На томатной фабрике более половины пара потребляется высокоэффективным испарителем; количество эффектов является наиболее важной информацией, определяющей потребность томатной фабрики в паре, поскольку количество эффектов изменяет потребление на ±30%. Линия, перерабатывающая 1 000 т/день томатов, потребляет ≈ 17,4 т/ч пара с 4 эффектами и ≈ 20,7 т/ч пара с 3 эффектами. На предприятиях по производству консервов, джемов и готовых блюд котел определяется короткими, но большими пиками автоклава (реторты), бланширователя и туннеля пастеризации; поскольку рабочее давление составляет 1–6 бар изб., для большинства предприятий достаточно парового котла класса 8 бар.
Сколько пара потребляет каждая машина?
Значения были рассчитаны с помощью расчетного двигателя мастера, с типичными входными данными для каждой машины и для одной машины.
| Машина | Типичная производительность | Пар | Давление |
|---|---|---|---|
| Нагреватель горячего разрыва (20 → 95 °C) | 40 т/ч томатов | 5.900 кг/ч (холодный разрыв 3.776 кг/ч) | 3 бар изб. |
| Многоэффектный испаритель (5 → 28 Bx) | 40 т/ч томатов | 3 эффекта 12.683 · 4 эффекта 9.512 · 5 эффектов 7.610 кг/ч | ≈ 2 бар изб. (с TVR 10 бар изб.) |
| Асептический стерилизатор (труба-в-трубе, 65 → 110 °C) | 7.000 кг/ч томатной пасты | 560 кг/ч | 5 бар изб. |
| Автоклав / реторта (с распылением воды, 4 корзины) | 1.200 кг продукта / цикл | 384 кг/цикл; пик подъема 1.620 кг/ч | 6 бар изб. |
| Бланширователь (паровой, типичный) | 5.000 кг/ч | 1.899 кг/ч | 1 бар изб. |
| Туннель пастеризации (банка 720 куб. см) | 6.000 банок/ч | 309 кг/ч; запуск 2.210 кг/ч | 3 бар изб. |
| Эксгаустер / туннель предварительного нагрева | 12.000 банок/ч | 608 кг/ч | 1 бар изб. |
| Варочный котел с двойной рубашкой (джем) | 1.000 кг партия | 320 кг/партия; пик 549 кг/ч | 5 бар изб. |
| Вакуумный варочный котел | Партия 2.000 кг | 480 кг/партия; пик 534 кг/ч | 3 бар изб. |
| Резервуар для приготовления сиропа/рассола (60 Bx) | Партия 5 т | 460 кг/партия; пик 613 кг/ч | 3 бар изб. |
| Пластинчатый пастеризатор (фруктовый сок, 85% регенерация) | 10.000 л/ч | 276 кг/ч | 3 бар изб. |
| Нагрев фруктового пюре (15 → 50 °C) | 20 т/ч яблок | 591 кг/ч | 3 бар изб. |
| Станция CIP (контур 3 м³ + резервуар 5 м³) | 1 цикл | 581 кг/цикл; 1.161 кг/ч за 30 мин | 3 бар изб. |
| Мойка банок/бутылок | 6.000 шт./ч | 160 кг/ч | 2 бар изб. |
Пример: Завод по производству томатной пасты, перерабатывающий 1.000 т/день томатов
Шаблон «Томатная паста · 1.000 т/день» в мастере: 41,7 т томатов в час, горячий разрыв, 4-х эффектный испаритель (5 → 28 Bx), асептический стерилизатор труба-в-трубе; 24-часовая работа в сезон. Предполагаемые параметры котельной: потери в линии 5%, возврат конденсата 60%, запас на рост 10%, топливо — природный газ.
| Оборудование | Вход | Пар (кг/ч) | Давление |
|---|---|---|---|
| Нагреватель горячего разрыва | 41,7 т/ч томатов, 20 → 95 °C | 6.151 | 3 бар изб. |
| Многоступенчатый испаритель, 4 эффекта | 33.055 кг/ч воды испаряется, 7.186 кг/ч томатной пасты выходит | 9.916 | 2 бар изб. |
| Асептический стерилизатор | 7.186 кг/ч томатной пасты, 65 → 110 °C | 575 | 5 бар изб. |
| CIP и другие потребители (≈ 5%) | — | 800 | 3 бар изб. |
- Одновременная потребность машин 17.442 кг/ч (≈ 0,42 т пара / т томатов); доля испарителя 57%.
- Потери в линии +872 кг/ч, пар деаэратора +1.691 кг/ч, запас на рост +2.001 кг/ч → расчетная потребность 22.005 кг/ч → рекомендуемый паровой котел 23 т/ч.
- Рабочее давление котла 6,5 бар изб. (стерилизатор 5 бар изб. + 1,5 бар запас), класс расчетного давления 8 бар.
- Тепловая мощность котла ≈ 14.263 кВт ≈ 12.264.000 ккал/ч; природный газ при полной нагрузке ≈ 1.616 Нм³/ч.
- Та же линия с 3-эффектным испарителем потребляет 20.748 кг/ч и требует котел 27 т/ч: четвертый эффект экономит ≈ 3.300 кг пара, ≈ 300 Нм³ природного газа в час.
Результат совпадает с данными на месте: на заводе по переработке томатов, измеренном с помощью счетчиков пара (Singh et al. 1980), ≈ 0,54 т пара / т томатов, в примере проектирования томатной пасты Университета Ататюрка было найдено 0,41 т/т; на турецком заводе по производству томатной пасты было измерено, что испарение составляет ≈ 60% от общей энергии (Söğüt, İlten, Oktay 2010).
Шаблоны для консервов, соков и джемов
| Шаблон | Одновременная потребность | Рекомендуемый котел | Давление котла |
|---|---|---|---|
| Томатная паста · 300 т/день томатов (3 эффекта) | 6.269 кг/ч | 8 т/ч | 6,5 бар изб. |
| Томатная паста · 2.500 т/день (2 линии, 4 эффекта) | 43.665 кг/ч | 56 т/ч | 6,5 бар изб. |
| Консервы · 20 т/день, 1 смена | 2.024 кг/ч | 3 т/ч | 7,5 бар изб. |
| Консервы · 100 т/день, 2 смены | 5.695 кг/ч | 8 т/ч | 7,5 бар изб. |
| Консервы · 300 т/день, 3 смены | 11.782 кг/ч | 16 т/ч | 7,5 бар изб. |
| Фруктовый сок · 5 т/ч граната / вишни (3 эффекта) | 1.754 кг/ч | 2,5 т/ч | 4,5 бар изб. |
| Яблочный концентрат · 20 т/ч (5 эффектов + ароматизатор) | 5.646 кг/ч | 8 т/ч | 4,5 бар изб. |
| Яблочный концентрат · 50 т/ч (6–7 эффектов) | 11.227 кг/ч | 15 т/ч | 4,5 бар изб. |
| Джем · 5 т/день | 629 кг/ч | 0,8 т/ч | 6,5 бар изб. |
| Джем · 30 т/день (вакуумный варочный аппарат) | 2.278 кг/ч | 3 т/ч | 4,5 бар изб. |
| Джем · 100 т/день (непрерывная линия) | 4.030 кг/ч | 6 т/ч | 4,5 бар изб. |
В типовой консервной линии производительностью 100 т/день (бланширователь 4.000 кг/ч, 4 автоклава, туннельный пастеризатор, 2 котла с двойными стенками, сиропный бак, эксгаустер, CIP, мойка банок) наибольшими потребителями являются автоклавы (1.980 кг/ч) и бланширователь (1.519 кг/ч). Если бы циклы автоклавов не были смещены, одновременный подъем всех четырех автоклавов потребовал бы 6.481 кг/ч.
Тип и давление котла для пищевой фабрики
Hot break, испаритель, стерилизатор, автоклав и бланширователь работают на пару. Поскольку бланширователь, эксгаустер и автоклав с насыщенным паром подают пар непосредственно в продукт, конденсат не возвращается; в типовой консервной линии производительностью 100 т/день эта доля составляет ≈ 32%, и деаэратор соответственно увеличивается. Поскольку рабочее давление составляет 1–6 бар изб., котел работает при 4,5–7,5 бар изб., и класса 8 бар достаточно; если есть испаритель с ТКР (мотивирующий пар 10 бар изб.), котел переходит в класс 12 бар.
На сезонных предприятиях по производству томатной пасты и фруктовых соков потребность чаще всего превышает 6 т/ч: подходят паровые водотрубные котлы с коллекторами и экономайзеры. Для консервных, джемовых и небольших соковых предприятий производительностью до 6 т/ч достаточно паровых котлов пакетного типа и гибридного типа; при производительности 2 т/ч и выше добавляется экономайзер. Потребители с температурой ниже 90 °C, такие как туннельный пастеризатор, мойка банок и хозяйственно-бытовая вода, также могут питаться от отдельного котла горячей воды.
Как производится расчет?
F — расход томатов, y — выход пассаты после отделения кожуры и семян (≈ 96,5%), Bx₁ и Bx₂ — брикс на входе и выходе; при производстве 28 Bx томатной пасты из 40 т/ч томатов испаряется ≈ 31.707 кг/ч воды. В периодических машинах (автоклав, варочный котел, сиропный бак) мастер отдельно рассчитывает пик нагрева и среднее значение цикла; при наличии нескольких автоклавов предполагается, что один находится в фазе подъема, а остальные — в фазе выдержки. Пики запуска туннельного пастеризатора и CIP-танка утром не учитываются в пике, так как они происходят до начала производства. Затем добавляются потери в линии, пар для деаэратора, продувка и запас на рост; предполагается, что 60% косвенного конденсата возвращается.
Чтобы рассчитать с вашим собственным списком машин, используйте мастер в верхней части страницы; для всех отраслей Расчет мощности котла.
Результаты мастера являются ориентировочными оценками; выбор котла должен быть окончательно определен на основе обследования на месте и инженерных расчетов. Для получения бесплатной предварительной инженерной поддержки свяжитесь с нами.