Tema:

Sušare za voće

Sadržaj

1. Uvod…………………………………………………………………..3

2. Proces pripreme voća…………………………………………………4

3. Projektovanje sušare…………………………………………………..9

4. Proračun sušare……………………………………………………….13

5. 3D model sušare………………………………………………………20

6. Ekonomska analiza...………………………………………………….25

7. Literatura…………………………………………………………....…28

1.Uvod

Sušenje voća podrazumeva dovođenje određene količine toplote potrebne za isparavanje i odvođenje vlage. Obično se pre sušenja voće mora na neki način pripremiti, što znači da je potrebno primeniti odgovarajuće tehnološke postupke. Odgovarajući tretman zavisi od vrste voća.

Raznovrsni plodovi voća imaju veoma visoke hranljive vrednosti i kvalitet sa ekološkog aspekta.Očuvanje njihovog kvaliteta direktno zavisi od načina primarne dorade ostvarene u vremenu od momenta ubiranja (berbe) do odgovarajućeg načina pakovanja i skladištenja.

Najčešći način primarne obrade je dehidracija-sušenje.Odvođenje vlage sušenjem je jedino prihvatljivo ako se to čini zagrejanim agensom (vazduhom) indirektnim putem. To praktično znači sušenje zagrejanim čistim vazduhom, bez prisustva gasova nastalih sagorevanjem goriva.To podrazumeva da sušara poseduje uređaje - razmenjivače kojima se toplota nastala sagorevanjem goriva, prenosi indirektno na vazduh.

Ulaganja u objekte treba da su što je moguće manja. Posebna pažnja se treba posvetiti kvalitetnoj izolaciji. Ugrađen sistem za recirkulaciju treba da omogući precizno podešavanje količine zagrejanog vazduha i male vlažnosti u procesu sušenja.

Sušare se međusobno razlikuju ne samo po vrsti materijala za koji su namenjene, već i po tome kako se priprema radni fluid za sušenje, kakva je vrsta tog radnog fluida, kakav je njegov tok kretenja u radnom prostoru sušare, na koji način predaje toplotu materijalu koji se suši i tako dalje.

Slika 1 – osušeno voće

2. Proces pripreme voća

Pod pojmom pripreme voća za dehidraciju podrazumeva se čitav niz različitih postupaka koji se sprovode u cilju dobijanja finalnog produkta što boljeg kvaliteta. Postupci se mogu podeliti:

1. Prebiranje - masa voća se istovara na horizontalnu traku sa koje radnici ručno eliminišu sve plodove nezdravog izgleda, kao i lišće i grančice, kojih ima naročito posle mašinske berbe (slika 2). Ovaj postupak se sprovodi za sve vrste voća, specijalno za šljive i višnje.

Slika 2 – prebiranje voća

2. Skidanje peteljki - obavlja se mašinski sa plodova šljiva i trešanja (slika 3)

3. Pranje - sve vrste voća se obavezno peru vodom pod pritiskom, osim banana (slika 4)

Slika 3 – mašina za skidanje peteljki Slika 4 – pranje voća

4. Ljuštenje - obavezan način pripreme jabuke, kruške i banane. Jabukama i kruškama se pri-likom ljuštenja izbijaju semene lože mašinskim putem (slika 5), dok je ljuštenje banana ručno

5. Rezanje na kolutove, kriške ili polovine - režu se neke vrste voća: jabuke i banane se seku na kolutove debljine do 4 mm, kruške i banane takođe na kriške, mašinskim putem (slika 6). Polovljenje kajsija i bresaka se radi ručno

Slika 5 – ljuštenje voća

Slika 6 – mašina za rezanje voća

6. Branširanje - obavlja se uz pomoć vodene pare ili potapanjem u rastvor NaOH. Kajsija se tre-tira vodenom parom u trajanju 2-4 minuta, breskva takođe (4-8 minuta) kao i kruška. Šljiva i bo-bice grožđa se potapaju u 2-3% rastvor NaOH nakon čega se ispiraju hladnomvodom. Smokva se potapa u rastvor kuhinjske soli radi dobijanja lepše boje i omekšavanja pokožice, a takođe se može potapati u rastvor NaOH;

7. Sumporisanje - obavlja se u posebnim komorama u kojima sagoreva čist sumpor. Ova priprema treba da spreči potamnjenje voća. Sumporisanje kolutova jabuke traje 15-30 minuta, polutki kajsije 2-3 sata, grožđa i smokava tri sata. Kriške krušaka se sumporišu u komori 15-20 minuta sa 2,3 kg sumpora na tonu voća. Sumporisanje bresaka traje četiri sata, a kolutova ili kriški banana do sadržine od 0,013% SO2 u finalnom proizvodu.

Pripremljeno voće se suši u sušarama različitih rešenja. U zavisnosti od načina dovođenja toplote sušenje može biti:

1.konvektivno sušenje sa atmosferskim pritiskom radnog fluida; tipovi sušara koje su najčešće u primeni su:

A. tunelske,B. trakaste iC. sušare sa lesama,

2.konvektivno sušenje u vakuumu,3.mikrotalasno sušenje,4.osmotsko sušenje i5.sušenje zamrzavanjem ili liofilizacija.

1.Konvektivno sušenje

Konvektivno sušenje pripremljenog voća se obavlja radnim fluidom koji može da bude čist vazduh ili mešavina vazduha i produkata sagorevanja. Voće se ređa u ravnomernom tanjem sloju na perforirane površine - tave, lese ili tacne od nerđajućeg čelika. Ako su u pitanju kriške ili kolutovi, stavlja se 6-9 kilograma voća na kvadratni metar radne površine. Ako se suše celi plodovi, bobice grožđa, šljive ili smokve, opterećenje na tavama je 14-16 kg/m2.

2.Konvektivno sušenje u vakuumu

Opšta karakteristika konvektivnog sušenja u vakuumu je odvijanje procesa pri sniženim vrednostima temperature radnog fluida i pritiska u radnom prostoru. Priprema voća je istovetna kao pri sušenju sa atmosferskim vazduhom.Temperatura vazduha za sušenje je 30-50oC, a pritisak vazduha 10-15mm živinog stuba. Vreme sušenja varira u zavisnosti od vrste voća, početne vlažnosti, dimenzija sečenih delića ali generalno traje 4-16 sati. Izlazna vlažnost voća je dosta niska, oko 1%, te su osušeni proizvodi higroskopni. Zbog toga im se mora obratiti odgovarajuća pažnja prilikom pakovanja, koje se radi u prostorijama sa niskom vlažnošću vazduha. Upakovani proizvodi su hermetički zatvoreni, a skladište se u prostorijama sa kontrolisanom atmosferom.

3.Mikrotalasno sušenje

Razvoj mikrotalasne tehnologije, a naročito projektovanje tunela sa kontinualnim procesom,omogućilo je primenu i u postupcima sušenja voća i povrća. Osnovne prednosti korišćenja mikrotalasne energije su uniformno temperaturno polje u materijalu i mogućnost kontrolisanog zagrevanja delića voća po želji. Međutim, ove prednosti se realizuju po visokoj ceni, tako da su finalni proizvodi skuplji u odnosu na one sušene nekim drugim načinom. To je svakako razlog što mikrotalasno sušenje još uvek nema širu primenu.

4.Osmotsko sušenje

Suština osmotskog sušenja voća je u prolaženju molekula vode kroz polupropustljive ćelijskemembrane sa mesta višeg potencijala na mesto nižeg potencijala vlage. Metod, prema tome, podrazumeva potapanje pripremljenog voća u rastvor šećera ili u sirupe. Osmotskim putem se početna vlažnost materijala može prepoloviti, a osušeni proizvod zadržava sve hranljive vrednosti (naročito vitamine), boju, aromu i lep izgled, jer nema kontrakcije prvobitne zapremine. Na planu osmotskog sušenja voća predstoji još dosta naučnoistraživačkog rada, te se smatra da je ovo jedan od načina konzerviranja pred kojim se tek otvaraju šire mogućnosti primene. Tako na primer, u kombinaciji sa konduktivnim ili konvektivnim sušenjem priprema se veliki broj vrsta voća u našoj zemlji, koja tu ima dugu tradiciju (spremanje slatka).

5.Sušenje zamrzavanjem

Sušenje zamrzavanjem ili liofilizacija se u principu primenjuje za konzerviranje toplotno osetljivih proizvoda (lekovi, serumi, meso i sl). Učinjeni su pokušaji primene ove tehnologije pri sušenju voća, uglavnom na eksperimentalnom nivou. Konstatuje se da je cena finalnog proizvoda visoka, jer se process odvija pri temperaturama radnog fluida od 0oC i nižim i pri visokoj vrednosti vakuuma. Manipulacija liofilnim proizvodima je otežana i zahteva specijalne prostorije.

Slika 7 - šematski prikaz sušare za voće

Vrste voća koje se mogu podvrgnuti procesu sušenja su: jabuka , kajsija, višnja, šljiva, breskva, smokva, kruška, grožđe, banana, lubenica... U tabeli 1 prikazani su parametri za sušenje nekih vrsta voća koji se u našim krajevima najčešće suše.

VRSTA

VOĆA

Vremesušenja

h

Temperatura °Cpočetak kraj

Količina robe

na lesikg/m2

Potrebno kg vlažne robe za l kg suve

kgsuva vlažna suva vlažnajabuka 10-15 74-70 63 62-65 52 9,8 6-8kajsija 15-25 45 37 65 52 10 7-8šljiva 14-18 75 64 60-65 52 16,4 3-4višnja 8-12 55 46 75 60 6,5 8-10breskva 15-24 45 37 65 52 13,5 7,9smokva 15-20 50 41 75 60 14 2,5-3kruška 15-24 45 37 65 52 16,5 6-7grožde 15-20 75 64 70 56 14 5-6

Tabela 1- parametri sušenja

Slika 8 – osušeno voće

3. Projektovanje sušare

Za projektovanje je izabrana sušara tunelskog tipa. A voće koje bi se sušilo su šljive.

Sušare tunelskog tipa najcešce su izrađene u vidu objekata, a prema načinu rada pripadaju sušarama sa kontinualnim (neprekidnim) radom. Osnovni deo ovih sušara je izdužena komora – tunel koji može biti različitih dimenzija (i do 90 m). U komoru za sušenje se postavljaju kolica na kojima se nalaze lese za prihvatanje plodova. Kolica su smeštena na šinama, ugrađenim u podu uzduž komore. Lagano kretanje kolica sa lesama se obezbeđuje najčešce pomoću hidrauličnog mehanizma.

Tunelska sušara je po vertikali podeljena na dva dela tako da je u gornjem, manjem delu smešten ventilator sa usmerivačima vazduha, a sa bočne strane je gorionik i izmenjivač toplote. Na ulazu i izlazu u tunel postavljena su vrata koja se istovremeno periodično otvaraju da bi se nakon iznošenja kolica sa suvom šljivom i pomeranja ostalih kolica unela naredna sa svežim plodovima. Ulazna vrata pri dnu imaju otvor kroz koji izlazila zasićen vazduh. Taj otvor se namenski postavlja na dnu vrata zato što je zasićen vazduh teži i pada na dno komore. Gornja komora, takođe, ima otvor koji omogućava ulazak svežeg vazduha, a samim tim i recirkulaciju.

Ove sušare mogu biti veoma velikih kapaciteta (do 16 tona) po jednom tunelu. Zavisno od načina kretanja zagrejanog vazduha u odnosu na kretanje kolica sa plodovima mogu biti:1. Protivsmerne – zagrejan vazduha se kreće u suprotnom smeru u odnosu na smer kretanja kolica

sa lesama i plodovima2. Istosmerne - kolica sa plodovima se kreću u istom smeru sa smerom kretanja agensa sušenja

Izabrana sušara bila bi suprotnosmernog tipa.

Šljive kao glavna vrsta voća koja bi se sušilaČ to su višegodišnje, drvenaste, listopadne biljke cvetnice. Kina je najveći proizvođač šljive (2.652.000 t). Za njom dolaze SAD, Rumunija, Njemačka,Francuska. Nekadašnja Jugoslavija se nalazila na trećem mestu. U svetu se uzgaja čak oko 2000 sorti šljive.

Najvažniji centri proizvodnje šljive u Srbiji su regioni Valjeva i Zapadne Morave, a manji: šumadijski, podunavski i ponišavski.

Plod domaće šljive je sočna koštunica. Njegova masa se kreće od 7-100 grama. Jestivi deo ploda (pokožica i meso) čini 94 – 96% mase, a ostatak koštica i semenka. Sastojci jestivog dela ploda šljive su: voda, šećeri, organske kiseline, masne, azotne, opore, bojene i aro-matične materije, vitamini, enzimi i mineralne materije (pepeo).Voda čini 74 do 87% mase ploda. Najznačajniji šećeri u plodu šljive su: sa-haroza (4,3%), glukoza (4,0%) i fruktoza.

Tehnologija sušenja šljive obuhvata dve faze: sušenje i završnu obradu.

Prva faza obuhvata sledeće tehnološke operacije: inspekcija → pranje → inspekcija → klasiranje → stavljanje na lese→ sušenje.

Postupak završne obrade uključuje operacije: inspekciju → klasiranje → pranje → pas-terizaciju → odstranjivanje površinski zadržane vode → dodavanje konzervanasa → pakovanje (punjenje ambalaže i zatvaranje).

Slika 9 - Tehnološki postupak sušenja šljivaInspekcija - iz gajbica preko prijemnog transportera šljiva se ubacuje u mašinu za pranje.

Transporter mora biti podešen tako da se pre pranja obavi prva inspekcija radi uklanjanja trulih,zelenih plodova i dospelih stranih primesa. Ova operacija se najčešće obavlja ručno.

Pranje - plodovi se peru u hladnoj vodi uz barbotiranje i ispiranje preko tuševa. Posle pranja obavlja se ponovo inspekcija, odnosno kontrola sada već čistih plodova koji idu na dalju obradu.

Klasiranje - probrani plodovi se upućuju na uređaj za klasiranje po krupnoći. Šljiva se klasira u tri klase. Prva i druga klasa se suše, a treća, sitni plodovi, se koristi za druge proizvode (džem, pekmez, alkoholna pića). Svaka klasa se suši posebno, jer se ujednačenom krupnoćom plodova omogućava ravnomernije sušenje.

Stavljanje na lese - šljiva se na lese može stavljati ručno ili automatski preko specijalnokonstruisanog uređaja. Pri mašinskom punjenju lesa, ručno se samo kontroliše debljina slojaplodova. Napunjene lese stavljaju se na kolica koja se preko šina ubacuju u sušaru.

Sušenje -kod kontinualnih sušara plodovi se stavljaju postupno na pokretnu traku, preko koje se plodovi unose u sušaru na sušenje. U sušarama sa suprotnosmernim kretanjem zagre-janog vazduha sušenje traje oko 20 časova. Početna temperatura je od 75 do 78°C, a krajnja od 50 do 60°C. Kod istosmernih tunelskih sušara početna temperatura vazduha može se kretati od 85°C do 90°C, a krajnja 60 do 65°C, pri čemu sušenje traje od 16 do 18 sati. Osušena šljiva treba da ima 22 do 26% vlage, što zavisi od načina dalje obrade.

Hlađenje - pre unošenja u skladište šljiva treba da se potpuno ohladi. Za sladištenje os-ušene šljive koriste se čiste prostorije. Ove prostorije moraju biti specijalno pripremljene,dezinfikovane, okrečene, sa propisno obrađenim podom, kako bi se onemogućio razvoj bilo kakvih bakterija i insekata. Ohlađena šljiva prihvata se u boks palete i unosi u specijalne komore za dezinsekciju. Tako tretirana šljiva unosi se u skladište i čuva do dalje obrade. Skladištenje ne samo da omogućava korišćenje suvog proizvoda za duži period, već je neophodno radi izjed-načavanja vlage u plodovima.

Kondicioniranje - skladištenje u cilju izjednačavanja vlage naziva se kondicioniranje. Na-jmanji period kondicioniranja je desetak dana. Prinos suve šljive iznosi oko 30% (30 do 33%).

Klasiranje - po obavljenom kondicioniranju šljiva se ponovo klasira u procesu završne obrade, u pet do šest klasa kako bi proizvod bio što ujednačenijeg kvaliteta. Klase se predstavl-jaju brojem plodova u pola kilograma na sledeći način:

50 do 60 plodova, prva, najkvalitetnija klasa, (šestica), 60 do 70 druga klasa (sedmica), 70 do 80 treća klasa (osmica), 80 do 90 četvrata klasa (devetka), 90 do 100 peta klasa (stotinka), 100 do 120 i preko 120 plodova poznata pod oznakom “merkantil“

Etiviranje - pri etiviranju plodovi se najpre potapaju u vrelu vodu vrlo kratko vreme, radi pranja, a onda vade i pakuju u drvene sandučiće ili u kartonske kutije presvučene sa unutrašnje

strane plastičnim materijalom. Upakovana šljiva u zatvorenoj ambalaži stavlja se u komore-eti-važe, koje se zagrevaju indirektnim putem preko ugrađenih kalorifera. Kaloriferi mogu da budu izdvojeni pa se preko ventilatora ubacuje topao vazduh u komoru. Temperatura komore iznosi 100 do 110°C , a vreme zagrevanja je 10 do 12 časova. Etiviranje je u stvari sterilizacija, pri ko-joj plodovi gube izvestan deo vode, o čemu mora da se vodi računa pri sušenju.

Dalje se prelazi na završnu obradu gde se, nakon odstranjivanja plodova neodgovarajućeg kvaliteta i klasiranja, plodovi peru hladnom vodom i transportuju u uređaj za pasterizaciju.

Pasterizacija - oprana šljiva pada u pasterizator u kome je ugrađen kofičasti transporter, pomoću kojeg se proizvod kreće kroz vodu. Voda se zagreva parom, do temperature 85-90°C.Temperatura kao i vreme zadržavanja plodova mogu da se podešavaju prema potrebi, a štozavisi od kvaliteta i stepena osušenosti. Najčešće je to jedan do tri minuta. U toku vlažnepasterizacije postiže se i rehidratacija. Stepen rehidratacije se kontroliše i određuje prema načinupakovanja, a plodovi ne sme da sadrže više od 27% vode.

Odstranjivanje površinski zadržane vode - posle pasterizacije na vibrirajućem uređaju odstranjuje se površinski zadržana voda. Ovde se obavlja još jedna inspekcija, radi odstranjivanja nekvalitetnih raspadnutih plodova. Ovi plodovi mogu da se koriste za dalju preradu ili se njima pune plodovi sa odstranjenim košticama.

Dodavanje konzervansa - konzervans se dodaje neposredno pred punjenje u ambalažu,prskanjem rastvorom određene koncentracije. Kao konzervans se upotrebljava kalijum-sorbat ili mešavina kalijum-sorbata i natrijum-benzoata. Potrebna količina konzervansa može da se obezbedi i potapanjem plodova u 5%-ni rastvor kalijum sorbata, pri čemu se na površini plodova zadrži potrebna količina koja služi kao zaštita s obzirom na povećani sadržaj vode.

Pakovanje - za pakovanje ovako pripremljene suve šljive koriste se plastične kese od 250 do 500 grama, kao i kartonske kutije od 1 kilogram. U mnogim zemljama u poslednje vremekvalitetnijom suvom šljivom smatra se ona šljiva koja pored ostalih odlika ima i nešto veći sadržaj vode (oko 30%). Zbog toga se šljiva sa većim procentom vode mora spakovati u her-metički zatvorenu ambalažu.

4. Proračun sušare

Polazni podaci

Kapacitet sušare je 2500 kg svežeg voća. Iz odnosa svežeg i osušenog voća koji je 4:1 dobija se da se 625 kg osuši za 24h, a odatle da se za 1h osuši 26.042 kg šljiva. U sušaru staje 5 kolica i svaka kolica se pomere za jedno mesto za 4,8h iz čega sledi da je kapacitet jednih kolica 125 kg. Pošto na jednu lesu dimenzije 1mx0.5m staje 20 kg šljiva znači da svaka kolica sadrže 50 lesa.

mum 104.17kg

hr količina ulaznog materijala

Tum 22°C temperatura ulaznog materijala

xum 80% vlažnost ulaznog materijala

Tim 35°C temperatura izlaznog materijala

xim 20% vlažnost izlaznog materijala

Tov 25°C temperatura okolnog vazduha

xov 0.003 vlažnost okolnog vazduha (koliko kg vazduha primi kg vode)

Tiv 55°C temperatura izlaznog vazduha

xiv 0.04 vlažnost izlaznog vazduha

xrv 0.04 vlažnost recirkulacionog vazduha

RR 70% procenat recirkulacionog vazduha (0-70%)

Tuv 75°C temperatura vazduha na ulazu u sušaru

Cpv 1.005103

J

kg K specifična toplota vazduha pri konstantnom pritisku

Cpm 0.83736103

J

kg K specifična toplota materijala pri konstantnom pritisku

entalpija vodene pare pri temperaturi okolnog vazduha (Priručnik za termodinamiku, Nebojša Lukić, str. 50)

hov 2546.6103

J

kg

entalpija vode pri temperaturi ulaznog materijala ( Priručnik za termodinamiku, Nebojša Lukić, str. 77)

hum 92.262103

J

kg

entalpija vodene pare pri temperaturi izlaznog vazduha (Priručnik za termodinamiku, Nebojša Lukić, str. 51)

hiv 2600.1103

J

kg

him 146.56103

J

kg entalpija vode pri temperaturi izlaznog materijala (Priručnik za

termodinamiku, Nebojša Lukić, str. 77)

h1 75.314103

J

kg entalpija vazduha pri temperaturi vazduha na ulazu u sušaru

entalpija vazduha pri temperaturi vazduha na izlazu iz sušare h2 53.872103

J

kg

Materijalni bilans

msmum mum

100% xum

100% količina suve materije u ulaznom

materijalumsmum 5.787 10

3kg

s

mim

msmum

100% xim 100%

mim 7.234 10

3kg

s količina izlaznog materijala

mvodeum mum mim količina vode iz ulaznog materijala

mvodeum 0.022kg

s

mvodev xiv xov mvodev 0.037 količina vode koju primi vazduh

msv

mvodeum

mvodev msv 0.587

kg

s količina suvog vazduha

Toplotni bilans

vodena para pri temperaturi okolnog vazduha

Q1 msv xov hov Q1 4.481 103 W

T 0

Q2 msv Cpv T Q2 0 suvi vazduh na ulazu

Q3 mum xum humQ3 2.136 10

3 W voda na temperaturi ulaznog materijala

suva materija u vlažnom materijalu na ulazu u sušaru

Q4 mum

100% xum 100%

Cpm T Q4 0

Q5 msv xiv hiv vodena para pri temperaturi izlaznog vazduha

Q5 6.1 104 W

Q6 msv Cpv Tiv Tov suvi vazduh na izlazu iz sušareQ6 1.768 10

4 W

Q7 mim xim him

voda pri temperaturi izlaznog materijala

Q7 212.044W

Q8 mim

100% xim 100%

Cpm Tiv Tum

Q8 159.918W suva materija u materijalu na izlazu iz sučare

QG Q5 Q6 Q7 Q8 Q1 Q2 Q3 Q4 dovedena toplota bez recirkulacije

QG 7.244 104 W

Optimizacija procesa sa recirkulacijom vazduha

mrec msvRR

100%

mrec 0.411kg

s količina recirkulacionog vazduha

mvizsusare msv mreckoličina vazduha koji napušta sušaru i on je jednak količini svežeg vazduha

mvizsusare 0.176kg

s

msvvaz mvizsusare

mmvaz mrec msvvaz količina mešanog vazduhammvaz 0.587kg

s

Tsvvaz 25°C

Tmvaz

Tsvvaz Tiv 2

Tmvaz 313.15K temperatura mešanog vazduha

Tmvaz1 Tmvaz 273K

Qvaz mmvaz Cpv Tmvaz1 msvvaz h1 h2

toplota mešanog vazduhaQvaz 1.989 104 W

Qopt Q5 Q6 Q7 Q8 Q1 Q2 Q3 Q4 Qvaz

optimizovan proces s recirkulacijom izlaznog vazduhaQopt 5.255 10

4 W

U 100%Qopt 100 %

QG

U 27.463% ušteda energije pri recirkulaciji vazduha

Proračun potrebne površine sušenja šljiva

ma 20kg

m2

količina voća u kg na 1m2 površine

mA 2.5103kg kapacitet sušare po vlažnom materijalu

Aa

mA

ma

Aa 125m2 potrebna površina za sušenje

ako usvojimo da imamo 5 puta 50 lesa onda je površina jedne lese:

Aa1

Aa

5 50

Aa1 0.5m2

ako usvojimo a 0.5m širina jedne lese

bAa1

a b 1m dužina jedne lese

Proračun razmenjivača toplote

t1a 1700°C ulazna temperatura dimnih gasova

izlazna temperatura dimnih gasovat1b 250°C

t2a 50°C ulazna temperatura vazduga sušenja

t2b 75°C izlazna temperatura vazduha sušenja

t a t1a t2at a 1.65 10

3 K

t b t1b t2b

t b 175K

t m

t a t b

lnt a

t b

t m 657.383K

Usvajamo standardne bezšavne cevi od kotlovskog čelika

Dun 48mm unutrašnji prečnik cevi

Dsp 52mm spoljašnji prečnik cevi

un 35W

m2

K koeficijent prelaza toplote u unutrašnjoj cevi

sp 24W

m2

K koeficijent prelaza toplote na spoljašnjoj cevi

50W

m K koeficijent provođenja toplote kroz kotlovski čelik

K1

1

un Dun1

2 ln

Dsp

Dun

1

sp Dsp

K1 2.248

m kg

K s3

Ln

Qopt

K1 t m Ln 35.553m

l1 1.2m

nLn

l1

n 29.628 usvaja se 30 cevi

Određivanje dimenzije ložišta

Red 1 2 3 4 Broj cevi 8 7 8 7

a1 1200mm broj 8 je broj cevi u prvom redu, a 50mm razmak između ceviu jednom redu

b1 8 50 mm b1 0.4m

Pr a1 b1Pr 0.48m

2 površina rešetke

0.8 koeficijent iskorišćenja toplotne energije u ložištu

vsp 0.25MW

m3

specifično opterećenje ložišta po zapremini

Vloz

Qopt

vsp

Vloz 262.739L

hloz

Vloz

Pr hloz 0.547m visina ložišta

Usvajanje ventilatora

brzina strujanja vazduha u sušari. Preporučuje se od 3.5 do 4.5 m/s. Usvaja se 4m/s

Vsr 4m

s

20.03106

m2

s kinematska viskoznost vazduha

Re

Vsr Dsp

Re 1.038 10

4 Rejnoldsov broj

Kako je Re manje od 100 000 za izračunavanje koeficijenta trenja koristi se obrazac:

10.3164

4Re

1 0.031 koeficijent otpora trenja

1.2kg

m3

gustina vazduha

p tr 1

l1

Dsp

Vsr2

2

p tr 6.944Pa pad pritiska na trenje

p s g hloz p s 6.441Pa pad pritiska kroz sušaru

Na osnovu protoka i ukupnog pada pritiska usvaja se ventilator firme Ebmpapst oznake A3G910-AD04-03 iz serije ventilatora 3G910 koji radi sa 780 o/min.

p p s p tr

p 13.385Pa ukupan pad pritiska

G2 625kg

day

protok osušenog materijala

Gv G2

xum xim

100% xum

Gv 1.875 103

kg

day protok vlage koja ispari u procesu sušenja

Qv

Gv

xov

Qv 7.234kg

s potreban protok vazduha

Uspec 0.9738m

3

kg specifična zapremina vazduha

Q Qv Uspec

Q 7.044m

3

s protok vazduha kroz sušaru

3D model sušare

Na osnovu dobijenih podataka i usvojenih vrednosti, sušara za šljive je izmodelirana u program Catia gde se u daljem projektu nalaze 3D slike:

Slika 10 – 3D prikaz kolica

Slika 11- 3D prikaz lese

Slika 12- 3D prikaz kotla sa zadnje strane

Slika 13- 3D prikaz kotla sa prednje strane

Slika 14- 3D prikaz svih kolica na šinama

Slika 15- 3D prikaz kompletne sušare

Slika 17- 3D prikaz mesta ulaza kolica u sušaru

Slika 16- 3D prikaz kompletne sušare

Slika 18- 3D prikaz mesta izlaza kolica iz sušare

Ekonomska analiza

Osnovna ulaganja

1. Ulaganja potrebna za izgradnju sušare za voće (angažovanje stručnog lica, izrada nacrta, kupovina materijala,izgradnja sušare za voce)

Iznos početnog investicionog ulaganja: 1 650 000din.(15 000€)

2. Mesečna nabavka robe (šljive)

Dnevni kapacitet sušare za voće iznosi 2,5t zrele šljive Za 30 dana potrebno je 75t (75 000kg) Nabavna cena zrele šljive: 20din Iznos mesečnog kapitalnog ulaganja 1 500 000din

3. Mesečna potrošnja čvrstih goriva (drvo)

Potrebna količina drva: 25m2

Cena drva u letnjem periodu: 30€ (3 300din) Iznos mesečnog kapitalnog ulaganja: 82 500din

4. Mesečna potrošnja električne energije

Snaga ventilatora, PV =1,4 kW

Cena el. struje po kWh: 5din Cena potrošnje el. struje po kWh: 7din Cena potrošnje el. struje po danu: 168din Cena potrošnje el. struje na mesečnom nivou: 5 040din

5. Održavanje rada sušare za voće na mesečnom nivou

Iznos: 100€ (11 000din)

6. Izgradnja objekta za smeštaj sušare za voće:

Izgradnja temelja, zidova i krova: 2000€ (220 000din)7. Mesečna pretplata tezgi na pijaci

Iznos: 8 000din

8. Cena gajbice u koje se stavljaju suve šljive za prodaju

Cena jedne gajbice: 10din Potreban broj gajbica: 100 Cena potrebnog broja gajbica: 1000din

9. Transport suvih šljiva do prodajnog mesta (pijace)

Trenutna cena plinskog goriva po litru: 74din Udaljenost sela Čumić od Kragujevca: 23km Za litar plinskog goriva moguće je preći 6km Dnevni potrebni novčani iznos plinskog goriva u oba smera: 300din Mesečni potrebni novčani iznos plinskog goriva u oba smera: 9000din

10. Nematerijalna ulaganja (edukacija, obuka ljudi koji rade u proizvodnji)

Iznos: 100€ (11 000din)

11. Neplanirani troškovi (kvarovi, nezgode, truljenje voća...)

Minimalni iznos 500€ (55 000din)

Prodaja i zarada gotovog proizvoda

1. Prodaja suve šljive na tržištu

Odnos zrele šljive i suve šljive je 4:1, što znači da je za četiri kilograma zrele šljive moguće dobiti jedan kilogram suve šljive

Od početne količine zrele šljive na mesečnom nivou (75 000kg), dobijamo 18 750kg suve šljive

Cena suve šljive po kilogramu iznosi približno 200din Bruto zarada suve šljive na mesečnom nivou: 3 750 000din

2. Zarada u prvoj godini

U prvoj godini zarada je manja u odnosu na druge godine, jer su početne investicije mnogo vece nego narednim godinama

Ukupna zarada u prvoj godini iznosi približno 2 500€ (277 500din)

3. Zarada u svakoj sledecoj godini (idealni uslovi rada)

Kada se svi mesečni gubici saberu i oduzmu od ukupne bruto zarade dobija se približna vrednost od: 19 000€ (2 090 000din)

Napomena 1: pošto je ovo privatna proizvodnja suvih šljiva, tj. ljudi koji proizvode ovaj proizvod se ne vode kao firma, već kao porodičan biznis, ne plaćaju porez državi (20% od bruto zarade). Zato im je bruto zarada mnogo veća.Napomena 2: ovaj posao vrši se samo jednom mesecno, te zato prodaja ovog suvog voća nije ograničena striktno jednim mesecom, te ona može da potraje i duže. Iz ovog navedenog možemo da zaključimo da ova bruto zarada od 19 000€ se dostiže za par meseci dok se proizvod potpuno ne proda.Napomena 3: bruto zarada od 19 000€ je zarada koja je ostvarljiva u idealnim uslovima prodaje.

4. Dijagramski prikaz zavisnosti bruto zarade od vremena (godine) u idealnim uslovima prodaje

Slika 19 - Karakteristika zavisnosti bruto zarade od vremena

Literatura

1. Tehnika susenja, R. Topic, Zavod za udzbenike i nastavna sredstva, Beograd 20022. Osnove projektovanja, proračuna i konstruisanja sušara, Radivoje M. Topić, Naučna knjiga, 19893. Prirucnik za Termodinamiku, Gasovi i pare, Nebojsa Lukic, Masinski fakultet u Kragujevcu, 20114. http://polj.uns.ac.rs/Files/tehnologijapp/8-SusenjeVocePovrce.pdf5. http://www.poljoberza.net/br29_2.aspx