Проектирование малого предприятия по изготовлению мясных полуфабрикатов

Эксплуатационные  теплопритоки Q₂, Вт, определяют по формуле

Q₂ = q₁+q₂+q₃+q₄,                                         (9.11)

где q₁ - теплоприток от пребывания людей, Вт;

       q₂ - от работы электрооборудования, Вт;

       q₃ - от освещения, Вт;

       q₄ - теплоприток при открывании дверей, Вт.

Теплоприток от пребывания людей q₁, Вт, определяется по формуле

q₁ = 350*n,                                                 (9.12)

где 350 - тепловыделение одного работающего человека при выполнении работы средней тяжести, Вт/ чел;

n - число работающих в помещении людей, чел.

q₁ = 350*2 = 700 Вт.

Теплоприток от работы электрооборудования q₂, Вт, определяется по формуле

q₂ = 10³*N_эл*η,                                              (9.13)

где  N_эл - мощность электродвигателя оборудования, кВт. Ориентировочная мощность электродвигателей оборудования для камер хранения до     200 м² принимаем 2 кВт;

       η - коэффициент полезного действия электродвигателя. Для асинхронного двигателя КПД принимается равным от 0,8 до 0,9.

q₂ = 10³*2*0,8 = 1600 Вт.

Теплоприток от освещения q₃, Вт, определяют по формуле

q₃ = A*F_кам,                                                      (9.14)  

где   А - удельный теплоприток от освещения, Вт/м². Принимаем равным         2,3 Вт/м²;

F_кам - площадь камеры, м².

q₃ = 2,3*17,2 = 39,5 Вт.

 

 

Теплоприток при  открывании дверей в охлаждаемые  помещения q₄, Вт, определяют из выражения

q₄ = В* F_кам ,                                              (9.15)

где  В - удельный теплоприток от соседних помещений через открытые двери, отнесённый к 1 м² площади камеры, Вт/м². При площади до 50 м² удельный теплоприток равен 17,5 Вт/м².

q₄ = 17,5*17,2 = 329,2 Вт.

Подставляя  полученные значения в формулу (9.11), получим

Q₂ = 700+1600+39,5+329,2 = 2668,7 Вт.

Полную  требуемую   производительность кондиционера для зимнего и летного периодов  Q₀,   Вт, определяем по формуле

Q₀ = Q_l+Q₂.                                              (9.16)

        - для летнего периода:

Q₀ = 2668,7+663,4 = 3332,1 Вт.

- для зимнего  периода:

Q₀ = 2668,7+70,6 = 2739,3 Вт.

Выбиран кондиционер General AWHZ14L с холодопроизводительностью 3,45 кВт.

 

9.3.2 Расчет камеры  шоковой заморозки

 

Теплоприток через  наружные ограждения Q₁, Вт, определяем по формуле (9.9)

Q₁ = 0,35*(2*1,2*1,5+2*1,2*2,0+2*1,5*2)*(16-(-30))+0,35*1,8*(3-(-30)) = = 252,63 Вт.

Теплоприток от упакованных продуктов при их холодильной обработке, Q₂, Вт, определяют по формуле

Q₂ = Q_2п + Q_2т,                                            (9.17)

где  Q_2п – теплоприток от продуктов при их холодильной обработке, Вт;

        Q_2т – теплоприток от тары при холодильной обработке продукта, Вт.

Теплоприток от замораживания продукта, Q_2п ,Вт находим по формуле

Q_2п = G*q/(τ*3600),                                            (9.18)

где G- расход мяса на замораживание, кг;

       q – удельное количество теплоты, отводимое от продукта, кДж/кг;

       τ – продолжительность замораживания,  ч.

Удельное количество теплоты, отводимое от продукта, q, кДж/кг определяем по формуле

q = C₀(t_н-t_кр)+ W*ω*r+C_м(t_кр-t_ск),                        (9.19)

где C₀ – теплоемкость мяса до замораживания, кДж/(кг*К);

      t_н – начальная температура мяса, ⁰С;

      t_кр – криоскопическая температура мяса, ⁰С;

      W – содержание влаги в мясе, доли от единиц;

      ω – количество вымороженной  влаги, доли от единиц;

      r – удельная теплота льдообразования, кДж/(кг*К);

      C_м - теплоемкость мяса после замораживания, кДж/(кг*К);

      t_ск – средняя конечная температура, ⁰С.

q = 3,24(8-(-1))+0,94*0,645*334+1,93(-1-(-18)) = 298 кДж.

Продолжительность замораживания, τ, ч, определяем по формуле 

τ = q*ρ/( t_кр-t₀)*δ*(δ/2λ + 1/α),                               (9.20)

где ρ – плотность  замораживаемого мяса, кг/м³;

      t₀ – температура теплоотводящей среды, ⁰С;

      δ – толщина продукта, м;

      δ/λ – термическое сопротивление  слоя упаковки, (м²*К)/Вт;

      α – коэффициент теплоотдачи теплоотводящей среды, Вт/(м²*К).

τ = 298*1130*10³/(-1-(-30))*0,025*(0,25/2*1,4 + 1/20) = 4 часа 17 минут.

Таким образом, подставляя полученные значения в формулу (9.18), получим

Q_2п = 98*298*10³/(4,28*3600) = 1890 Вт.

 

 

Теплоприток от тары при холодильной обработке продукта, Q_2т, Вт, находим по формуле

Q_2т = М_т*с_т(t_н-tк)/(τ*3600),                                      (9.21)

где М_т – суточное поступление тары, кг/сут.;

       с_т – удельная теплоемкость материала тары, кДж/(кг*К);

       t_н и t_к – соответственно температура до и после замораживания, ⁰С.

Q_2т = 14,7*1,86*(8-(-30))/(4.28*3600) = 0,67 Вт.

Теплоприток от пребывания людей q₁ Вт, определяется по формуле  (9.12)

q₁ = 350·1= 350 Вт.

Теплоприток от работы электрооборудования q₂, Вт, определяется по формуле (9.13)

q₂ = 10³·2·0,9 = 1800 Вт.

Теплоприток от освещения q₃, Вт, определяют по формуле (9.14)

q₃ = 2,3·1,8 = 4,14 Вт.

Теплоприток при  открывании дверей в охлаждаемые  помещения q₄, Вт, определяют по формуле (9.15)

q₄ = 18,6·1,8 = 33,48 Вт.

Суммарный эксплуатационный теплоприток Q₃, Вт, составляет по формуле (9.11)

Q₃ = 350+1800+4,14+33,48= 2187,6 Вт.

Полную   требуемую   производительность   холодильной  камеры   Q₀,   Вт, определяем по формуле (9.16)

Q = 252,63 + 1890 + 0,67 + 2187,6 = 4331,3 Вт.

Выбранная ранее  камера шоковой заморозки удовлетворяет полученным в ходе расчетов параметрам. Техническая характеристика которой приведена в разделе 6.

 

 

 

6.3.3 Расчет камеры  для интенсивного охлаждения 

 

Теплоприток через  наружные ограждения Q₁, Вт, определяем по формуле (9.9)

Q₁ = 0,4*(2*1,05*1,05+2*1,05*2+2*1,05*2)*(16-(-10))+0,4*1,1(3-(-10))=116 Вт.

Теплоприток на охлаждение продукта, Q_2п, Вт, находим по формуле

Q_2п = М_пр*с_пр*(t_н-t_к)/τ*3600,                                   (9.22)

где М_пр – количество продукта, поступающего на охлаждение, кг;

      с_пр – теплоемкость свежего продукта, кДж/(кг*К);

      t_н – начальная температура продукта, ⁰С;

      t_к – конечная температура продукта, ⁰С;

      τ – продолжительность охлаждения, ч.

Q_2п = 202,29*3,24*(10-4)/1,5*3600 = 720 Вт.

Теплоприток от тары при холодильной обработке  продукта, Q_2т, Вт, находим по формуле (6.21)

Q_2т = 30*1,86*(10-4)/1,5*3600 = 0,62 Вт.

Теплоприток от пребывания людей q₁ Вт, определяется по формуле  (9.12)

q₁ = 350·1= 350 Вт.

Теплоприток от работы электрооборудования q₂, Вт, определяется по формуле (9.13)

q₂ = 10³·2·0,8 = 1600 Вт.

Теплоприток от освещения q₃, Вт, определяют по формуле (9.14)

q₃ = 2,3·1,1 = 2,53 Вт.

Теплоприток при  открывании дверей в охлаждаемые  помещения q₄, Вт, определяют по формуле  (9.15)

q₄ = 17,5·1,1 = 19,25 Вт.

Суммарный эксплуатационный теплоприток Q₃, Вт, составляет по формуле (9.11)

Q₃ = 350+1600+2,53+19,25= 1971,8 Вт.

Полную   требуемую   производительность   холодильной  камеры   Q₀,   Вт, определяем по формуле (9.16)

Q = 116 + 720 + 0,62 + 1971,8 = 2808,4 Вт.

Выбранная ранее  камера быстрого охлаждения удовлетворяет полученным в ходе расчетов параметрам. Техническая характеристика которой приведена в разделе 6.

 

6.3.4 Расчет камеры  для хранения охлажденных полуфабрикатов

 

Теплоприток через  наружные ограждения Q₁, Вт, определяем по формуле (9.9)

Q₁ = 0,4*(2*1,36*1,96+2*1,36*2,2+2*1,96*2,2)*(16-0)+0,4*2,6(3-0)=97,3 Вт.

Теплоприток от пребывания людей q₁ Вт, определяется по формуле  (9.12)

q₁ = 350·1= 350 Вт.

Теплоприток от работы электрооборудования q₂, Вт, определяется по формуле (9.13)

q₂ = 10³·2·0,8 = 1600 Вт.

Теплоприток от освещения q₃, Вт, определяют по формуле (9.14)

q₃ = 2,3·2,6 = 5,98 Вт.

Теплоприток при  открывании дверей в охлаждаемые  помещения q₄, Вт, определяют по формуле  (9.15)

q₄ = 17,5·2,6 = 45,5 Вт.

Суммарный эксплуатационный теплоприток Q₃, Вт, составляет по формуле (9.11)

Q₃ = 350+1600+5,98+45,5= 2001,5 Вт.

Полную   требуемую   производительность   холодильной  камеры   Q₀,   Вт, определяем по формуле (9.16)

Q = 97,3 + 2001,5 = 2098,7 Вт.

Выбранная ранее холодильная камера удовлетворяет полученным в ходе расчетов параметрам. Техническая характеристика которой приведена в разделе 6.

 

9.3.5 Расчет камеры  для хранения замороженных полуфабрикатов

 

Теплоприток через  наружные ограждения Q₁, Вт, определяем по формуле (9.9)

Q₁ = 0,35*(2*1,4*1,4+2*1,4*2,2+2*1,4*2,2)*(16-(-18))+0,35*1,96(3-(-18)) =207,6 Вт.

Теплоприток от пребывания людей q₁ Вт, определяется по формуле  (9.12)

q₁ = 350*1= 350 Вт.

Теплоприток от работы электрооборудования q₂, Вт, определяется по формуле (9.13)

q₂ = 10³*2*0,8 = 1600 Вт.

Теплоприток от освещения q₃, Вт, определяют по формуле (9.14)

q₃ = 2,3*1,96 = 4,5 Вт.

Теплоприток при  открывании дверей в охлаждаемые  помещения q₄, Вт, определяют по формуле  (9.15)

q₄ = 12,8*1,96 = 25 Вт.

Суммарный эксплуатационный теплоприток Q₃, Вт, составляет по формуле (9.11)

Q₃ = 350+1600+4,5+25= 1979,5 Вт.

Полную   требуемую   производительность   холодильной  камеры   Q₀,   Вт, определяем по формуле (9.16)

Q = 207,6 + 1979,5 = 2186,5 Вт.

Выбранная ранее холодильная камера удовлетворяет полученным в ходе расчетов параметрам. Техническая характеристика которой приведена в разделе 6.

9.3.6 Расчет камеры  для замораживания отходов

 

Теплоприток через  наружные ограждения Q₁, Вт, определяем по формуле (9.9)

Q₁ = 0,35*(2*1,4*1,4+2*1,4*2,2+2*1,4*2,2)*(16-(-25))+0,35*1,96*(3-       (-25)) = 252,2 Вт.

Теплоприток от замораживания продукта, Q_2п ,Вт находим по         формуле (9.18)

Q_2п = 95,34*298/3600*3,5 = 2254,8 Вт.

Теплоприток от тары при холодильной обработке  продукта, Q_2т, Вт, находим по формуле (9.21)

Q_2п = 14,2*1,86*(8-(-25))/(3,5*3600) = 0,69 Вт.

Теплоприток от пребывания людей q₁ Вт, определяется по формуле  (9.12)

q₁ = 350·1= 350 Вт.

Теплоприток от работы электрооборудования q₂, Вт, определяется по формуле (9.13)

q₂ = 10³·2·0,8 = 1600 Вт.

Теплоприток от освещения q₃, Вт, определяют по формуле (9.14)

q₃ = 2,3·1,96 = 4,5 Вт.

Теплоприток при  открывании дверей в охлаждаемые  помещения q₄, Вт, определяют по формуле  (9.15)

q₄ = 18,6·1,96 = 36,4 Вт.

Суммарный эксплуатационный теплоприток Q₃, Вт, составляет по формуле (9.11)

Q₃ = 350+1600+36,4+4,5= 1991 Вт.

Полную   требуемую   производительность   холодильной  камеры   Q₀,   Вт, определяем по формуле (9.16)

Q = 252,2+ 0,67+2254,8+ 1991 = 4497,9 Вт.

Выбранная ранее холодильная камера удовлетворяет полученным в ходе расчетов параметрам. Техническая характеристика которой приведена в разделе 6.

 

9.4 Расчет расхода  эектроэнергии