Насос водокольцевой (поз. 8)

Принимаем водокольцевой насос, исходя из количества воды, требуемой для конденсации пара в конденсаторе, и который обладает положительными качествами поршневых и центробежных насосов, отличается компактностью, простотой конструкции.

G = 22153/1000·60= 0,369 м³/мин

Техническая характеристика водокольцевого насоса ВВН-2 представлена в таблице 7.

Таблица 7 – Техническая характеристика насоса водокольцевого марки ВВН-2

Производительность, м³/мин	1,8
Мощность электродвигателя, кВт	5,5
Количество, шт.	2
Масса, кг	80

Ловушка (поз. 10)

Принимаем ловушку с техническими характеристиками, указанными в таблице 8.

Таблица 8 – Техническая характеристика ловушки

Вместимость, м^3	0,25
Габаритные размеры, мм	664х640х1750
Масса, кг	133
Количество, шт.	1

Насос плунжерный (поз.2 и поз.11)

Производительность насоса рассчитываем, исходя из производительности вакуум-осахаривателя по формуле

G=4,0·0,8·60/30=6,4 м³/ч =106,7дм³/мин

Принимаем насос с техническими характеристиками, указанными в таблице 9.

Таблица 9 – Техническая характеристика вертикального двухплунжерного насоса АНВ-125

Подача двух плунжеров, дм^3/мин	214 12,6
Создаваемый напор, Па	6,3·10^5
Мощность электродвигателя, кВт	4,0
Длина, мм	900
Ширина, мм	804
Высота, мм	1400
Масса, кг	722
Количество, шт.	2

Теплообменник типа «труба в трубе» (поз. 12)

Осахаренная масса охлаждается в теплообменнике типа «труба в трубе». По внутренней трубе движется масса по кольцевому сечению, между внутренней и наружной трубами движется вода. Движение массы и воды противоточные. Задачей расчета является определение охлаждающей воды и поверхности охлаждения.

Количество тепла, отводимого от охлаждаемой массы, Вт, определяем по формуле

Q = G_м ·c_м·(t₁ – t₂ )/3600 , (16)

где G_м – количество массы, кг/ч;

с_м – удельная теплоемкость массы, кДж/кг·град;

t₁ и t₂ – начальная и конечная температура массы, ºС.

Q=16522,2·3,63·(58–30)/3600=466,5 Вт

Расход охлаждающей воды определяем по формуле

W =Q/( t’₂ –t’₁ )·c’, (17)

где t’₂ – температура воды, уходящей из теплообменника, ºС; принимается температура на 10-15 ºС ниже температуры массы, поступающей на охлаждение;

t’₁ – температура воды, поступающей на охлаждение, ºС; принимается температура на 5 ºС ниже температуры, с которой масса уходит из теплообменника, температура массы после охлаждения равна температуре “складки”;

с’ – удельная теплоемкость воды; с’= 4,1868 кДж/кг·град;

W=466,5/4,1868(48–25)=4,85 кг/с

Поверхность охлаждения теплообменника, м²,определяем по формуле

F = Q/ к· Δt, (18)

где Q – тепловая нагрузка на теплообменник, Вт;

к – коэффициент теплопередачи, Вт/м²·град;

Δt – средняя разность температур при противоточном движении массы и охлаждающей воды, ºС.

Δt = (Δt_н – Δt_к)/2,3 lg,

Δt=(28-23)/2,3lg28/23=5/0,196=25,5 ºС

Коэффициент теплопередачи от массы к воде, Вт/м²·град, определяем по формуле

к =, (19)

где α1– коэффициент теплоотдачи от массы к стенке внутренней трубы, Вт/м² · град;

α2 – коэффициент теплоотдачи от стенки внутренней трубы к охлаждающей воде, Вт/м²·град;

λ – коэффициент теплопроводности материала труб теплообменника (для стали 58), Вт/м²·град;

δ – толщина стенки трубы, м (δ = 0,004м).

Критерий Рейнольдса для массы, протекающей по внутренней трубе, определяем по формуле

Re = w · d /ν , (20)

где d – внутренний диаметр трубы, по которой течет масса, м;

w – скорость течения массы по трубе, м/с;

ν – коэффициент кинематической вязкости массы, м·с/м².

Re =0,081·0,18/0,7·=20828,6

W=4·V_м/3600·1024·2π·d²=4·6931,2/3600·1024·2·3,14·0,081² = 0,18 м/с

Критерий Нуссельта определяем по формуле

Nu==0,008·=3,16,

где Pr=μ·l/λ=0,7·/2,4=0,001 Вт/м·К,

λ=0,3·=0,3·=2,4 Вт/м·К,

Μ=1/(0,19/М1+0,81/М2)=1/(0,19/342+0,81/18)=21,9

где С_м – теплоемкость массы, равная 3,64 кДж/кг·К;

ρ – плотность, кг/м³,

М – средняя молекулярная масса жидкости,

М1 и М2 – молекулярные массы мальтозы и воды.

= 410,32

Re=w·dэ·ρ/μ=72411,4

dэ==(0,18² – 0,089²)/0,089=0,275м ,

где dн – наружный диаметр внутренней трубы,м;

D – внутренний диаметр наружной трубы, м;

Dэ – эквивалентный диаметр кольцевого сечения трубы теплообменника,м. Тогда

К= Вт/м²·град

Техническая характеристика теплообменника (при одноступенчатом вакуум-охлаждении) указана в таблице 10.

Таблица 10 – Техническая характеристика теплообменника «труба в трубе»

Поверхность, м^2	72
Диаметр труб, мм	89 х 4; 188 х 4
Количество, шт.	1

Насос (поз. 4)

Выбираем насос, исходя из объема сборника для ферментных препаратов. Техническая характеристика представлена в таблице 11.

G = 1,6/24=0,067 м³/ч

Таблица 11 – Техническая характеристика насоса ОНВ-1

Производительность, м^3/ч	0,7
Мощность электродвигателя, кВт	1,1
Продолжение таблицы 11
Длина, мм	955
Ширина, мм	250
Высота, мм	300
Давление, МПа	0,5
Диаметр, мм	50

Емкость для ферментов (поз. 5)

Принимаем емкость со следующими техническими характеристиками, приведенными в таблице 12.

Таблица 12 – Техническая характеристика емкости для ферментов

Объем, м^3	1,6
Мощность установленного электродвигателя	1,5
Частота вращения мешалки, об/мин	50
Масса, кг	1112
Габаритные размеры, мм	2800 х 1962 х 1660

Сборник для антисептика (поз. 6 )

Принимаем емкость для антисептика с учетом суточной потребности в формалине (таблица 13).

Таблица 13 – Техническая характеристика сборника для антисептика

Объем, м^3	1
Масса, кг	950

Маточник для размножения посевной культуры дрожжей (поз. 13)

Маточник предназначен для выращивания чистой культуры дрожжей, применяемых при сбраживании сусла. Объем маточника принимают равным 20 % от объема дрожжанки. Устанавливают в дрожжевом отделении.

Аппарат цилиндрической формы со съемной эллиптической крышкой и приваренным эллиптическим днищем. Снабжен рубашкой, в которую подается пар при стерилизации сусла и вода для последующего охлаждения сусла. В верхней крышке предусмотрен люк диаметром 500 мм. Снабжен патрубками и гильзами, необходимыми для ввода и отвода сред, участвующих в процессе, и установки приборов контроля за параметрами.

Маточник изготавливается в виде цилиндра с соотношением диаметра к высоте 1:1. Рабочий объем при коэффициенте заполнения 0,7 должен составлять 1-1,5 % от объема среды в головном бродильном аппарате.

Таблица 14 – Техническая характеристика маточника для размножения дрожжей

Общий объем,м^3	3,5
Количество, шт.	1

Принимаем диаметр маточника 600 мм, тогда высота цилиндрической части маточника будет равна

1,4· D=600·1,4=840 мм

высота конусной крышки

0,1·D=0,1·600=60 мм

высота конусного днища

0,14·D=0,14·600=84 мм

Общая высота маточника равна

840+60+84=984 мм

Сборник питательных солей (поз. 15)

Принимаем сборник с техническими характеристиками, указанными в таблице 15.

Таблица 15 – Техническая характеристика сборника питательных солей

Диаметр, мм	400
Высота, мм	600
Частота вращения мешалки, об/мин	40
Мощность электродвигателя, кВт	1,5

Сборник серной кислоты (поз. 14)

Сборник серной кислоты, используемой для подкисления сред в бродильном отделении, имеет цилиндроконическую форму и снабжен плоской крышкой. Для замера дозируемой среды установлен указатель уровня, к которому при монтаже аппарата крепится рейка с делениями. Аппарат снабжен патрубками для ввода кислоты и отвода воздуха из нее.

Таблица 16 – Техническая характеристика сборника серной кислоты

Общий объем, м^3	0,625
Рабочий объем, м^3	0,5
Диаметр, мм	400
Высота цилиндрической части, мм	500
Масса без продукта, кг	95