Operatii Termice in Industria Alimentara
-
Upload
ion-nicolae-madalin -
Category
Documents
-
view
342 -
download
22
Transcript of Operatii Termice in Industria Alimentara
Anicuta STOICA
Tanase DOBRE Octavian FLOAREA
Editura POLITEHNICA PRESSBucure§ti, 2007
276 OPERATU TERMICEININDUSTRIA ALIMENTARY
7.4. Utilaje §i instalatii pentru pasteurizare-sterilizare
Utilajele de pasteurizare-sterilizare sunt de constructie foarte diversa sitrebuie sa asigure incalzirea produsului la temperatura dorita, mentinerea sa laaceasta temperatura un timp prestabilit si racirea lui pana la temperatura impusa dedepozitare sau de o alta faza tehnologica. Utilajele si instalatiile din aceastacategoric se pot clasifica in functie de mai multe criterii, dupa cum se poateobserva si din figura 7.5,
UTILAJE DE PASTEURIZARE-STERILIZARE
Dupa temperatura delucru
t<100
Pasteurizatoare
t>100'
Sterilizatoare
Dupa cum se prezintaprodusul
aroduse In vrac
sterilizare-pasteurizare
oroduse ambalate
Fig. 7.5. Clasificarea utilajelor de sterilizare - pasteurizare.
Un alt criteriu de clasificare este §i regimul de functionare, din acest punct. */
de vedere se disting instalatii cu functionare continua si cu functionare discontinua.Ca purtatori de caldura se pot folosi: apa calda, aerul calds aburul, gaze din flacaradirecta sau microunde. Ca medii de racire se pot utiliza: apa, apa racita, glicolul,amoniacul sau saramura.
7.4.1. Instalatii pentru pasteurizarea §i sterilizarea produselorinvrac
Dupa cum se poate observa din figura 7.6, exista o mare varietate de utilaje
care se pot folosi pentru sterilizarea-pasteurizarea produselor in vrac. Celemulte utilaje sunt de tipul schimbatoarelor de caldura. Singura conditie careimpune produsului pentru a putea fi sterilizat este aceea de a putea fi pompat.aceasta categoric intra atat produse cu o viscozitate mica cum ar fi: laptele,berea, sucurile de fincte, dar si produse cu viscozitate mare cum ar fi, sosurifocremele, deserturile §i altele.
pasteurizare - Sterilizare 281
?tk
sei-auieaea§isi:ireire
tialsntiava;
in
aici se gases.te §i racordul pentru scurgerea apei, care este in legatura cuconducta de preaplin, de la partea superioara. In partea inferioara se gaseste s.i ogerpentina perforata pentru alimentarea cu apa in perioada de racire.
Autoclavele orizontale sunt mai raspandite decat cele verticale §i seconstruiesc in mai multe variante. In figura 7.9 este prezentata o autoclava statica,«ra economizator, de tip Steriflow, disponibila §i in varianta statica, si in cearotativav
In timpul sterilizarii, cutiile sunt stropite sub o ploaie violenta cu aparecitculata incalzita. Incalzirea apei este asigurata de un schimbator de caldura cuplaci alimentat cu abur. Aceeasi apa serve§te §i pentru racire, numai ca atuncischimbatorul este alimentat cu apa rece. Aparatul este prevazut cu regulator depresume, independent de eel de temperatura. Autoclavele de acest tip sunt destul deeconomice, consumul de apa recirculata fund de 0,3 kg de apa la kilogramul deprodus.
sistem derepartlzare |idistribuire uniform^
schimbator cu pl£ci;rScire-tncilzireintermediary
1M+- intrare vapori
intrare ap3 de rScire
an3 Hft cSfiroctLJd uc i dL*n cj
condensat
*- intrare aer comprimat
ie§ire aer comprimat
Injectarepentru mentinerea
manualnive!ului constant
pompa" de recircularea apei de sterilizare
Fig. 7.9. Autoclava de sterilizare de tip Steriflow.
7.4.2.2. Utilaje de sterilizare a produselor ambulate cu functionarecontinua
*
In aceste instalatii produsele ambalate tree continuu prin mai multesectoare termice in care are loc preincalzirea, pasteurizarea/sterilizarea si racireaprodusului, uneori urmata de uscarea ambalajului. Avantajele acestor instalatii sunt:
• capacitate mare de productie;• siguranta in functionare;• -posibilitatea efectuarii tratamentului terrnic pentru toate tipurile de
ambalaje;• consum redus de manopera.Instalatiile cu functionare continua pot fi de tip tunel, rotative, hidrostatice
sau cu inchidere mecanica.
282 OPERATE TERMICE IN INDUSTRIA ALIMENTARY
Pasteurizatoarele de tip tunel sunt construite dintr-o carcasa in cam
recipientele se deplaseaza de la un capat la altul cu ajutorul unui mijloc de transportCa agent termic se utilizeaza abur sau apa calda, iar agentul de racire este apa rece
Sunt constituite din mai multe sectoare in care se urmaresc aceleasi etatieca §i la functionarea discontinua: preincalzirea produsului (daca este cazul)mentinerea produsului la temperatura necesara procesului termic si racirea treptataa produsului. Instalatiile de pasteunzare tip tunel se utilizeaza pentru tratamentultermic al produselor lichide, ca de exemplu: bere, vin, sucuri, bauturi racoritoaresosuri, dar si pentru produse semisolide sau cu continut mare de solid in lichidpaste de tomate, gemuri, budinci (Banu si colab., 1998).
Sterilizatoarele rotative se construiesc cu doua sau trei corpuri. Candinstalatia are doua corpuri, in primul corp se realizeaza incalzirea si sterilizarea cuabur, iar in al doilea racirea cu apa la presiune atmosferica. Instalatiile cu treicorpuri pot functiona fie cu un corp pentru incalzire-sterilizare si doua corpuri deracire, fie un corp de incalzire, unul de sterilizare §i unul de racire.
Sterilizatoarele hidrostatice sunt aparate la care presiunea din spatiul desterilizare este mentinuta in echilibru hidrostatic cu una sau mai multe coloane deapa, a caror inaltime este in functie de presiunea corespunzatoare din camera desterilizare. Aceste aparate au numeroase avantaje:
• reducerea la minimum a socului termic si de presiune pentru produs §irecipient;
• pot fi utilizate pentru toate tipurile de ambalaje sterilizabile;• se preteaza la un grad ridicat de automatizare;• utilizeaza eficient aburul sau apa;• au o foarte buna uniformitate si control asupra procesului;• utilizeaza economic spatiul de amplasare, au o buna flexibilitate;• se pot construi pe un domeniu larg al capacitatilor.Se cunosc multe tipuri de sterilizatoare hidrostatice. La toate, deplasarea
produselor ambalate se realizeaza cu ajutorul unui lant fara sfarsit care le transportade la intrarea in zona de incalzire la evacuarea din zona de racire (Banu 51 colab.,1998). In figura 7.10 este prezentat un sterilizator vertical pentru sticle (DairyProcessing Handbook). Principiul de functionare este urmatorul: recipientele sunintroduse in punctul (11) si sunt transportate de cosurile fixate pe lantunjtransportorului mai intai in coloana hidrostatica de incalzire (1), apoi in coloanelcu apa (2, 3) (a doua treapta §i a treia zona de incalzire), in coloana (4) (spatiu csterilizare) si apoi in coloanele hidrostatice (5-9) pentru racire. Recipientele sunapoi evacuate prin punctul (12).
Sterilizatoare cu inchidere mecanica. Cel mai cunoscut tip e ^sterilizatorul Hydrolock utilizat pentru sterilizarea produselor ambalate in cutiijborcane de sticla,.butelii.de plastic sau ambalaje flexibile (fig. 7.11). ,
Sterilizatorul este format dintr-un vas cilindric orizontal care lucreazapresiune, fiind impartit de un perete orizontal in doua compartimente, unul in carerealizeaza sterilizarea cu abur si celalalt in care se realizeaza racirea cu apa.
seSteiaut<intrrot^real
incaifacandiiprimiSt(
stflira
' st-
pasteurizare - Sterilizare 283
Separarea celor doua zonege face cu perna de aer.Sterilizatorul poate fi alimentatautomat cu recipiente (1) carejntra in instalatie printr-o valvarotativa (2). Aceasta valvarealizeaza o mchidere partialmecanica si partial hidrostatica(fiind imersata in apa).Recipientele sunt apoi transportate$n partea superioara a utilajuluicare lucreaza la presume, unde seface tratarea cu abur sau cuamestec de abur si aer. In acestdin urma caz, instalatia esteprevazuta si cu un ventilator (4)montat in compartimentul de
f\. In partea inferioara a
sterilizatorului, recipientele suntracite tot sub presiune, durata deracire fiind 1/3 - 1/6 din durata desterilizare.
Recipientele racite sunteliminate prin aceeasi valva sisunt transferate pe un al doileatransporter montat in exteriorulsterilizatorului, in parteainferioara a acestuia, undecontinua racirea cu aer la presiuneatmosferica.
10 10
aburapa de racire
12
Fig. 7.10. Sterilizator vertical continuu pentru sticle:1 - treapta I de incalzire; 2 - treapta a Il-a de incalzire;3 - treapta a III-a de incalzire; 4 - sterilizare cu abur;5 - prima treapta de racire; 6 - a Il-a treapta de racire;
7 - a III-a treapta de racire; 8 - a IV-a treapta deracire; 9 - racire linala; 10 - angrenaje; 11 - intrare;
12 - ie§ire sticle.
i i abur— apa de racire
Fig. 7.11. Sterilizator Hydrolock:1 - alimentare automata cu recipiente; 2 - valva rotativa; 3 - lant transporter din zona desterilizare cu abur; 4 - ventilator; 5 - compartiment de racire cu apa; 6 - zona de racire
cu aer; 7 - descarcare produse.
284 OPERATE TERMICE ININDUSTRIA ALIMENTARY
7.4.3. Exemplu de dimensionare a unui pasteurizatorExemplul 7.4.3. Sd seproiecteze un schimbator de caldura cu placi, folosit
ca pasteurizator in industria laptelui tji care este constituit din cinci zone:
I - zona de recuperare a caldurii (preincdhire lapte de la 4 C la 40 C cuajutorul laptelui pasteurizat);
II- zona de recuperare a caldurii (preincdhire lapte de la 40 C la 53 Catajutorul laptelui pasteurizat);
oIII - zona de pasteurizare a laptelui (temperatura 78 C/incdlzire cu apd
caldd de 90°C);o
IV - zona de rdcire cu apa (temperatura 15 C);o
V'- zona de rdcire cu apd rdelta, (temperatura 1 C).Se cunosc:
- debitulde lapte: Gvl=l,5^10~3 m3/s;o
- temperatura initiala a laptelui; ti-4 C;
- temperatura de pasteurizare: tp=78 C;o
~ temperatura finald a laptelui: tf=6 C;o
- temperatura initiala a apei calde: tac=90 C.RezolvareSe va alege un schimbator de caldura cu placi de tipul Alfa Laval P12 cu
urmatoarele caracteristici: lungimea placii - 1170 mm, latimea placii - 420 mm,grosimea placii - 1,3 mm, aria suprafetei de transfer a unei placi -/=0,31 m >
T
distanta dintre placi - 4,0 mm, aria sectiunii de curgere - 152.10"^m ; diametrulechivalent - 8 mm.
Constantele fizice ale celor doua fluide in runctie de temperatura:Constantele fizice ale laptelui:
cl(t) :=3868 + 1.9628-1
pl(t) := 1037-0.439-1
kg-grdkg -4
Xl(t) := 0.481 + 7.295-10 -tm
m-grd
ril(t) := 3.188-10 3-7.612-10 5 - t+ 5.563-10 7-t2 —m-s
vl(t) :=Pl(t)
Prl(t) :=
Constantele fizice ale apei:
ca(t) := 4225 - 0.998-t + 0.01-fkg-grd
pasteurizare - Sterilizare 285
-3 -5 2 W;U(t) := 0.554+2.358-10 -t-1.04-10 -t
m-K
riapa(t) := 1.746 -0.046-t+ 5.666-10 4-t2 - 2.521-10 6-t3 cP
pa(t) := 1001- 0.107 -t- 3. 097-10" 3-t2
m
Pra(t) := 12.851 - 0.331-t + 3.405-10~3-t2- 1.183-Hf 5-t3
Conductivitatea termica a peretelui placii (otel inoxidabil):W
:= 15.1m-grd
-Elemente constructive ale placilor:
£ 1 "7- grosimea peretelui: °P -~ *•-*'
,-3m
- aria suprafetei de transfer: f ;= 0.31m- 3- diametrul echivalent: de := 8-10 m
- 5 2- aria sectiunii de curgere: S2c := 152-10 m
_ 3- distanta dintre placi: d := 4-10 m
- rezistenta termica a depunerilor (propusa): rd := 0.000052 Am -grd
W
- debitul de lapte: Gvl := 1.5-10-3m
Bilanturi termiceDeterminarea regimului de temperaturaZona a Il-a de recuperare a cdlduriitp ;= 78 °C temperatura de pasteurizare
tl := 40 C, t2 := 53 C temperaturile de inrrare §i de ie^ire a lapteluinepasteurizat
Zona a U-a de recuperare
tr2=65 °C -tp=78 °Ctl=40 °C 12=53 °C
286 OPERA Til TERMICE ININDUSTRIA ALIMENTARA
tml :=tl + t2
temperatura medie a fluidului 1
Q2 := Gvl-pi(tml)-cl(tml)-(t2-tl)Diferenta medie de temperaturaAtl := tp -12 tr2 := tp - (t2 - tl)
tr2 = 65
At2 = 25
Q2 = 7.849* 10 W
Atl = 25
At2 := tr2-tl
Zona I de recuperare
ti:= 4 tm2:=tl + ti
Ql := Gvl-pl(tm2)-cl(tm2)-(tl -ti)recuperare
Ql =2.17x 10 W
trl=29°C tr2=65°Co o
ti=4 r~ tl=40 CL1 \-j fc A r \ x_y
Diferenta medie de temperatura:trl := tr2 - (tl - ti)At2 := tr2-tlAt21 :=trl-t :
trl = 29
At2 = 25At21 = 25
Zona a III-a de pasteurizareu
Ca agent de mcalzire se foloseste apa calda cu temperatura de 90 C si careo
se race§te pana la 70 C.
t p + t 2tm3 :=
2Zona a ///-a de pasteurizaretai=90 °C tae=70 °C
rp=78 °C 12=53 °CDiferenta medie de temperatura:
Q3 :- Gvl-pl(tm3)-cl(tm3)-(tp-t2) Q3 j= 1.511 x 10D W
tai := 90 tae := 70 °C(tai-tp) -(tae-t2)
At3 :=i f f cu -M
At3 = 14.355
\tae-t2
pasteurizare - Sterilizare 287
irn j a . —tai + tae
2
Gac = 1.795ca(tm3a)-(tai-tae)
Zona a IV-a de rdcire cu apd de reteaZona a IV-a
t4e=20 °C t4i=29 °Ctain=15 °C -taie-20 °CDiferenta medie de temperatura:t4i := trl t4e := 20 tain:= 15 taie := 20
At4:=9-5
I 9H -"
tm4:=t4i+t4e
At4 = 6.805
tm4a:=t4e + t4i
Q4 := Gvl-pl(tm4)-cl(tm4)-(t4i-t4e)
Debitul de apa de racire din retea:Q4
4
Garl :=ca(tm4a) -(tale- tain)
Q4 = 5.425 x 10 W
Garl = 2.58
u
Zona a V-a de racire cu apa de I CZona a V-a
t5ie=6 °C t5i=20 °C
tari=l °C tare=10 °CDiferenta medie de temperatura:t5i := t4e t5ie := 6 tari := 1 tare := 10
t5i+ t5ie tari+ taretm5:=
210-5
2
~ 7
Q5 := Gvl-pl(tm5)-cl(tm5)-(t5i-t5ie) Q5 = 8.432 x 10 W
288 OPERA Til TERMICE IN IND USTR1A ALIMENTARA
Debitul de apa de racire:
r oGar2 :=ca(tm5a) -(tare - tarf)
Gar2 - 2.22 -2s
Calculul de dimensionareDeterminarea vitezei curentului de lapte pe zone; indicele 1 se refera la
fluid, iar al doilea la zona (1 - lapte nepasteurizat, 2 - lapte pasteurizat).Zona a Il-at!2m:= 0.5-(tl + t2) t22m:= 0.5-(tp+ tr2)t!2m= 46.5 t22m= 71.5tpm!2 := 0.5-(tl2m+ t22m) tpm!2 = 59
Se propune viteza fluidului 1m
w!2 := 0.3 —s
Calculul coeficientilor de transmitere a caldurii pentru zona a Il-a.w!2-de
Rel2 :=vl(tl2m)
Nul2 := 0.314-Rel20'65-Prl(tl2m)a4
Rel2 = 2.866 x 10'
Nul2= 117.637
a!2 :=Nul2-A.l(tl2m)
de
a!2 - 7.572x 10'W
2 Am -grd
Pentru eel de-al doilea fluid:m
w22 := 0.3 —s
Re22 :=w22-de
vl(t22m)
0.314-ReNu22-;U(t22m)
Nu22 := 0.314-Re220'65-Prl(t22rn)°-3
viteza propusa
Re22- 4.095 x 10
Nu22 - 109.356
3
a22 :=
a22 - 7.288 x 10"W
2 Am -grd
pasteurizare - Sterilizare 289
K2 ;=1
1 Sp 1— + — + + rd
<xl2
K2 = 2.467 x 10-
a 22W
2 Am -grdAria necesara celei de-a Il-a zone:
Q2A2:= —
K2-At2Numarul de placi pentru zona a Il-a
A2
fValorile se vor rotunji
. n2d:=round(n2,0)
A2f := f-n2d
Numarul de canale:
A2= 1.273 m
= 4.105
A2f = 1.24 m AriafmalaGvl Gvl
m22:=
m!2 - 3.289valori rotunjite:ml2d:=round(ml2,0)m!2d = 3
n2dz!2 :=
m!2d-2z!2 = 0.667z!2d:= round(zl2)z!2d= 1
w!2-S2cm22= 3.289
w22-S2c
m22d:=round(m22,0)- 3
n2dz22:=
m22d-2z22 = 0.667z22d := round(z22)z22d = 1
numarul de pachete
Verificarea vitezelor propuse §i calculul pierderilor de presiune
w!2c :=Gvl
S2c-ml2dm
w!2c - 0.329 -s
w!2c-de
w22c :=Gvl
S2c-m22dm
w22c = 0.329 -s
Rel2c :=vl(tl2m)
Re22c :=w22c-de
vl(t22m)
Rel2c- 3.143x 10'
Eul2:=4100-Rel2c-0.55
Re22c- 4.49 x 10"
Eu22:- 4100-Re22c-0.55
290 OPERA Til TERMICE IN INDUSTRJA ALIMENTARA
Eul2= 48.896 Eu22 = 40.183Apl2 := zl2d-Eul2-pl(t!2m)-wl2cAp22 := z22d-Eu22-pl(t22m)-w22c
N A NApl2 = 1.635 x 10 Ap22 = 1.329x 10
m m
Nul2c:= 0.
Nu22c := 0.314-Re22ca65-Prl(tl2m)°-4
Nul2c-M(t22m)
Nul2c = 124.895
Nu22c= 157.499
U l^L- .
a!2c :
a22c ;
Vlr- 'IVZC .-
de3 W
9 794 • • 1 H— O.-JZ-T1 X 1U
2 Am -grdNu22c^l(t22m)
de4 W- 1 A< v 1 fir- 1 .UJ X 1U
2 Jm -grd1
1 5p 1+ + ru
a!2c Xo a22c3 W
n p/i^ - 1 nZ.o-4-j X 1U2 ^m -grd
Q2K2c-At2A2f-A2c
Rez:= -100
- 1.104 m
Rez= 11.006 %
L2 - 0.017 m
A2fS-a obtinut o rezerva de arie de 11%.Lungimea zonei a Il-aL2 :-Zona 1Indicele 1 se refera la fluid (1 - lapte nepasteurizat, 2 - lapte paste
iar al doilea la zonat l lm:= 0.5-(tl + tf) t l l m = 22t21m:= 0.5-(trl + tr2) t21m= 47
- Sterilizare 291
tpmll := 0.5-(tllm+ t21m)m
wll := 0.3-s
Rell :=wll-de
vl(tllm)
Null := 0.314-Relia65-Prl(tllm)°-4
all :=Null-A.l(tllm)
de
all - 6.174x 10-W
2 Am -grdPentru eel de-al doilea fluid:
tpm21 := tpmll
w21-de
mw21 := 0.32 —
s
Re21 :=vl(t21m)
Nu21 := 0.314-Re21°-65-Prl(t21m)a3
a21 :=Nu21-A.l(t21m)
de
a21 = 6.579 x 10'
Kl :-
W
2 Am -gra
1 5p 1
all
Kl = 2.222 x 10
a213 W
Al :=
nl :=
QlKl -AtlAl
f
tpmll = 34.5
Viteza propusa
Rell = 1,383 x 10
Null = 99.376
3
Viteza propusa
Re21 = 3.1 x 10"
Nu21 - 102.144
m -grd
Aria necesara primei zone Al = 3.906 m
numarul de placi pentru zona a l - a nl = 12.6
nld := round(nl -1,0) Valoare rotunjita n ld= 12
292 OPERA Til TERMICE ININDUSTR1A ALIMENTAU
Alf :=f -n ldGvl
mil :=
m21:=
wll-S2cGvl
Alf = 3.72 rn
mil = 3.289
m21 - 3.084
numarul de canale
w21-S2c
mlld:= round(mll) ml Id =3 m21d := round(m21)m21d = 3
nld nldzl l :=
mlld-2z21 :=
zl l»2zl ld:= round(zll)z l l d = 2
Gvlw21c :=
m21d-2
z21d := round(z21) numarul de pachetez21d = 2
Gvl
S2c-m21dm
Viteze recalculate
w21c = 0.329 —s
wile := -S2c-mlld
mw l l c = 0.329 —
s
Relic :=wllc-de
vl(tllm)Re21c :=
w21c-de
vl(t21m)
Relic = 1.517x 10'
Bull :=4100-Rellc
Eu21 := 4100-Re21c
-0.55
-0.55
Re21c = 3.187x 10'
Eull = 72.997
Eu21 - 48.52 ^
4Apll := zlld-Eull-pl(tllm)-wllc Apll = 4.934x 10
Ap21 := z21d-Eu21-pl(t21m)-w21c Ap21 = 3.244 x 10
N
m4
m
Nullc := 0.314-Rellca65-Prl(tllm)°'4
Nu21c := 0.314-Re21ca65-Prl(t21m)°'4
alie :=Nullc^l(tllm)
dea21c :=
Nullc = 105.508
Nu21c - 125.301Nu21c-A,l(t21m)
de
pasteurizare - Sterilizare 293
Ctl lC = x 10'W
2 Am -grd- 8.071 x 10'
W
1 6p+ —- +
1Klc - x 10"
allc Xo a21crd
2m -grd
W
m
Ale- 3.581 m
LI = 0.06 m
Klc-AtlAlf-Alc
= -100Alf
Lungimea zonei I
LI :=nld-6p+(n ld- l ) -dZona de pasteurizareSe vor folosi indicele 1 pentru lapte §i 2 pentru apa calda, zona de
pasteurizare fund zona a HI - a.t!3m:= 0.5-(tp+ t2) t23m:= 0.5-(tai + tae)t!3m= 65.5 t23m= 80tpm!3 := 0.5-(tl3m+ t23m) tpm!3 - 72.75
m w!3-dew!3 := 0.3- Rel3 :=
s vl(tl3m)
Rel3 = 4.11 x 103
j. Nul3 := 0.314-Rel3°t65-Prl(tl3rr^a4
Nul3 = 127.425
a!3 :=de
a!3 = 8.423 x 10-W
2 Am -grdPentru eel de-al doilea fluid:tpm23 := tpm!2
w23 := 0.4—s
Re23 - 7.752 x 10-
Re23 :=w23-de-pa(t23m)
riapa(t23m)
1000
Nu23 := 0.314-Re23°-65-Pra(t23m)°<3 Nu23 = 132.462
294 OPERA Til TERMICE ININDUSTRIA ALIMENTARA
Nu23-Xa(t23m)r;00 • V 7 ~.00(JtZJ .—
de
K 3 - ]TO .—
1 6pI A i
U,Z<~> •
V^ OJVJ — Z
1
4 W1 1 o v 1 nt . I 1 > A 1 U
2m -grd
3 WQHA v 1 frvuo x iu •- — -m -erd
a 13 Ax> a23Aria necesara celei de-a treia zone
A3:=-^-K3-At3
__ A3
fn3= 11.686
A3f := f-n3dGvl
A3 - 3.623 m
numarul de placi pentru zona a HI - a
n3d := round(n3) n3d - 12
A3f = 3.72 m
nm!3 :=Gac
w!3-S2c
m!3 = 3.289m!3d := round(ml3)m!3d= 3
n3dz!3 :=
m!3d-2z!3 = 2z!3d := round(zl3)z!3d= 2
Gvl
m23 :=w23-S2c-pa(t23m)
m23 = 3.035 numarul de canale
m23d := round(m23)
m23d = 3
z23:=n3d
w!3c :=S2c-ml3d
m23d-2z23 = 2z23d := round(z23)z23d = 2
Gacw23c :=
numarul de pachete
S2c-m23d-pa(t23m)
w!3c - 0.329 -s
mw23c = 0.405 -
s
Rel3c :=w!3c-de
vl(t!3m)Re23c :=
Rel3c = 4.506 x 10'
Eul3:= 4100-Rel3cEul3 - 40.104
w23c-de-pa(t23m)
T]apa(t23m)
10003Re23c- 7.844 x 10
-0.55Eu23 := 4100-Re23cEu23 = 29.567
-0.55
Tpasteurizare - Sterilizare
295
Apl3 ;= zl3d-Eul3-pl(tl3m)-wl3cAp23 := z23d-Eu23-pa(t23m)-w23c
Apl3 - 2.66 x 104 — Ap23 = 2.328 x 104 N
m
Nul3c := 0.314-Rel3ca65-Prl(tl3rn)0-4
Nu23c := 0.314-Re23c°-65-Pra(t23m)°'4
m
Nul3c = 135.288Nul3c-M(tl3m)
a!3c :=
Nu23c = 143.797
Nu23c-^a(t23m)
dea23c :=
de
a!3c = 8.942 x 10'W
2 Am -grda23c = 1.215 x 10
W
m -grd
K3c :=1
1 8p 1+ — + + rd
a!3c A,o a23c
K3c = 3.028 x 103 W
m -grd
A3c:=2
K3c-At3A3f-A3c
Rez3:= -100
A3c = 3.476 m
Rez3 - 6.562 %
L3 = 0,06 mA3f
L3 :=n3d-5pLungimea zonei de pasteurizareZona de racire cu apa de reteaSe vor folosi indicele 1 pentru lapte si 2 pentru apa de racire, zona de racire
fiind zona a IV - a.t!4m := 0.5-(t4iH-t4e)tpm!4:= 0.5-(tl4m+ t24m)tl4m= 24.5
mw!4 := 0.3-
sRel4 :=
= 17.5wl4-de
;= 0.5-(tain+ taie)
tpm!4= 21
0.65Nul4 := 0.314-Rel4 -Prl(tl4m)
vl(tl4m)0.4
Rel4= 1.486 x 10'
Nul4= 101.041
a!4 :=Nul4-M(tl4m)
dea!4 - 6.301 x 10"
W
Pentru eel de-al doilea fluid: tpm24 := tpm!4
2 Am -grd
296 OPERATII TERMICE ININDUSTRIA ALIMENTARA
. m w24-de-pa(t24m) -w24 := 0.5— Re24 ;= — Re24 = 3.626 x 1Q3
S T]apa(t24m)
,0.65Nu24 := 0.314-Re24 •Pra(t24m)
Nu24.A,a(t24m)
10000.3
Nu24= 120.818
a24 ;=de
a24 - 8.942 x 10"
K4 :=
W
2 Am -gra
K4 = 2.459 x 10'W
+ — + + rda 14 A.O a24
Q3
m -grd
A4 = 3.623 m
n4d := round(n4) n4d = 12
A4f = 3.72 rn
m24:=Garl
K3-At3Aria necesara celei de-a patra zone
A4n4 := numarul de placi pentru zona a IV - a
fn4= 11.686
A4f := f-n4dGvl
m!4 :=w!4-S2c '
m!4= 3.289m!4d := round(ml4)m!4d = 3
n4dz!4:=
m!4d-2z!4=2z!4d := round(zl4)z!4d = 2
Gvl
numarul de canalew24-S2c-pa(t24m)m24- 3.4m24d := round(m24)m24d= 3
n4d
w!4c :=S2c-ml4d
m24d-2- 2
z24d := round(z24)z24d = 2
Garlw24c :=
numarul de pachete
w!4c = 0,329 —s
w24c - 0.567
S2c-m24d-pa(t24m)m
pasteurizare - Sterilizare 297
Rel4c :=
Re24c :=
w!4c-de
vl(t!4m)
w24c-de-pa(t24m)
riapa(t24m)
1000-0.55
Eul4:=4100-Rel4c
Eu24:=4100-Re23c~0'55
Apl4 := zl4d-Eul4pl(tl4rn)-wl4cAp24 := z24dEu24pa(t24m)-w24c
^*
.Rel4c = 1.63 x 10*
Re24c= 4.1 I x 1CT
Eul4= 70.162
Eu24 = 29.567
= 4. x Ap24 - 3.345 x,4 N
m
°-65 °l4
m
Nul4c := 0.314-Rel4c -Prl(tl4m)
Nul4c = 107.275 Nu24c := 0.314-Re24c°-65-Pra(t24m)°-4
Nu24c- 161.438
Nul4c-M(tl4m)a!4c :=
a!4c = 6.69 x 10'
a24c :=Nu24c-Xa(t24m)
deW
2 Am -grd1
a24c = 1.195 x 10W
A4c:=
1 8pI __ •*•a!4c
Q4
K4c = x 10-
a24crd
2 Am -grdW2m -grd
K4c-At4A4f-A4c
A4f100
A4c =
Rez4 = 20.
m
%
L4 := n4d-5p + (n4d - 1) -d L4 = 0.06 ir Lungimea zonei a IV - aZona de racire cu apa subracitaSe vor folosi indicele 1 pentru lapte si 2 pentru apa subracita, zona de
racire fiind zona a V - a.t!5m:= 0.5-(t5i+ t5ie)t25m:= 0.5-(tari+ tare)tpmlS := 0.5-(tl5m+ t25m)t!5m= 13 t25m= 5.5 tpm!5= 9.25
298 OPERA Til TERMICE IN IND USTRIA ALIMENTAU
Rel5 :=w!5-de
vl(t!5m)
Nul5 := 0.314-Rel5a65-Pri(tl5m)a4
mw!5 := 0.3 —
sRel5 - 1.08 x 10'
Nul5 = 93.881
a!5 :=NulS^l(tlSm)
dea!5 - 5.756x 10' W
Pentru eel de-al doilea fluid:tpm25 := tpmlf
m w25-de-pa(t25m) 3w25 := 0.5- Re25 := " *- Re25 = 2.65 x 10
m -grd
.0.65
riapa(t25m)
10000.3Nu25 := 0.314-Re25 -Pra(t25m)
Nu25'A,a(t25m)a25 :=
Nu25 = 108.653
,3 Wde
K5 :=1
1 6p 1+ — + + rd
a25 = 7.696 x 10'
K5 = 2.274 x 10'
A5:=
a 15 A-o a25Q5
2 Am -grdW2m -gra
Aria necesara celei de-a V - a zona A5 = 5.141 mK5-At5
Numarul de placi pentru zona a V - a
n5d :- round(n5 -1,0)
A5f := f -n5d
A5n5 = 16.583
w!5-S2c
m!5= 3.289m!5d := round(ml5)m!5d= 3
i« n5dz!5:= -m!5d2
z!5 = 2.667z25d := round(z25)z!5d= 3
n5d= 16
A5f= 4.96 m2
Gar2m25 := —
w25-S2c-pa(t25m)m25 = 2.92 numarul de canale
m25d ;= round(m25)m25d = 3
z25:= numarul de pachetem25d2
z25 = 2.667z!5d := round(zl5)z25d - 3
pasteurizare - Sterilizare 299
w!5c :=Gvl
S2c-ml5d
Gar2
S2c-m25d-pa(t25m)
w!5c-de
vl(t!5m)
w25c =
m
sm
0.487 -s
Re25c :=w25c-de-pa(t25m)
riapa(t25m)
Rel5c = 1.184 x 10' Re25c = 2.58 x 10
10003
-0.55Eul5:= 4100-Rel5c Eu25 :
Eul5= 83.651 Eu25
Apl5 := zl5d-Eu!5-pl(tl5m)-wl5c
Ap25 := z25d-Eu25-pa(t25m)-w25c
4 N
4100-Re24c42.184
-0.55
Apl5 - 8.513 x 10
Nul5c
Nu25c
a!5c :
:= 0.314.Rel5c°-65-Prl(tl5m)
:= 0.314.Re25c°-65-Pra(t25m)a4
Ap25 = 6.162x 10
0.4
4 N
Nul5c-Xl(tl5m)
a!5c =
K5c :=
de
10'W
2 Am -gra
a25c :=
a25c =
m
Nul5c - 99.674
Nu25c - 135.867
Nu25c-Xa(t25m)
de
9.624 xW
1
1 8p 1+ —- + + rd
K5c = 2.708 x 10'
a!4c Xo a24c
A5c:=K5c-At5
2 Am -graW
2 Am -grd
A5f-A5cRez5:= 100
A5fL5 :-n5d-5p+(n5d-10-d)
Ltotal:= LI + L2 + L3 + L4 4- L5
A5c = 4.317 m^
Rez5 = 12.97 %
L5 = 15.981 mLtotal= 16.177 m
300 OPERATIITERMICEININDUSTRIA ALIMENTARY
Pierderea de presiune de partea fluidului 1 - lapte<
Aplt :=Apll + Ap l2+Apl3+Apl4+Apl f Aplt = 2.248 x 10'
Pierderea de presiune de partea fluidului al doilea - apa subracita
l+Ap22+Ap23+Ap24+Ap2f AP2t = !-641x 10
At := Alf + A2f + A3f + A4f + A5i
Act := Ale + A2c + A3c + A4c + A5cAt-Act ,
Rezt:= -100At
m
m2
At = 17.36 m2
Act= 15.421 m2
Rezt= 11.171 %