食品工廠水,汽用量的計算.ppt

3.7.1用水量的計算意義：食品生產(chǎn)中，水是必不可少的物料且用水量很大，因此生產(chǎn)中加水量必須嚴格控制。供水衡算，即根據(jù)不同食品生產(chǎn)中對水的不同需求，進行用水量的計算，是十分重要的，并且與物料衡算、熱量衡算等工藝計算以及設備的計算和選型、產(chǎn)品成本、技術經(jīng)濟等均有密切關系。方法有：單位產(chǎn)品耗水量定額估算；逐項計算；前者適合小型食品廠，后者適合大型食品工廠。,3.7水、汽用量的計算,方法步驟：（1）明白計算的目的和要求（2）繪出用水量計算流程示意圖（3）收集設計基礎數(shù)據(jù)（4）確定工藝指標及消耗定額（5）選定計算基準（3種）（6）由已知數(shù)據(jù)，根據(jù)質(zhì)量守恒定律進行用水量計算。（7）校核與整理計算結果,“單位產(chǎn)品耗水量定額”估算實例,用水量計算實例：以5000t/年啤酒廠為例，混合原料質(zhì)量為1421kg。（）糖化耗水量計算：100kg混合原料大約需用水量400kg。糖化用水量14214001005684（kg）糖化用水時間設為0.5，故：每小時最大用水量56840.511370（kgh）（）洗槽用水：100kg原料約用水450kg，則需用水量：14214501006394.5（kg）用水時間為1.5，則每小時：洗槽最大用水量6394.51.54263（kgh）,（）糖化鍋洗刷用水：有效體積為203的糖化鍋及其設備洗刷用水，每糖化一次，用水約6t，用水時間為2h，故：洗刷最大用水量623（th）（）沉淀槽冷卻用水：G=Q/c（t2-t1）式中熱麥汁放出熱量（12）熱麥汁相對密度麥汁1.043熱麥汁量8525.0438892（kgh）熱麥汁比熱容.kJ（kg.k）熱麥汁溫度1100255冷卻水溫度118245冷卻水比熱容4.18kJ（kg.K）88924.1（10055）1640574（kJh）帶入上式得：G=14236（kgh）,（）沉淀槽洗刷用水：每次洗刷用水3.5，沖洗時間設為0.5，則每小時最大用水量3.50.57（th）（）麥汁冷卻器冷卻用水：麥汁冷卻時間設為1，麥汁冷卻溫度為556分兩段冷卻:第一段：麥汁溫度5525冷水溫度1830冷卻水用量：G=Q/c（t2-t1）,麥汁放出熱量：麥汁量p8892kg麥汁比熱容p4.1kJ（kgK）麥汁溫度155225水的比熱容4.18kJ（kgK）冷卻水溫度118230麥汁冷卻時間1h,（）麥汁冷卻器沖刷用水：設沖刷一次，用水4t，用水時間為0.5h，則：最大用水量為：40.58（th）（）酵母洗滌用水（無菌水）：每天酵母泥最大產(chǎn)量約300，酵母貯存期每天換水一次，新收酵母洗滌4次，每次用水量為酵母的2倍，則連續(xù)生產(chǎn)每天用水量：（41）30023000（L）設用水時間為1h，故最大用水量為3（th）,（）發(fā)酵罐洗刷用水：每天沖刷體積為103的發(fā)酵罐2個，每個用水2，沖刷地面共用水2，每天用水量2226（t）。用水時間設為1.5，最大用水量61.54（th）（）貯酒罐沖刷用水：每天沖刷體積為103的貯酒罐一個，用水為2，管路及地面沖刷用水1t，沖刷時間為1h，最大用水量為213（th）。（）清酒罐沖刷：每天使用體積為2.53的清酒罐4個，沖洗一次，共用水4t，沖刷時間為40min，則最大用水量：460406（th）,（）過濾機用水：過濾機2臺，每臺沖刷一次，用水3t（包括頂酒用水），使用時間為1.5，則最大用水量231.54（th）（）洗棉機用水：洗棉機放水量m1：m1洗棉機體積濾餅體積（濾餅20片）5.34（0.525）20.05405.30.4334.867（m3）4.867（t）洗棉過程中換水量m2：取換水量為放水量的倍：m23m134.86714.6（t）,洗棉機洗刷用水m3：每次洗刷用水m31.5（t）洗棉機每日用水量m：淡季洗棉機開一班，旺季開兩班，則用水量：m2（m1m2m3）2（4.86714.61.5）41.93（t）在洗棉過程中，以換水洗滌時的耗水量最大，設換水時間為2h，則每小時最大用水量為：14.627.3（th）,（）鮮啤酒桶洗刷用水：旺季每天最大產(chǎn)啤酒量22.5（三鍋量），其中鮮啤酒占50（設桶裝占70），則桶裝啤酒量為：22.550707.875（）7875（L）鮮啤酒桶體積為20L桶：所需桶數(shù)787520393.8（桶d）沖桶水量為桶體積1.5倍：每日用水量393.80.021.511.81（t）沖桶器每次同時沖洗2桶，沖洗時間為1.5min，故：每小時用水量0.021.52601.52.4（th）,（）洗瓶機用水：按設備規(guī)范表，洗瓶機最大生產(chǎn)能力為3000瓶h（最高線速），沖洗每個瓶約需水1.5L，則：用水量=30001.54500（Lh）以每班生產(chǎn)7h計，總耗水量4500731500（L）（）裝酒機用水：每沖洗一次，用水2.5t，每班沖洗一次，每次0.5h，最大用水量2.50.55（th）（）殺菌機用水：殺菌機每個瓶耗水量以L計算，則：用水量300013000（Lh）3000721000（L班）（）其他用水：包括沖洗地面、管道沖刷、洗濾布，每班需用水10t，設用水時間為2h，則每小時用水量1025（th）,把上述計算結果整理成供水計算表,5000t年啤酒廠啤酒車間供水計算表,3.7.2用汽量計算意義：定量研究生產(chǎn)過程，為工廠設計操作提供最佳化依據(jù)；計算生產(chǎn)過程能耗定額指標，對工藝設計的多種方案進行比較，以選定先進的生產(chǎn)工藝；對已投產(chǎn)的生產(chǎn)系統(tǒng)提出改造或革新，分析生產(chǎn)過程的經(jīng)濟合理性、過程的先進性，并找出存在的問題；用汽量計算的數(shù)據(jù)是設備選型及確定其尺寸、臺數(shù)的依據(jù)；也是生產(chǎn)的組織管理，經(jīng)濟核算和最優(yōu)化的基礎；有助于工藝流程和設備的改進，達到節(jié)約能源、降低生產(chǎn)成本的目的。,3.7.2.1用汽量計算的方法和步驟因工藝、設備、規(guī)模、生產(chǎn)過程的不同而不同。方法：“單位產(chǎn)品耗汽量定額”、逐項計算單元設備的用汽量計算的方法和步驟：（1）畫出單元設備的物料流向及變化的示意圖（2）分析物料流向及變化，寫出熱量計算式（3）收集數(shù)據(jù)。（4）確定合適的計算基準。（5）進行具體的熱量計算,汽化熱、溶解熱、結晶熱,J/(kgK),加熱（或冷卻）介質(zhì)傳入（或帶出）的熱量Q2對于熱計算的設計任務，Q2是待求量，也稱為有效熱負荷。若其為正值，則過程需加熱，若其為負值，則需冷卻。最后，根據(jù)Q2來確定加熱（或冷卻）介質(zhì)及其用量。,注意的幾個問題：確定熱量計算系統(tǒng)所涉及的所有熱量或可能轉(zhuǎn)化成熱量的其他能量，不要遺漏，但為簡化計算，對計算影響很小的項目可忽略不計。確定物料計算的基準、熱量計算的基準溫度和其他能量基準，有相變時，必須確定相態(tài)基準，不要忽略相變熱。正確選擇與計算熱力學數(shù)據(jù)。在有相關條件約束，物料量和能量參數(shù)（如溫度）有直接影響時，宜將物料計算和熱量計算聯(lián)合進行，才能獲得準確結果。,3.7.2.2用汽量計算實例（1）“單位產(chǎn)品耗汽量定額”估算實例,表3.36部分乳制品平均每1t成品耗汽量,（2）用汽量計算實例以5000t/年啤酒廠糖化車間熱量計算為例：二次煮出糖化法是啤酒生產(chǎn)常用的糖化工藝，下面就以此工藝為基準進行糖化車間的熱量計算。工藝流程如圖所示，其中的投料量為糖化一次的用料量。,按糖化工藝，來自糊化鍋的煮沸的米醪與糖化鍋的麥醪混合后溫度應為63，故混合前米醪先從100冷卻到中間溫度t0，糖化鍋中麥醪的初溫t麥醪，已知麥芽初溫為18，用50的熱水配料，則麥醪溫度為：,Q2=15%(Q1+Q2),因此溫度比煮沸溫度只低接近4，考慮到米醪由糊化鍋到糖化鍋輸送過程的熱損失，可不必加中間冷卻器。,第二次煮沸混合醪的耗熱量Q4，混合醪升溫至沸騰所耗熱量Q4,經(jīng)第一次煮沸后米醪量為：,糖化鍋的麥芽醪量為：,則送到第二次煮沸的混合醪量為：,麥醪的比熱容：,混合醪的比熱容：,二次煮沸過程蒸汽帶走的熱量Q4：煮沸時間為10min，蒸發(fā)強度為5%，則蒸發(fā)水分量為：,據(jù)經(jīng)驗，熱損失Q4：,結合以上三項結果得：,洗槽水耗熱量Q5：設洗槽水平均溫度為80，每100kg原料用水450kg，則用水量為：,麥汁煮沸過程耗熱量Q6：,麥汁升溫至沸點耗熱量Q6：由啤酒糖化物料衡算表可知，100kg混合原料可得到598.3kg的熱麥汁，并經(jīng)過濾完畢麥汁溫度為70，則進入煮沸鍋的麥汁量為：,煮沸過程蒸發(fā)耗熱量Q6:煮沸強度10%，時間1.5h，則蒸發(fā)水分為：,min，熱效率為95%，故：,每噸啤酒成品耗蒸汽（對糖化）：27429925034=545kg/t啤酒每晝夜耗蒸汽量（按生產(chǎn)旺季算）為：3918.466=23510.76（kg/d）3.8管路的計算與設計3.8.1概述合理的管路設計，不僅可以保證建設指標的先進合理，還可以保證生產(chǎn)操作的正常進行以及廠房布置的整齊美觀和良好的通風采光。是施工圖設計階段，工作量最大、花時間最多的部分。,3.8.1.1管路設計與布置的內(nèi)容主要包括管路的設計計算和管路的布置兩部分。3.8.1.2管路設計與布置的步驟（1