UNIVERSITATEA: DUNAREA DE JOS, GALAŢI

FACULTATEA: ŞTIINŢA ŞI INGINERIA ALIMENTELOR

DISCIPLINA OPERATII UNITARE IN INDUSTRIA ALIMENTARA

PROIECT OPERAŢII UNITARE ÎN INDUSTRIA

PRODUSELOR ALIMENTARE

Studenta: Ene Daniela Maria

Grupa: 12024

1

TEMA PROIECT

Sa se proiecteze un schimbator de caldura cu placi destinat pasteurizarii laptelui cunoscand urmatoarele date de proiectare:

- laptele se pasteurizeaza in vederea obtinerii iaurtului cu un continut de grasime g=3,5%

-schimbatorul de caldura este prevazut cu 3zone conform figurii 1.

-temperatura de intrare a laptelui integral în zona I este t2iI=4°C

-temperatura de iesire a laptelui preîncalzit din zona I este t2fI= (40+0,15n)°C

-temperatura de intrare a laptelui omogenizat în zona a doua este t2iII=t2fI-2°C

-temperatura de pasteurizare a laptelui este t2fIII=t1iII=(90+0,2n)°C

-temperatura de iesire a laptelui racit din zona I este t1fI=42°C

-in zonele de recuperare a caldurii agentul termic este laptele pasteurizat iar în zona de pasteurizare agentul termic este aburul saturat uscat

-presiunea aburului este P=(1,5+0,05n) atm

-debitul volumic de lapte integral care intră în pasteurizator ( capacitatea pasteurizatorului ) este

Dvi= (5100+250n) L/h

-constantele termofizice se vor determina din literatura de specialitate.

2

CUPRINSUL PROIECTULUI

CAPITOLUL I –PARTEA DE DOCUMENTARE

I.1. ALEGEREA SCHEMEI BLOC DE OBTINERE A IAURTULUI SI DESCRIEREA SUCCINTA A OPERATIILOR.

I.2. SCHIMBATOARE DE CALDURA CU PLACI –PARTICULARITATI CONSTRUCIVE SI FUNCTIONALE.

CAPITOLUL AL II-LEA- CALCULUL DE PROIECTARE

II.1. BILANTUL DE MATERIALE CU DETERMINAREA DEBITELOR DE MATERIALE IN CIRCULATIE SI INTOCMIREA BILANTULUI DE MATERIALE IN FORMA TABELARA.

II.2. BILANTUL TERMIC PENTRU CELE 3 ZONE CU DETERMINAREA DEBITULUI DE ABUR NECESAR OPERATIEI DE PASTEURIZARE, A TEMPERATURII DE IESIRE A LAPTELUI INCALZIT DIN ZONA A-II-A; ,˚C PRECUM SI A TEMPERATURII DE IESIRE A LAPTELUI RACIT DIN ZONA A-II-A;,˚C.

II.3. CALCULUL TERMIC.

II.3.1. CALCULUL COEFICIENTILOR TOTALI DE TRANSFER TERMIC PE ZONE.

II.3.2. DETERMINAREA ARIEI SUPRAFETEI DE TRANSFER TERMIC PE ZONE SI A NUMARULUI DE PLACI DIN FIECARE ZONA.

II.3.3. CALCULUL DIMENSIUNILOR SCHIMBTORULUI DE CALDURA.

II.3.4. DETERMINAREA PIERDERILOR DE PRESIUNE.

CAPITOLUL AL-III-LEA- PARTEA DESENATA

III.1. SCHEMA TEHNOLOGICA BLOC.

III.2. SCHEMA INSTALATIEI DE PASTEURIZARE PROIECTATA CU EVIDENTIEREA CIRCULATIEI FLUIDELOR.

3

III.3. DIAGRAMA SANKEY PENTRU CIRCULATIA FLUXURILOR TERMICE PENTRU O ZONA LA ALEGERE

CAPITOLUL I. PARTEA DE DOCUMENTATIE

IAURT / CREMĂ DE IAURT

INTRODUCERE IAURT.

Originar din Asia Mica si Peninsula Balcanica, iaurtul se bucura de cea mai mare apreciere din partea consumatorilor, fiind produsul lactat acid ce se fabrica cel mai mult în tara noastra, precum si în multe alte tari din întreaga lume,sub diferite denumiri si forme de prezentare. Desi era cunoscut din timpuri stravechi, valoarea deosebita dietetica a acestui produs a fost pusa în evidenta abia la începutul sec. XX de catre savantul biolog Metchnikov, care, în urma cercetarilor efectuate, a atribuit longevitatea unor popoare din zona balcanica, consumului constant si în cantitati mari a iaurtului.

Din punct de vedere al componentei microbiologice, iaurtul este un produs rezultat ca urmare a fermentatiei lactice produsa de doua bacterii continute în culturile folosite, respectiv Lactobacillus bulgaricus si Streptococcus thermophilus.

La început, iaurtul se obtinea numai din lapte de oaie, dar în prezent acesta se fabrica cel mai mult din lapte de vaca, în mai multe tipuri ce se deosebesc prin continutul de grasime si substanta uscata. în ultimii ani productia realizata pe plan mondial, precum si în tara noastra, a crescut foarte mult ca urmare a perfectionarii tehnologiei de fabricatie, a îmbunatatirii conditiilor de ambalare si a diversificarii formelor de prezentare, precum si a fabricarii unor noi sortimente (cu diferite ingrediente si arome). Toate acestea fac produsul mai atractiv, satisfacand diferitele preferinte ale consumatorilor.

Iaurtul poate fi obtinut din lapte de vaca, oaie, capra, bivolita si camila, fiecare cu un alt continut nutritional. In laptele fermentat se gasesc, in mod natural, doi bacili: Lactobacillus bulgaricus si Streptococcus termophilus. Ei sunt resposabili de diviziunea lactozei din lapte in acid lactic si glucoza.

4

I.1. ALEGEREA SCHEMEI BLOC DE OBTINERE A IAURTULUI SI DESCRIEREA SUCCINTA A OPERATIILOR

PROCESUL TEHNOLOGIC

Procesul tehnologic pentru realizarea produsului iaurt cuprinde următoarele faze :1. Recepţia calitativă și cantitativă a laptelui materie prima2. Curăţirea-filtrarea laptelui3. Normalizarea – pasteurizarea –răcirea laptelui4. Inocularea laptelui5. Ambalarea (pentru iaurt clasic, cu coagul ferm)6. Termostatarea iaurtului7. Omogenizarea (mixarea) coagulului (pentru iaurtul cu coagul fluid)8. Prerăcirea iaurtului9. Ambalarea iaurtului (pentru iaurtul cu coagul fluid)10. Răcirea –depozitarea iaurtului11. Livrarea iaurtului

1.Receptia calitativă și cantitativă a laptelui materie primăLaptele trebuie sa fie de calitate foarte bună (aciditate 20°T pentru laptele integral, 21°T pentru

laptele degresat), provenit numai de la animale sănătoase, să nu contină substanţe conservante, antibiotice, substanţe care reduc aciditatea.Laptele materie prima sosit la intreprindere este supus analizelor senzoriale, fizico-chimice si bacteriologice. Recepţia cantitativă se realizează gravimetric sau volumetric cu ajutorul unor cântare automate, respectiv cu ajutorul galactometrelor.

2. Curăţirea-filtrarea lapteluiAre ca scop eliminarea impuritaţilor mecanice pe care le conţine,a corpurilor tari (nisip,

pietricele) prevenind astfel uzura prematura a unor utilaje:pompe,galactometre,duze.

5

Curatitorul centrifugal acest utilaj,are ca parte principala toba de separare,realizează o puternică rotire a laptelui in strat subţire,astfel încât impurităţile cu greutate specifică mai mare decât laptele sunt aruncate la partea periferică a tobei,formând un depozit semisolid care se îndepărtează prin spălare la 2-3 ore de funcţionare.Dau rezultate foarte bune la o prealabilă încălzire a laptelui la 30-35P°C,dar unele tipuri pot lucra şi cu laptele neîncălzit.Realizarea separării opţtime se obţine la turaţia de 4000-7000 rot/minut.Totuşi este necesară efectuarea filtrării în prealabil a laptelui.Filtrele folosite sunt formate din vata,tesatură de Nylon sau plasă metalică simplă.

3.Normalizarea lapteluiReprezintă operaţia prin care se aduce conţinutul de grăsime al laptelui la valoarea prevazută

în standarde sau în normele interne în vigoare cca 3,3% substantă grasă.Aceasta se realizează cu ajutorul separatoarelor-normalizatoare.Cantitatea de zară nu trebuie să depăşească 70% din totalul materiei prime.Densitatea amestecului, înainte de însămânţare,trebuie să fie:

-cu 1,0% grăsime de 1,029g/,-cu 2,5% grăsime de 1,028g/.

4. Pasteurizarea lapteluiPentru pasteurizarea laptelui, utilizat la fabricarea iaurtului, sectia este dotata cu un schimbator

de caldura prin care laptele depozitat în vana de preparare este recirculat cu ajutorul pompei , montata în flux ,pana la atingerea temperaturii de 85...95°C. Mentinerea laptelui la temperatura de pasteurizare timp de 20...30 minute se realizeaza în vana de preparare iaurt în care are loc si racirea laptelui la temperatura de 42 – 45°C, pentru inocularea culturii de bacterii lactice specifice. Vana este prevazuta cu manta prin care circula agentul de racire (apa retea).

Astfel se obtine distrugerea tuturor microorganismelor aflate in stare vegetativa si inactivarea pentru o anumita perioada a celor in stare sporulata.

5. Răcirea lapteluiDupa pasteurizare se răceşte laptele până la temperatura de 45-48°C. Acestă operaţie se

realizează pentru ca ulterior laptele să poata fi supus însamanţării.

6.Inocularea lapteluiInocularea laptelui pentru fermentare în vederea realizării iaurtului se face cu o cultură

concentrată de bacterii lactice specifice. Inocularea are loc la o temperatură de 42 – 45°C, funcţie de tipul de cultură utilizat și se realizează în vana de preparare iaurt, prin adaosul direct al culturii de bacterii lactice în lapte.

Pentru personalizarea produsului se pot utiliza mai multe tipuri de culturi de bacterii lactice concentrate.Utilizând culturi de bacterii lactice concentrate provenite de la firme specializate, pot fi realizate caracteristici diferite ale produsului (aciditate, consistenţă, textură), de la categoria Real strong , la Multi mild sau Real quick. Acestea vor stabili identitatea produsului, care va avea vâscozitate mai mare sau mai mică, gust mai dulce sau mai acid, aromă mai mult sau mai puţin pronunţată, consistenţă cremoasă sau mai fluidă, etc. Indiferent de caracteristicile culturii de bacterii lactice utilizate, aceasta are în componenţă două tipuri de bacterii lactice: Streptococcus thermophilus și Lactobacillus delbrueckii, ssp.bulgaricus.

6

Pentru iaurtul probiotic se adaugă în plus o cultură mixtă de bifidobacterii, Lactobacillus acidophilus și/sau Lactobacillus casei. Cultură concentrată de bacterii lactice se dizolvă în lapte pasteurizat, la temperatura de minim 25°C și se adaugă sub agitare continuă în laptele din vană.

Din aceasta vană, dacă se dorește obţinerea unui iaurt cu coagul ferm (iaurt clasic), laptele inoculat este preluat de o pompă și dirijat în mașina de ambalare, de unde se dozează în ambalaje. Ambalajele cu lapte inoculat cu bacterii lactice sunt introduse apoi în camera termostat, unde are loc fermentarea laptelui. Dupa coagularea laptelui și obtinerea pH-ului optim are loc prerăcirea si răcirea finală a iaurtului din ambalaje, într-o cameră frigorifică.

În cazul fabricării iaurtului cu coagul fluid (iaurt de băut), fermentarea laptelui are loc în vana de preparare iaurt timp de 2,5-3,5 ore, după care coagulul format este omogenizat cu ajutorul agitatorului montat pe capacul vanei și prerăcit la o temperatură de cca. 20°C. După aceasta operaţie, iaurtul fluidizat este preluat de pompa care alimentează dozatorul mașinii de ambalat (figura nr. 1) pentru ambalarea produsului în pahare.

7.Termostatarea iaurtuluiÎn funcţie de cultura de bacterii lactice utilizate, temperatura de fermentare (termostatare) a

laptelui la fabricarea iaurtului este de 42...45°C, cu menţinere la această temperatură timp de 2,5...3,5 ore. Termostatarea asigură condiţiile optime de dezvoltare a microflorei specifice și fermentarea laptelui. Momentul final al fermentării este stabilit atât organoleptic cât și analitic, prin determinarea acidităţii titrabile, care trebuie să fie cuprinsă între 80...90°T sau prin determinarea pH-ului, care trebuie să fie cuprins între 4,65...4,70.

8.Prerăcirea iaurtuluiLa fabricarea iaurtului cu coagul fluid (iaurt de băut), prerăcirea se realizează în vana de

preparare iaurt, prin introducerea apei reci în mantaua vanei, sub agitare continuă. Dupa prerăcire iaurtul este dirijat la dozatorul mașinii de ambalare în pahare.

În cazul fabricării iaurtului cu coagul ferm (iaurt clasic), prerăcirea produsului preambalat până la temperatura de 18...20°C, se va realiza într-o cameră de prerăcire și va dura cca. 30 minute. Aceasta are drept scop formarea coagulului ferm și prevenirea separării zerului. Prerăcirea preântâmpină si acidifierea în continuare a produsului.

9.Ambalarea iaurtuluiDozarea iaurtului în ambalaje se va realiza cu ajutorul unei mașini automate de ambalare

produse lactate vâscoase, la pahare, tip AMPA 8-7, prezentată în figura numărul 1.

7

1.1 1.2

Figura nr. 1. Mașină de ambalat produse vâscoase, tip AMPA 8-7 montată în linia de fabricaţie a produse acidolactice la ICDCB Balotești.

1.1 –Ansamblu mașină de ambalat produse vâscoase (acidolactice);1.2 –Datele tehnice pentru care este proiectată mașina (detaliu imagine placuţă de

inscripţionare a mașinii).Productivitatea mașinii este de 1500 buc./h și poate doza iaurtul în pahare la diferite gramaje.

Paharele cu iaurt se așază în navete de material plastic și se introduc în camera de răcire pentru răcirea finală.

10.Răcirea - depozitarea iaurtuluiRăcirea propriu-zisă la temperatura de 2...8oC are loc in camera frigorifică a secţiei (dulap

frigorific). În această fază coagulul devine mai compact, aroma se accentuează și gustul devine mai plăcut. Iaurtul este păstrat în acest spaţiu până în momentul livrării.

11.Livrarea iaurtuluiTransportul iaurtului, din momentul ieșirii din camera frigorifică și până în momentul ajungerii

în reteaua de distribuţie, va trebui asigurat la o temperatură de maxim 8°C, cu ajutorul mijloacelor de transport auto dotate cu aggregate frigorifice și termoizolate.

Linia tehnologică pentru fabricare iaurt la ICDCB Balotești este concepută conform schemei din figura următoare:

8

Figura nr. 2. Linia de fabricare a iaurtului cu coagul fluid1 - vană preparare iaurt;2 - pompă vehiculare lapte / iaurt;3 - schimbător căldură pentru pasteurizare lapte utilizat lafabricarea iaurtului;4 - mașina de ambalat iaurt la pahare.

Schema tehnologică de fabricare a iaurtului cu coagul fluid (iaurt de băut) este prezentată in Figura nr. 3.1

9

Figura nr.3.1. Schema tehnologică de fabricare a iaurtului cu coagul fluid, conform tehnologiei aplicate la ICDCB Balotești.

Schema tehnologică de fabricare a iaurtului cu coagul ferm (iaurt clasic) este prezentată în figura nr.3.2.

10

Figura nr.3.2. Schema tehnologică de fabricare a iaurtului cu coagul ferm.

I.2. SCHIMBATORUL DE CALDURA CU PLACI PARTICULARITATII CONSTRUCTIVE SI FUNCTIONALE

11

PASTEURIZATOARE CU PLACI

Pasteurizarea in pasteurizatoare cu placi este cea mai cunoscuta metoda de pasteurizare industriala a laptelui.

Pasteurizatoarele sunt construite din placi din otel inoxidabile ondulate prin stantare pe suprafata carora sunt prevazute canale.

Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire. Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare : un sector de mentinere la temperatura de pasteurizare, un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala.

Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire, cat si vitezei mari de circulatie. In aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari fizico-chimice minimale.

Laptele este introdus in pasteurizatoarele cu placi cu ajutorul pompelor centrifuge,prin fiecare sector prin care trece sufera o operatie de tratament termic.

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux, asigurand capacitati de productie mari (20000l /h). Toate operatiile sunt automatizate, inclusiv spalarea si dezinfectia. In acest scop instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat al intregului proces de pasteurizare :

Termometre inregistratoare ; Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea

automata a temperaturii de pasteurizare ; Tablou comanda ; Dispozitiv de semnalizare optica si acustica.

Figura nr. 4. Pasteuriyaorul cu placi cuprinde: 1- Bazin de alimentare; 2- Pompa de lapte; 3-Pompa de apa calda; 4- Dispozitiv de automatizare; 5- Cap de recirculare; I- Sector de racire cu apa racita; II,III- Schimbator de caldura; IV- Sector de încalzire; V- Sector de mentinere la cald

. Placile formeaza mai multe sectiuni astfel:

12

- preincalzirea initiala a laptelui de la 5-10 oC la 35-40 oC prin circulaţie în contracurent cu laptele cald pasteurizat(zona de recuperare I );

- preincalzirea a doua a laptelui de la 35-40 oC la 55-60 oC, tot pe seama laptelui pasteurizat( zona de recuperare II );

- pasteurizarea propriu-zisa, unde laptele atinge temperatura dorita în functie de regimul ales;

- mentinerea de scurta durata la temperatura de pasteurizare; - zona de racire cu apa unde temperatura laptelui scade la 15-25 oC; - zona de racire finala în care laptele iesit din sectiunea de recuperare II ajunge la

temperatura de 4-6 oC, datorita circulatiei în contracurent cu apa racita la 0…+4 oC. Viteza fluidelor prin canalele placilor este de 2,0-2,5 m/s, iar cresterea vitezei peste aceste

valori nu este recomandata deoarece determina o crestere a pierderilor de presiune, o marire insemnata a presiunii de intrare a fluidului si, prin urmare, dificultati in etansarea intregii instalatii si cheltuieli sporite de energie pentru pompare. Canalele sub forma de ondulatii transversale, in V sau cu proeminente circulare, cu d=20-25 mm, prin efectul de dezintegrare a filmului de curent, prin schimbarile bruste ale sectiunii canalului si ale sensului de curgere, transforma curgerea laminara in curgere turbulenta. Chiar la Re= 150-300 apare curgerea turbulenta recomandata, iar transferul de caldura prin conductie si convectie se realizeaza in conditii foarte bune.

Placile cu flux unic peliculare sunt cele mai raspandite tipuri de placi. Se impart in doua categorii: peliculare si cu retea. La aceste tipuri de placi, lichidul se deplaseaza sub forma unei pelicule in valuri, urmand configuratia geometrica a placii ( viteza peliculei este 0,3-0,8m/s).

Figura nr. 5. Tipuri de placi a) placa tip 0,5 E; b) placa tip 0,5G; c) placa Sigma Schmidt

13

Toate placile unui schimbator de caldura (placi normale,intermediare si de capat) sunt numerotate de la 1 la n pentru a se putea respecta ordinea de montaj necesara circulatiei corecte a fluidului fiind grupate in zone.

Zona schimbatorului de caldura este zona cuprinsa intre doua placi intermediare; se caracterizeaza prin : natura fluidelor ,schema de circulatie si regimul de temperatura. Placile normale de schimb termic dintr-o zona formeaza unul sau mai multe pachete. Fiecare pachet are un numar de canale (m) prin care fluidul se deplaseaza pelicular.

Formula de aranjare a placilor este o fractie in care numaratorul reprezinta numarul pachetelor si numarul canalelor din fiecare pachet pentru un fluid de lucru, iar numitorul reprezinta acelasi lucru pentru celalat fluid.

14

CAPITOLUL II. PARTEA DE CALCUL

II 1. BILANŢUL DE MATERIALE CU DETERMINAREA DEBITELOR DE MATERIAL ÎN CIRCULAŢIE ŞI ÎNTOCMIREA BILANŢULUI DE MATERIALE ÎN FORMĂ TABELATĂ

P1=1%

P2=2%

P3=0,01%

P4=0,1%

P5=0,01%

P6=0,5%

D.V.S.-Direct Vat Set

15

LAPTE INTEGRAL

Recepţie cantitativă şi calitativă

Curăţire centrifugală

Omogenizare

Pasteurizare

Nămol

D.V.S.

Răcire

Inoculare

Termostatare

Ambalare

IAURT

Determinarea debitelor de material în circulaţie: Lo

P4=0,1%

Lp

Lp

P5=0,01%

Lrc

Lrc

P6=0,5%

Iaurt

16

Pasteurizare

Răcire

Inoculare

Termostatare

Ambalare

D.V.S.

Lc

P3=0,01%

Lo

Lr

P2=2%

Lc

17

Omogenizare

Curăţire centrifugală nămol

Li

P1=1%

Lr

Nr. OPERAŢIA MATERIALE INTRATE MATERIALE IEŞITE

18

Recepţie cantitativă şi calitativă

crt. Denumire,simbol UM Valoare Denumire,simbol UM Valoare1. Recepţie

cantitativă şi cantitativă

Lapte integral,Li Kg/s 4,18 Lapte recepţionat, Lr

Kg/s 4,138

Pierderi,P1 Kg/s 0.041

TOTAL Kg/s 4,18 TOTAL Kg/s 4,182. Curăţire

centrifugalăLapte recepţionat,

Lr

Kg/s 4,138 Lapte curăţat,Lc Kg/s 4,056Pierderi,P2 Kg/s 0.082

TOTAL Kg/s 4,138 TOTAL Kg/s 4,1383. Omogenizare Lapte curăţat,Lc Kg/s 4,056 Lapte

omogenizat,Lo

Kg/s 4,055

Pierderi,P3 Kg/s 0.0004TOTAL Kg/s 4,056 TOTAL Kg/s 4,056

4. Pasteurizare Lapte omogenizat,Lo

Kg/s 4,055 Lapte pasteurizat,Lp

Kg/s 4,0515

Pierderi,P4 Kg/s 0.004TOTAL Kg/s 4,055 TOTAL Kg/s 4,055

5. Răcire Lapte pasteurizat,Lp

Kg/s 4,0515 Lapte răcit,Lrc Kg/s 4,051Pierderi,P5 Kg/s 0.0004

TOTAL Kg/s 4,0515 TOTAL Kg/s 4,05156. Inoculare,termost

ata-re,ambalareLapte răcit,Lrc Kg/s 4,051 IAURT Kg/s 4,03

Pierderi,P6 Kg/s 0.02TOTAL Kg/s 4,051 TOTAL Kg/s 4,051

Tabel 1. Bilanţul de materiale în formă tabelară

II.2. BILANŢ TERMIC PENTRU CELE 3 ZONE ALE PASTEURIZATORULUI

19

II. 2.1. Bilantul termic pentru zona a I-a a schimbătorului de căldură

se va calcula astfel:

20

21

II.2.2. Bilanţul termic pentru zona a II-a a schimbătorului de căldură

22

II.2.3. Bilanţul termic pentru zona a III-a a schimbătorului de căldură

tabelul cu proprietăţile termofizice ale aburului

23

, atm

24

II.3.1. CALCULUL COEFICIENŢILOR TOTALI DE TRANSFER TERMIC PE ZONE

II.3.1.1.Calculul fluxurilor termice transferate pe fiecare zonă în parte (Φtr, w)

calculul

- calculul

- calculul

25

II.3.1.2. Calculul coeficienţilor totali de transfer termic K, pentru fiecare zonă în parte

-coeficientul parţial de transfer termic prin convecţie de la fluidul cald la placă, -grosimea plăcii, m-conductibilitatea termică a materialului din care este confecţionată placa,

-coeficientul parţial de transfer termic prin convecţie de la placă la fluidul rece, , -caracteristici ale plăcii cu următoarele valori:

=17,5

În relaţia de definiţie a coeficientului de transfer termic prin convecţie , reprezintă conductivitatea termică a fluidului care vine în contact cu placa.

a fluidulului cald pentru

a fluidului rece pentru

caracteristică a schimbătorului de căldură

la încălzire pentru

la răcire pentru

caracteristici termofizice ale fluidului care vine în contact cu placa

Pentru zona I: -pentru :

26

, K

Kg/m3

27

-pentru :

K

Kg/m3

28

29

Pentru zona II: -pentru :

, K

Kg/m3

30

-pentru :

K

31

Kg/m3

32

Pentru zona III: -pentru :

, K

Kg/m3

33

34

II.3.2. DETERMINAREA ARIEI SUPRAFEŢEI DE TRANSFER TERMIC ŞI A NUMARULUI DE PLĂCI PE FIECARE ZONĂ

n= numărul de plăci pe zonă

f = aria unei plăci , m2

Zona I:

°C°C

°C

Zona II:

°C

°C

35

°C

Zona III:

°C

°C

°C

°C

36

II.3.3. CALCULUL DIMENSIUNILOR SCHIMBĂTORULUI DE CALDURĂ .

II.3.3.1. Calculul numărului de canale, m:

m- număr de canale ;Dm- debitul masic al fluidului, kg/s ;S- aria secţiuni de curgere, m2 ;w- viteza de curgere a fluidului prin conducte, m/s ;

- densitatea fluidului, kg/m3 ;

Zona I:

m 1I=4,73 m1I= 5

m 2I=4,65 m2I= 5

Zona II:

37

Zona III:

II.3.3.2. Calculul numărului de pachete, se noteaza cu Z :

n- numărul de placi ;m- numărul de canale .

Zona I:

Zona II:

Zona III:

II.3.2.3. Calculul lungimii schimbătorului de căldură :

38

- grosimea plăcii de capăt = 110 mm ;

- grosimea plăcii intermediare = 72 mm ;- grosimea plăcii curente = 1 mm ;- distanţa dintre plăci = 3 mm.

II.3.4. DETERMINAREA PIERDERILOR DE PRESIUNE.

Z- numărul de pachete ;- densitatea medie pe zonă.

Zona I:

Zona II:

39

Zona III:

BIBLIOGRAFIE

1. Banu C.,Manualul inginerului de industrie alimentara,volumul I,Ed. Tehnica,Bucuresti,2002.

2.Chintescu G. si Stefan G. ,Indrumator pentru tehnologia produselor lactate,Ed. Tehinca,Bucuresti

3. Nicolae Onita, Elisabeta Ivan, “Memorator pentru calcule in industria alimentara”, Ed Mirton, Timisoara 2006

40