Вакуумная сублимационная установка для фермерского хозяйства (стр. 3 из 15)

После окончания процесса сушки в одной из сушильных камер закрывают вакуумную задвижку, расположенную на патрубке между сушильной камерой и конденсатором, и отключают вакуумные насосы, работающие на эту камеру. Производят девакуумизацию конденсатора и сушильной камеры посредством напускных клапанов, установленных на установке и управляемых с пульта или вручную. Открывают крышку сушильной камеры и высушенный продукт, на противнях, выгружают и отправляют на упаковку или для дальнейшей переработки, а сушильную камеру и осушитель подготавливают для следующей сушки. Сушильную камеру и противни моют и дезинфицируют. Оттайка батарей осушителя осуществляется промыванием горячей водой, либо системой нагрева. После мойки сушильной камеры и противней и оттайки батарей осушителя, данный модуль готов к следующему циклу сушки, при этом вакуумный затвор между конденсатором и сушильной камерой открыт.

Технические характеристики:

1. Количество противней в сублиматоре, шт 22

2. Поверхность загрузки, м

7

3. Толщина слоя продукта на противне, мм 10-15

4. Температура продуктовых плит, °С -35 - +35

5. Рабочее давление в сушильной камере, Па

для пищевых продуктов, Па

6. Время достижения рабочего давления, мин 45 - 60

7. Продолжительность цикла сушки

при толщине слоя 10 - 15мм., ч 7 - 9

8. Расстояние между продуктовыми плитами, мм 65

9. Влажность продукта конечная, % 5

10. Количество циклов сушки без оттайки осушителя, цикл 1

11. Охлаждение вакуумных агрегатов естественное

12. Установленная мощность трехфазной электросети, кВт 12

13. Холодильная машина DWMCopelandM8-2SA-450

14. Потребляемая мощность (с холодильной машиной), кВт 8

15. Площадь, занимаемая установкой, м² 15

16. Общая масса, кг 700

1. Исследовательская часть

1.1 Расчет газовых нагрузок

Расчет вакуумной системы и выбор оборудования основывается на количественной оценке газовых потоков, поступающих в систему откачки

- технологические газовыделения, количество воздуха, содержащегося в водяном паре при сублимации.

В первые часы работы с противней сублиматора испаряется

= 8кг/ ч или кг/с водяного пара, который в этом количестве осаждается на батареях конденсатора.

Но влажный воздух, кроме водяного пара, содержит воздух, который откачивается вакуумным насосом. Для оценки количества газов, растворенных в материале, можно воспользоваться данными, приведенными на рис.2, на котором представлены кривые растворимости газов в воде.

Рис.1

Как видно из рисунка, при давлении р=70Па и температуре влажного воздуха

= 20°С содержится = 0.025 воздуха.

Из курса технической термодинамики известно выражение:

, где

- плотность влажного воздуха

- плотность смеси

- среднее рабочее давление, которое поддерживается в системе;

- газовая постоянная влажного воздуха;

= 20 + 273.16 = 293.16, К - температура входящей парогазовой смеси

Тогда газовый поток составит:

с

- десорбционное газовыделение с внутренней поверхности камеры. Известна скорость удельного газовыделения, измеряемая потоком газа, десорбирующегося с единицы поверхности в единицу времени , внутренняя площадь

, тогда

- натекания через фланцевые соединения.

Для оценки натеканий через соединения системы, суммируются натекания через каждые фланцевые соединения элементов входящих в систему.

Сублиматор сборный состоит из обечайки Dy= 1030 мм и боковых крышек.

Наибольшая величина натекания через каждое соединение не более

К обечайке привариваются пять фланцев

= 63мм под датчики давления, датчик температуры, течеискатель и натекатель. Наибольшая величина натекания воздуха в вакуумную полость через каждый фланец .

На одной из крышек сублиматора предусмотрено смотровое окно, наибольшая величина натекания воздуха в вакуумную полость через смотровое окно

. На другой крышке сублиматора предусмотрен фланец = 400мм для присоединения конденсатора. Между сублиматором и конденсатором установлен вакуумный затвор = 400мм, наибольшая

величине натекания воздуха в вакуумную полость через вакуумный затвор

.

Конденсатор сборный, нижний поддон соединен с верхней частью через фланец

=600 мм, наибольшая величина натекания воздуха в вакуумную полость через фланец .

К верхней части конденсатора привариваются пять фланцев

= 63мм для присоединения откачной системы: под датчик давления, комбинированный датчик температуры/влажности, течеискатель и натекатель. Наибольшая величина натекания воздуха в вакуумную полость через каждый фланец . На нижнем поддоне предусмотрены фланцы = 63мм подсоединение трубопроводов подвода и отвода

хладагента, и трубопровода слива воды при размораживании льда на батареях конденсатора. Наибольшая величина натекания в вакуумную полость через каждый фланец

.

Система откачки представляет собой Роторно-Пластинчатый Вакуумный Насос (РПВН), трубопроводную арматуру, вакуумные клапаны с электромагнитным приводом, механической ловушки и фланцевых отводов для присоединения датчиков давления и течеискателя. Все элементы стыкуются между собой разборными фланцевыми соединениями

= 63мм. Наибольшая величина натекания воздуха в вакуумную полость через каждый фланец

Суммируя величину натекания через каждые фланцевые соединения элементов входящих в систему:

или

Газовая нагрузка:

По известной газовой нагрузке, с учетом проводимости вакуумной системы, определяется величина Sм³/с - быстрота откачки насоса, необходимая для обеспечения работы установки в рабочем режиме при среднем давлении p=0.525 мм. рт. ст=70Па, которое поддерживается в системе.

1.2 Определение проводимости линии вакуумной откачки установки

Схема: Установка для сублимационной сушки продуктов пищевой промышленности (рис.1)

1. Сублиматор

2. Вакуумный затвор

= 400мм, проводимость (теоретическая) в вязкостном режиме 35,3

3. Конденсатор

4. Участок вакуумного трубопровода

= 63мм, L=500 мм.

5. Вакуумная механическая ловушка, проводимость (теоретическая) в вязкостном режиме 0,47

.

6. Участок вакуумного трубопровода

= 63мм, L=220 мм.