Методика расчета. Угловая скорость , рад/с, вращения коленчатого вала рассчитывается по формуле [6]:

Угловая скорость , рад/с, вращения коленчатого вала рассчитывается по формуле [6]:

.

Объемная производительность гомогенизатора V, м³/с, [6]

,

где – коэффициент заполнения рабочего объема цилиндра гомогенизатора. Для молока = 0,9.

Требуемый перепад давления DР, МПа, при использовании одноступенчатой гомогенизирующей головки в пределах давления 3...20 МПа рассчитывается по формуле [6]:

.

При использовании многоступенчатых гомогенизирующих головок в пределах давлений 3,0 £ Р £ 60 МПа – по формуле [3]:

,

где d _ср – средний диаметр жировой частицы по заданию, мкм;
К – расчетный коэффициент. Для двухступенчатой гомогенизирующей головки К =0,39.

Оптимальное соотношение перепадов давлений на первой ΔР₁ и второй ΔР₂ (МПа)

Повышение температуры Dt, °С, молока в гомогенизаторе [6]:

,

где – плотность молока, кг/м³; с – удельная теплоемкость молока, Дж/(кг·К).

Температура молока после гомогенизатора t _г, °С,

.

Мощность, потребляемая гомогенизатором N, кВт,

,

где – механический КПД гомогенизатора.

Мощность электродвигателя привода гомогенизатора
N _э, кВт,

,

где – КПД электродвигателя.

Контрольные вопросы к задаче

1. Требования к процессу гомогенизации. Влияние гомогенизации на структуру и свойства молока.

2. Схема одноступенчатого клапанного гомогенизатора и принцип его работы.

3. Схемы гомогенизирующих клапанов. Расчет требуемого перепада давления.

4. Расход энергии на гомогенизацию и ее влияние на температуру продукта.

5. Методика расчета объемной производительности гомогенизатора.

Таблица 2

Варианты индивидуальных заданий

Обозначение величины и ед. измерения	Последняя цифра номера зачетной книжки
Z, шт.
d, м	0,045	0,040	0,040	0,034	0,040	0,040	0,045	0,045	0,040	0,045
S, м	0,080	0,080	0,070	0,070	0,060	0,060	0,060	0,028	0,028	0,028
n, мин-1
Число ступеней гомогенизации
Предпоследняя цифра номера зачетной книжки
d ср·106, м	1,2	1,0	1,2	0,9	1,0	0,9	1,0	1,0	1,1	0,9
t н, °С
Продукт	Молоко

Контрольная задача № 3

Расчет пластинчатой охладительно-пастеризационной установки

Задание. Определить температуры молока и рабочих сред на входе и на выходе из секций пластинчатой пастеризационно-охладительной установки; расход горячей воды G _гв, кг/с; расход холодной воды G _в, кг/с; массовое количество пара, расходуемого на нагрев горячей воды D, кг/с; удельный расход пара d _п, кг/кг; площадь поверхностей теплопередачи в секциях рекуперации F_р, м², пастеризации F_п, м², и водяного охлаждения F_в, м², установки; число пластин N _п и пакетов Z _п в секции пастеризации; длину выдерживателя L _в, м.

Исходные данные: объемная производительность установки V _з, л/ч; температуры: начальная молока t ₁, °С; пастеризации t ₃, °С; воды на входе в секцию водяного охлаждения , °С; воды на входе в секцию в охлаждения ледяной = 2 ^оС; молока на выходе из аппарата ,°С; коэффициент рекуперации теплоты e; кратности циркуляции: горячей воды n _г= 4,5; ледяной воды n _лв =3; скорости: молока в канале между пластинами w _м, м/с; горячей воды в канале между пластинами w _в, м/с; продолжительность выдержки при пастеризации , с;абсолютное давление греющего пара Р _п = 0,3 МПа; тип пластин – П2 ленточно-поточного вида (табл. 4).