterminăm raportul ( Prc Pr per ):

( Prr Pr per )0,25

=( 7,875,37 )0,25

=1,09

!. ,eterminăm coeficientul |usselt$ pentru re!imul tur#ulent conform w1x$ pa!. 15>(

%&r=0,021 ∙ℜ0,8

∙Pe0,43

∙

( Prr

Pr per )0,25

=0,021 ∙483360,8

∙7,870,43

∙1,09=309,65

&. Calculăm coeficientul par ial de transfer al sucului rece(ț

' 1=

%&r

λr d=

309,57 ∙10−2

0,033=534,85

W

m2 K

". Calculăm criteriul lui Ge{nolds pentru sucul fier#inte(

ℜc=!∙ds ∙ ρs

μc=1,52 ∙0,033 ∙1060

66 ∙10−5

=80560

ℜ>104−¿ re!imul de cur!ere tur#ulent

i. Calculăm criteriul lui Prandtle pentru sucul fier#inte(

Prc=cs μc

λc=

3980,5 ∙66 ∙10−5

58,0 ∙10−2

=4,52


Coala



20/22

5. ,eterminăm raportul ( Prc Pr per ):

( Prc Pr per )0,25

=( 4,325,37 )0,25

=0,95

/. ,eterminăm coeficientul lui |usselt$ pentru re!imul tur#ulent(

%&r=0,021 ∙ℜ0,8

∙Pr0,43

∙( Prc Pr per )0,25

=0,021 ∙805600,8

∙4,320,43

∙0,95=313,82

l. Calculăm coeficientul par ial de transfer al sucului fier#inte(ț

' 2=

%&r

λc d=

313,82 ∙58,0 ∙10−2

∙0,033=606,72

W

m2 K

m. Calculăm coeficientul total de transfer de căldură pentru re!enerator(

k r= 1

1

' 1

+∑ r+ 1

' 2

unde(

∑ r−¿ suma rezisten elor materialelor din care este confec ionată conductaț ținclusiv materialul evii$ izola ia$ ru!ină$ etc.7ț ț

&ă presupunem că evile sunt confec ionate din o el ino*ida#il$ i sunt lipsite de impurită i$ț ț ț ș țatunci(

∑ r=( n

λn=

0,0025

15=1,67 ∙

10−4

m2 K

W

unde(

( −¿ !rosimea peretelui evii izola ie$ etc.$ț ț 7m87

λ−¿

coeficientul conductivită ii termice$ț 75m987

K r= 1

1

534,85+1,67 ∙10

−7+

1

606,72

=1972,38 W

m2 K

1. Calculăm suprafa a sec iei de re!enerare(ț ț

) r=Qr

K r ∙∆ t r

unde(

}t r 0 diferen a medie a temperaturii în re!enerator$ț 70187


Coala



21/22

∆ t r=t p−t rr=75−51,2=23,8 ° K

t rr=t ¿+ E (t p−t ¿)=20+0,6 (72−20 )=51,2℃

) r=Qr

K r ∙ ∆ t r=

343200

1972,38 ∙23,8=7,3

a. ,eterminăm lun!imea totală a evilor(ț

*tot = ) r

#d=

7,3

3,14 ∙0,033=70m

b. |umărul elementelor evilor coa*iale(ț

n= *tot

l

=70

6

$12

unde(

l 0 lun!imea evilor e*terioare$ț 7m8.

Sec ia de pasterizare si re&enerare a pasteorizatoruluiț Coala



22/22

Documents

246136688 Operatii Unitare in Industria Alimentara Docx