5.1. Tính hơi
Nguồn cung cấp nhiệt tại nhà máy chủ yếu là hơi do có những ưu điểm sau: - Quá trình truyền nhiệt đều và tránh xảy ra hiện tượng quá nhiệt cục bộ. - Dễ điều chỉnh nhiệt độ bằng cách điều chỉnh áp suất.
- Không độc hại, không ăn mòn thiết bị. - Dễ vận hành.
- Đảm bảo vệ sinh cho dây chuyền sản xuất.
Hơi được sử dụng cho các công đoạn gia nhiệt, thanh trùng ở chế biến sản phẩm đồ
hộp nước đu đủ và ở các công đoạn chần, thanh trùng trong chế biến nectar chuối. Hơi sử dụng thường là hơi bão hòa vì hệ số truyền nhiệt cao và dễ ngưng tụ. Các thiết bị dùng hơi trong nhà máy thường được chia làm hai loại:
+ Loại tiêu thụ hơi cố định: loại thiết bị làm việc liên tục thì cường độ tiêu thụ hơi xem như cố định như các thiết bị chần hấp băng tải, thiết bị thanh trùng bản mỏng.
+ Loại tiêu thụ hơi không cố định: đối với các thiết bị làm việc gián đoạn vì những
lúc đóng mở thiết bị để lấy nguyên liệu ra hoặc cho nguyên liệu vào, đôi khi trong một chu
kì làm việc nhu cầu về hơi cũng không đều do yêu cầu kỹ thuật. Vì vậy nhu cầu về hơi luôn
thay đổi và không cố định.
Tính toán lượng hơi sử dụng: cộng tất cả các lượng hơi tiêu thụ cố định và thêm vào
kết quả trên 10% cho tiêu thụ riêng của nồi hơi, cuối cùng cộng thêm 0,5 kg/h đối với một
người dùng cho sinh hoạt.
Để chọn nồi hơi phù hợp cũng như việc tính toán nhu cầu về nhiên liệu cần phải biết
lượng hơi cần thiết tiêu thụ của thời gian tiêu thụ nhiều nhất.
5.2. Tính nhiệt cho dây chuyền chế biến đồ hộp nước ép đu đủ
5.2.1. Công đoạn đun nóng dịch ép quả.
dụng công thức tính nhiệt dung riêng:
Cđ = [100 - 0,65 X a] : 100 ( kcal/kg.oC) [1, tr.374]. Với a là độ khô của nguyên liệu (%)
Cđ = [100 - 0,65 X 17] : 100 = 0,88 (kcal/kg.oC) = 3,72 (kJ/ kg.oC)
Theo bảng 4.8 trang 36 lượng bán thành phẩm nước đu đủ đưa vào công đoạn gia
nhiệt là M8 = 684,84 (kg/h) , sử dụng thiết bị gia nhiệt kiểu bản mỏng thì các thông số làm
Nhiệt dung riêng của nước ép đu đủ Cđ = 3,72 (kJ/ kg.oC), nhiệt độ nước ép trước
khi gia nhiệt là t1= 25oC, nhiệt độ cao nhất của nước ép sau khi gia nhiệt là t2 = 95oC. Nhiệt lượng cần cung cấp là:
Q1 = M8 x Cđ x (t1- t2) = 684,84 x 3,72 x (95 - 25) = 178332,33 (kJ/h)
Nhiệt lượng cần để đun nóng nước: nhiệt lượng này cần thêm 20% so với nhiệt lượng
cần để đun nóng dung dịch:
Q2 = 1,2 x Q1 = 1,2 X 178332,33 = 213998,80 (kJ/h). Đặc tính hơi gia nhiệt:
- Áp suất: 2at
- Nhiệt hóa hơi: rhh = 2208 KJ/kg
- Hơi ngưng tụ chiếm 90% so với tổng lượng hơi cấp vào
Lượng hơi cần để đun nóng nước (giả sử tổn thất ra môi trường 3%)
5.2.2. Công đoạn thanh trùng.
Trong quá trình thanh trùng, cần chi phí nhiệt cho giai đoạn đun nóng và giai đoạn
giữ nhiệt độ thanh trùng không đổi.
Theo bảng 4.8 trang 36 lượng bán thành phẩm nước đu đủ đưa vào công đoạn thanh
trùng là M11 = 1302,14 (kg/h), sử dụng thiết bị gia nhiệt kiểu bản mỏng thì các thông số làm
việc như sau
— Giai đoạn nâng nhiệt: Nâng nhiệt sơ bộ từ 15oC đến 60oC Nhiệt lượng tiêu tốn cho giai đoạn nâng nhiệt:
Q1 = M11 X Cđ X At1 = 1302,14 X 3,72 X (60 -15) = 217978,23 (kJ/h)
— Giai đoạn thanh trùng: Nâng nhiệt từ 60oC đến 92oC và giữ nhiệt trong thời gian 30 giây.
Q2 = M11 X Cđ X At2 = 1302,14 X 3,72 X (92 -60) = 155006,74 (kJ/h). Q = Q1 + Q2 = 217978,23 + 155006,74 = 372984,97 (KJ/h)
- Áp suất: 2at
— Nhiệt hóa hơi: rhh = 2208 KJ/kg
- Hơi ngưng tụ chiếm 90% so với tổng lượng hơi cấp vào
H1 = 1,03 X 213998,80
0,9 X2208 = 110,91(Kg/h). (Kg/h).
Lượng hơi cần để đun nóng nước (giả sử tổn thất ra môi trường 3%)
Q 372984,97
H
2 = 1’03 X
5.2.3. Công đoạn nấu xiro.
Dựa vào số liệu múc 6.1.7 trang 62, lượng hơi cần thiết cho quá trình nấu xiro là 110 kg/h.
Giả sử nhiệt tổn thất ra môi rường là 3%.
Suy ra lượng nhiệt cần cung cấp cho quá trình là: Mh = 110 X 1,03 = 113,3 (kg/h).
5.3. Tính nhiệt cho dây chuyền sản xuất nectar chuối.
5.3.1. Công đoạn chần hấp
Hàm lượng chất khô có trong chuối từ 20 - 30%, chọn độ khô trung bình là 25% Cc = [100 - 0,65 X a] : 100 ( kcal/kg.oC) [1, tr.375]
= [100 - 0,65 X 25] :100 x 4,168 = 3,47 (KJ/ kg.oC).
Theo bảng 4.10 trang 42 lượng bán thành phẩm chuối đưa vào công đoạn chần là G7 = 680,84 (kg/h), sử dụng thiết bị chần hấp băng tải thì các thông số làm việc như sau:
Nhiệt độ ban đầu của chuối t1 = 28oC, nhiệt độ cao nhất của chuối khi chần t2 = 100oC. Nhiệt lượng cần cung cấp: Q1 = G7 x Cc x At = 170101,06 (kJ/h).
Đặc tính hơi gia nhiệt: - Áp suất: 2at
- Nhiệt hóa hơi: rhh = 2208 KJ/kg
- Hơi ngưng tụ chiếm 90% so với tổng lượng hơi cấp vào
Lượng hơi cần để đun nóng nước (giả sử tổn thất ra môi trường 3%)
Q1 . 170101,06
H
3 = 1,03 X oỳX^ = 1,03 X
09X2208
5.3.2. Công đoạn thanh trùng
Theo bảng 4.10 trang 42 lượng bán thành phẩm nước đu đủ đưa vào công đoạn thanh
trùng là G11 = 1522,72 (kg/h), sử dụng thiết bị gia nhiệt kiểu bản mỏng thì các thông số làm
việc như sau:
— Giai đoạn nâng nhiệt: nâng nhiệt sơ bộ từ 15oC đến 60oC Nhiệt lượng tiêu tốn cho giai đoạn nâng nhiệt:
Q1 = G11 X Cđ X At1 = 1522,72 X 3,47 X (60 -15) = 237772,72 (kJ/h)
— Giai đoạn thanh trùng: nâng nhiệt từ 60oC đến 92oC và giữ nhiệt trong thời gian 30 giây.
Q2 = G11 X Cđ X At2 = 1522,72 X 3,47 X (92 -60) = 168082,82 (kJ/h). Q = Q1 + Q2 = 237772,72 + 168082,82 = 406855,54 (KJ/h)
= 88,16 (Kg/h).