Реконструкция рыбообрабатывающих предприятий

Одним из путей дальнейшего увеличения производственной базы рыбной промышленности, повышения эффективности производства является реконструкция действующих предприя­тий на новой, более высокой технической основе.

Реконструкция требует меньше затрат материальных средств и времени на единицу прироста мощностей, чем при строитель­стве новых предприятий. Расходы на реконструкцию и расши­рение предприятий окупаются в среднем в 2-2,5 раза быстрее, чем при новом строительстве. Реконструкция выгодна и пото­му, что на действующих предприятиях значительно легче и быстрее осваивать производственные мощности.

Особое внимание при реконструкции уделяют механизации и автоматизации производственных процессов, сокращению и исключению ручного труда на основных, вспомогательных про­цессах и на межоперационных перевозках. Увеличение мощно­сти цехов (отделений) достигается за счет установки наиболее производительного и эффективного оборудования, его компакт­ного расположения, более совершенной технологии, лучшей планировки имеющихся помещений.

Наряду с увеличением мощности отдельных цехов могут быть улучшены санитарно-гигиенические условия работы обслужи­вающего персонала, техническое состояние цеха, созданы раци­ональная технологическая поточность и необходимый темпера­турный режим.

Практически реконструировать можно предприятие, корпус, завод, цех или отделение. В дипломном проекте предусматрива­ют реконструкцию одного или нескольких цехов. Дипломник, находясь на практике или работая на предприятии, знакомится с работой цеха или отделения, подлежащих реконструкции. При этом он описывает действующую технологию, фиксирует име­ющиеся недостатки, которые сдерживают увеличение выработ­ки продукции, создают неудобства в работе, ухудшают техноло­гическую поточность и условия труда, снижают качество гото­вой продукции, не позволяют рационально использовать сырье и т. д. из-за длительного производственного цикла, устаревшего или периодического оборудования.

Дипломник снимает план основного, а если есть необходи­мость, то и смежного цехов, с расстановкой имеющегося обору­дования, дает его краткую характеристику, указывает максималь­ную производительность цеха.

В процессе реконструкции надо устранить недостатки пол­ностью или частично. В пояснительной записке по технической части описывают принятую технологию и поточность производ­ства. В заключение делают выводы, в которых указывают, что дала реконструкция. Если технологическая часть проекта связа­на с экономической, то возможен подсчет эффективности в денежном и других выражениях.

Теплоэнергетические расчеты

Тепловые расчеты

При тепловой обработке продукта происходит теплообмен между продуктом и средой, отдающим или воспринимающим тепловую энергию. Процессы, происходящие при этом, опреде­ляются законами теплопередачи и массопередачи. Основные теплоносители при обработке пищевых рыбопродуктов — водный насыщенный пар при абсолютном давлении от 20 до 100 н/см2 (2-10 ат.), горячие растительное масло, воздух, вода. Пищевые продукты также могут обрабатываться энергией инфракрасного излучения, токами промышленной и сверхвысокой частот и т. п.

Тепло от теплоносителя к среде передается тремя способами: теплопроводностью, конвекцией и лучеиспусканием.

Теплопроводностью называется передача тепловой энергии между непосредственно соприкасающимися частицами одного тела.При конвекции перенос тепла осуществляется путем пере­мещения частиц жидкости или газа из одной части объема в другую за счет естественной или принудительной конвекции. Лучеиспусканием тепло передается среде от поверхности более нагретого тела к менее нагретому.

В тепловых аппаратах тепло обычно передается одновремен­но двумя или тремя способами. При определении расхода теп­лоносителя составляют уравнение теплового баланса, в котором количество энергии, отдаваемой теплоносителем, должно быть равно энергии, затрачиваемой на обработку продукта с учетом потерь в окружающую среду. В общем виде уравнение теплового баланса выражается формулой:

Q= Q1 + Q2 +… Qп,. кДж, (2-47)

где Q1 Q2, Qn— расходы тепла на нагрев продукта, на испарение влаги из аппарата, на потери в окружающую среду и т. п.

 

Расход тепла Q, связанный с нагревом или охлаждением, определяют из следующего выражения:

Q = т с (tк – tн), кДж , (2.48)

где т — масса нагреваемого продукта, кг; с — удельная тепло­емкость продукта, кДж/кГ'Град; tK,tH— конечная и началь­ная температура нагреваемых продуктов, град.

 

Удельную теплоемкость смеси Ссм(продукт можно представ­лять упрощенно, состоящим из, например, сухих веществ, жира и воды) можно найти из следующей формулы:

Ссм = С1 Х1 + С2 Х2 + …. Сn Хn (2.49)

100 100 100

 

где С1;С2, Сп— удельные теплоемкости компонентов; Х1 Х2, Хп— отношение массы компонентов к общей массе смеси, %.

Расход тепла Q на плавление твердого тела, на затвердева­ние, на растворение и образование кристаллов находят из выра­жения:

Q = m q, кДж , (2.50)

где т — масса тела или кристаллов, кг; q — удельная теплота плавления или кристаллизации (удельную теплоту кристаллизации льда часто в литературе обозначают через rл), кДж. (Теплота плавления льда rл ~ кДж/кг, а в расчетах при­нимают rл = 335,2 кДж/кг; теплота плавления животного жира q ~ 134 кДж/кг.)

Расход тепла Q на испарение растворителя можно найти из выражения:

Q = W r, (2.51)

где W— масса испаряемого растворителя, кг; r — удельная теп­лота парообразования, кДж/кг.

Масса испаряемого растворителя W находится из следую­щей формулы:

W = G - G m (2.52)

n

где G — масса продукта, подлежащего выпариванию, кг; т — начальное содержание сухих веществ, %; п — конечное содержа­ние сухих веществ, %.

 

Если растворитель испаряется с поверхности жидкости, то

W =kF (Рж- j Р'ж) t, кг, (2.53)

где k— коэффициент пропорциональности, зависящий от ско­рости движения воздуха и физических свойств жидкости, кг/(м2.ч.мм рт. ст.); F— поверхность испарения, м2; t — продолжительность испарения, ч; Р'ж— упругость насыщен­ных паров жидкости при температуре окружающего воздуха, мм рт. ст.; Рж— упругость насыщенных паров жидкости при температуре среды жидкости, мм рт. ст.; j — относительная влажность воздуха (j =0,7).

Для воды коэффициент пропорциональности k находят из выражения

k = 0,00745 (V р)0,8, (2.54)

где V— скорость воздуха, м/с; р — плотность воздуха, кг/м3.

Расход тепла Q, Дж в окружающую среду за счет конвекции и лучеиспускания находится из выражения:

Q = F a t (tст - tв ), (2.55)

где F— поверхность аппарата, м2; t— продолжительность теп­лоотдачи, с; а — суммарный коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2град); tст — средняя температура наружной поверхно­сти стенки, град; tB— средняя температура окружающего воз­духа, град.

В общем случае суммарный коэффициент теплоотдачи ра­вен сумме коэффициентов теплоотдачи за счет конвекции (ак) и такового за счет излучения (ап). Суммарный коэффициент теп­лоотдачи аЕВт/(м2 .град) для аппаратов, установленных в поме­щениях при температуре стенки 50-350 "С, приближенно мож­но определить по формуле:

аЕ= 9,3 + 0,058 tст (2.56)

Коэффициент теплоотдачи конвекции ак, Вт/(м2.град), для воздуха, движущегося вдоль плоской шероховатой стенки, на­ходят из следующего выражения: при скорости воздуха v м/с менее 5 — ак= 6,2 + 4,2 v; если скорость воздуха более 5 м/с, тo ак=

-7,8v 0,78.

Коэффициент теплоотдачи лучеиспусканием ал, Вт/(м2.град), определяют по формуле:

С[(ТСТ/100)4- (ТВ/100)4] (2.58)

Тст - Тв

 

где Тст, Тв— температура стенки и наружного воздуха, К; С — коэффициент излучения серого тела, Вт/(м2.К4)).

Коэффициент излучения серого тела находят из выражения:

С=гСч. (2.59)

Здесь Сч— коэффициент излучения абсолютно черного тела [Сч= 5,68 Вт/м2-К4)].

Значения С для некоторых материалов приведены в табл. 2.30.

Таблица 2.30 - Значения коэффициентов серого тела

Название материала С, Вт/(м2К-1) Название материала С, Вт/(м2К-9
Алюминий листовой 0,42 Бумага 5,3
шероховатый      
Алюминий полировочный 0,32 Вода 5,4
Алюминий окисленный 0,75 Стекло гладкое 5,2
Сталь окисленная гладкая 4,8 Слюда 4,3
Чугун окисленный 4,2 Резина шероховатая серая 4,8
Латунь полировочная 0,30 Асбестовый картон 5,4
Дуб строганый 5,2 Эмалевый лак 5,0
    Краска масляная 5,3

 

После определения значения всех составляющих в уравне­нии теплового баланса находится суммарный расход тепла Qo. Затем определяют расход теплоносителя.

Расход водяного насыщенного пара, Д, кг/с, для работаю­щих под давлением аппаратов находят из выражения:

Д = Qo (2.60)

i- ik

где i, iк— теплосодержание пара и конденсата соответственно,Дж/кг.

Если теплоноситель — жидкость или газ, то его расход m, кг/с, определяют по формуле:

m = Qo(2.61)

С (tk– tн)

Где С— теплоемкость теплоносителя, Дж/кг град; /к, tH— конеч­ная и начальная температура теплоносителя, град.

Суммарный расход тепла Qo, Дж, можно найти из следую­щего выражения:

Q0= F k Dtcpt , (2.62)

где F— поверхность нагрева аппарата; к — коэффициент тепло­передачи, Вт/м2град; Dtcp— средний температурный напор, град; t — продолжительность нагрева, с.

 

Если известно значение Qoиз уравнения теплового баланса, то можно найти поверхность нагрева F либо продолжительность обработки продукта в аппарате:

F=-

F = Q0 (2.63)

kDtср.t

t = Q0 (2.64)

kDtсрF

Для определения среднего температурного напора Dtср необ­ходимо знать наибольшую Dtb и наименьшую разность темпера­тур между теплоносителем и нагреваемым (охлаждаемым) телом:

Если Dtb ³ 2, то Dtср = Dtb + Dtм

Dtм 2

при

Dtb ³ 2,

Dtм

 

то средний температурный напор находим из выражения:

Dtср = Dt6 - DtM

2,31 lg Dt6/Dtм

 

Значения Dtб и Аtмможно найти по разности температур меж­ду теплоносителем, нагреваемым им охлаждаемым телом на вхо­де и выходе из теплообменного аппарата. Значения коэффициента теплопроводности для некоторых материалов приведены в табл. 2.31.

Таблица 2.31 Значения l для некоторых материалов в диапазоне

температур от 0 до 200 0С