doar bilant materiale si bilantul termic

8/10/2019 Doar Bilant Materiale Si Bilantul Termic

1/15

CAPITOLUL V

V. 1. BILANULDE MATERIALE

Obinerea iaurtului degresat, se face n arje. Calculm bilanul de materiale pornind

de la o cantitate de 7,5 tone de lapte recepionat.

Cantitatea de lapte care se depoziteaz nainte de normalizare se calculeaz din ecuaia de

bilan pentru operaiile de filtrare, rcire, depozitare, cunoscndu-se cantitatea de lapte

integral. Se considerpe baza informaiilor din procesul tehnologic cpierderile (raportate la

cantitatea de lapte recepionat) la aceste operaiiar fi urmtoarele prezentate n Tabelul 1.

Tabel 1.

Pierderi (p) %

Recepie 0,05

Filtrare 0,05

Prercire 0,05

Rcire 0,05

Depozitare 0,05

Curire 0,25

Normalizare 0,25

Pasteurizare 1,5

nsmnarea 0,1

Termostatare 0,1

Omogenizare 0,6

Ambalare 0,5

Pe baza schemei tehnologice de obinere a iaurtului degresat calculm bilanul de

materiale dup cum urmeaz:

LI LRP

P1

Bilanul total de materiale se calculeaz cu ecuaia:

LI= LRP+P1 (V.1)

Recepia cantitativi calitativ


2/15

LRP=LIP1

nlocuind cu valori numerice rezult:

LRP=LI (1 - p1/100) = 7500 (1 - 0.05/100) = 7496,25 kg/arj

LRP= 7496,25 kg/arj

Unde:

LIcantitatea de lapte integral, kg;

LRPcantitatea de lapte recepionat,kg;

P1pierderile la recepie, %.

LRP LF

P2


LRP= LF+P2 (V.2)

LF=LRPP2


LF=LRP (1 p2/100) =7496,25 (1- 0.05/100) = 7492,5 kg/arj

LF= 7492,5 kg/arj

Unde:

LFcantitatea de lapte filtrat, kg;

LRPcantitatea de lapte recepionat, kg;

P2pierderile la filtrare, %.

LF LR

P3


LF= LR+P2 (V.3)

LR=LFP3


LR=LF (1 p3/100) = 7492,5 (1 - 0.05/100) = 7488,75 kg/arj

LR= 7488,75 kg/arj

Unde:LFcantitatea de lapte filtrat, kg;

Filtrare

laptelui

Rcirealaptelui


3/15

LRcantitatea de lapte rcit, kg;

P3pierderile la rcire, %.

LR LC

P4


LR= LC+P2 (V.4)

LC=LRP3


LC=LR (1 p4/100) = 7488,75 (1 - 0.05/100) = 7470,02 kg/arj

LC= 7470,02 kg/arj

Unde:

LCcantitatea de lapte curat, kg;

LRcantitatea de lapte rcit, kg;

P4pierderile la curare, %.

LC LN

S

P5


LC= LN+ S + P5 (V.5)LC= LN+ S +P5 LC

LC GC= LNGN+ S GS+ LCGCP5/100


LN= 7470.02(10,25/100)(303,0)/(30 -0,5) = 6844,25 kg/arj

LN= 6844,25 kg/arj

Unde:

LCcantitatea de lapte curat, kg;LNcantitatea de lapte normalizat, kg;

Normalizarea

laptelui

Curirealaptelui


4/15

Scantitatea de smntn cu 30% grsime,kg;

P5pierderile la normalizare, %;

GCconinutul de grsime din laptele curit, 3,3%;

GSconinutul de grsime din smntn, 30%;

GNconinutul de grsime din laptele normalizat, 0,5%.

LN LO

ST

P6


LN + ST= LO+ P6 (V.6)

LO=LN + STP6


ST= %ST LN= 0.4/100 6844,25= 27,37 kg/arj

LO=LN (1 p6/100) + ST = 6844,25 (1 - 0.6/100) + 27,37 = 6857,94kg/arj

LO= 6857,94 kg/arj

Unde:

LOcantitatea de lapte omogenizat, kg;

LNcantitatea de lapte normalizat, kg;

P6pierderile la omogenizare, %.

STcantitatea de stabilizator, kg.

LO LP

P7


LO= LP+ P7 (V.7)

LP= LOP7

LP= LO (1 p7/100)


LP= 6857,9 (1 1,5/100) = 6755,03 kg/arjLP= 6755,03 kg/arj

Pasteurizarea

laptelui

Omogenizarea

laptelui


5/15

Unde:

LOcantitatea de lapte omogenizat, kg;

LPcantitatea de lapte pasteurizat, kg;

P7pierderile la pasteurizare, %

LP LRC

P8


LP= LRC+ P8 (V.8)

LRC= LPP8

LRC= LP (1 p8/100)

LRC= 6755,03 (1 0,05/100) = 6751,65 kg/arj

LRC= 6751,65 kg/arj

Unde:

LPcantitatea de lapte pasteurizat, kg;

LRCcantitatea de lapte rcit, kg;

P8pierderile la rcire, %.

LRC IIN

C.B P9


LRC + C.B = IIN+ P9 (V.9)


C.B= 1,5/100 6751,65 = 101,27 kg/arj

IIN= LRC+ C.BP9


IIN= 6751,65 + 101,27(0.1/100 6751,65 ) =

IIN=6852,926,75165 = 6846,16 kg/arjIIN= 6846,16 kg/arj

Rcirealaptelui

nsmnarealaptelui


6/15

Unde:

LRCcantitatea de lapte rcit, kg;

IINcantitatea de iaurt, kg;

C.Bcantitatea de cultur adugat n laptele rcit pentru obinerea iaurtului, kg;

P9pierderile la nsmnarea laptelui, %.

IIN IT

P10

Bilanul total de materiale se calculeaz cu ecuaia

IIN= IT+ P10 (V.10)

IT= IINP10

IT= IIN (1 P10/100)


IT= 6846,16 (1 0,1/100) = 6840,31 kg/arj

IT= 6840,31 kg/arj

Unde:

ITcantitatea de iaurt termostatat, kg;

IINcantitatea de iaurt nsmnat, kg;

P10pierderile la termostatarea iaurtului, %.

IT IPR

P11

Bilanul total de materiale se calculeaz cu ecuaia

IIN= IT+ P11 (V.11)

IT= IINP11

IT= IIN (1 P11/100)


IT= 6840,31 (1 0,1/100) = 6839,31 kg/arjIT= 6839,31 kg/arj

Termostatarea

iaurtului

Prercireaiaurtului


7/15

Unde:

ITcantitatea de iaurt termostatat, kg;

IPRcantitatea de iaurt prercit, kg;

P11pierderile la prercirea iaurtului, %.

IPR IR

P12


IPR= IR+ P12 (V.12)

IR= IPRP12

IR= IPR (1 P12/100)


IR= 6839,31 (1 0,05/100) = 6835,89 kg/arj

IT= 6835,89 kg/arj

Unde:

IRcantitatea de iaurt rcit, kg;

IPRcantitatea de iaurt prercit, kg;

P12pierderile la rcirea iaurtului, %.

IR ID

P13


IR= ID+ P13 (V.13)

ID= IRP13

ID= IR (1 P13/100)


ID= 6835,89 (1 0,05/100) = 6834,89 kg/arjIT= 6834,89 kg/arj

Rcireaiaurtului

Depozitarea

iaurtului


8/15

Unde:

IRcantitatea de iaurt rcit, kg;

IDcantitatea de iaurt depozitat, kg;

P13pierderile la depozitarea iaurtului, %.

ID IA

P14


ID= IA+ P14 (V.14)

IA= IDP14

IA= ID (1 P14/100)


IA= 6834,89 (1 0,5/100) = 6800,71 kg/arj

IA= 6800,71 kg/arj

Unde:

IAcantitatea de iaurt ambalat, kg;

IDcantitatea de iaurt depozitat, kg;

P14pierderile la ambalarea iaurtului, %.

Deoarece obinem iaurt degresat n arje, o dat pe sptaman, la recepionarea a 7,5

tone lapte, cantitatea de iaurt obinut anual este:

6800,71 kg/arj 52,14zile/an = 354589,01 kg iaurt/an

Consumul specific, litri lapte normalizat la 0,5% grsime pentru 1 kg iaurt.

Csp =A

n

I

L'

, n care :

nn

LL '

laptekglCCI

LC spsp

a

n

sp /97,071,6800028,1

25,6844

densitatea laptelui normalizat [kg/l].

Ambalarea

iaurtului


9/15

Tabelul 3. Tabelul de bilan pentru obinerea iaurtului degresat cu 0,5% grsime.

COMPONENT INTRARI [kg/zi] IESIRI

[kg/zi]PIERDERI %

LRP -cantitatea de lapterecepionat

7500 0,05 7496,25

LF -cantitatea de lapte filtrat 7496,25 0,05 7492,5

LR-cantitatea de lapte rcit 7492,5 0,05 7488,75

LC-cantitatea de lapte curat 7488,75 0,25 7470,02

LN -cantitatea de lapte

normalizat

7470,02 0,25 6844,25

LO -cantitatea de lapteomogenizat

St -cantitatea de stabilizator

6844,2527,37

0,6 6857,94

LP -cantitatea de lapte

pasteurizat

6857,94 1,5 6755,03

LRC -cantitatea de lapte rcit 6755,03 0,05 6751,65

IN -cantitatea de iaurt

nsmnatC.B -cantitatea de cultur

adugat n laptele rcit

6751,65

101,27

0,1 6846,16

IT -cantitatea de iaurt

termostatat

6846,16 0,1 6840,31

IPR -cantitatea de iaurt prercit 6840,31 0,05 6839,31

IR -cantitatea de iaurt rcit 6839,31 0,05 6835,89

ID -cantitatea de iaurtdepozitat

6835,89 0,05 6834,89

ID -cantitatea de iaurt

depozitat

6834,89 0,5 6800,71

TOTAL 7628,64 7628,64


10/15

V. 2. BILANUL TERMIC

a) Prenclzirea iniial a laptelui:

Precum s-a prezentat n partea de literatura a lucrrii, laptele are o temperatura 628o

C, iar ca agent termic este folosit apacald 75 65o C.

Ecuaia de bilan termic i calculul debitul de ap necesar prenclzirii iniiale a

laptelui:

apakgTC

TCmm

TCmTCmTCm

ap

LpL

a

LpLapaLpLL

a

OOLO

OOLOaOOO

sarja/91,1405365754190

62875,391294,68579975,09975,0

100

25,0

Unde:

OLm - cantitatea de lapte omogenizat supus prenclzirii iniiale, [kg];

OLpC - cldura specific a laptelui la temperatura sa medie de 17

oC;

oLT - diferena de temperatur a laptelui (22oC), [temperatura finala (280) minus temperatura

initiala (60)];

a

m - cantitatea de ap necesar pentru realizarea prenclzirii iniiale;

apC - cldura specific a apei la temperatur sa medie de 700C, [J/kg*grad];

aT - diferena de temperatur a apei (10oC).

b) Prenclzirea a-2-a a laptelui:

Laptele cu temperatura 28-65oC iar ca agent termic, apa cald cu temperatura 80 -

60oC.

Ecuaia de bilan termic i calcululdebitul de ap necesar prenclzirii a2-a laptelui:

sarjakgTC

TCmm

TCmTCmTCm

ap

LpL

a

LpLapaLpLL

a

OOLO

OOLOaOOO

/11,1195960804190

286545,395994,68579975,09975,0

100

25,0

Unde:

OLm - cantitatea de lapte omogenizat supus prenclzirii a 2-a, [kg];

OLpC - cldura specific a laptelui la temperatura sa medie de 46,5

oC;


11/15

oLT - diferena de temperatur a laptelui (37oC);

am - cantitatea de ap necesar pentru realizarea prenclzirii a 2-a;



c) Pasteurizarea laptelui:

Laptele cu temperatura 6574oC, iar ca agent termic abur cu presiune 2 ata.

Ecuaia de bilan termic i calculul debitul de abur necesar pasteurizrii 2 laptelui:

sarjaaburkgr

TCmm

TCmrmTCm

OOLO

OOLOOOO

LpL

ab

LpLabLpLL

/64,108106,2207

657435,400503,6755985,0985,0

100

5,1

3

Unde:

OLm - cantitatea de lapte omogenizat supus pasteurizrii, [kg];

OLpC - cldura specific a laptelui la temperatura sa medie de 69,5

oC;

oLT - diferena de temperatur a laptelui (9oC);

abm - cantitatea de abur necesar pentru realizarea pasteurizrii;

r- cldura latent de vaporizare ( kgkJrriir /6,22074,5022710'" );

"i - entalpia apei sub form de vapori ( kgkJi /2710" );

'i - entalpia apei sub form lichid ( kgkJi /4,502' .

d) Rcirea laptelui nainte de nsmnare.

Laptele cu temperatura 74-45oC, iar ca agent termic ap cu temperatura 20 -28oC.

Ecuaia de bilan termic i calculul debitul de ap necesar rcirii laptelui:

apasarjakgTC

TCmm

TCmTCmTCm

ap

LpL

a

LpLapaLpLL

a

ppLp

ppLpappp

/49,2332520288,4180

457448,398665,67519995,09995,0

100

05,0

Unde:


12/15

pLm - cantitatea de lapte pasteurizat supus rcirii, [kg];

pLpC - cldura specific a laptelui la temperatura sa medie de 59,5

oC;

pLT - diferena de temperatur a laptelui (29oC);

am - cantitatea de ap necesar pentru realizarea rcirii;



e) Termostatarea iaurtului:

Iaurt cu temperatura 42-43oC, iar ca agent termic ap cu temperatura 28 -43oC.

Ecuaia de bilan termic i calcululdebitul de ap necesar termostatrii iaurtului:

apasarjakgTC

TCmm

TCmTCmTCm

ap

LpL

a

LpLapaLpLL

a

iiLi

iiLiaiOii

/9,42928434190

424339,395431,6840999,0999,0

100

1,0

Unde:

iL

m

- cantitatea de iaurt termostatat supus prercirii, [kg];

iLpC - cldura specific a iaurtului la temperatura sa medie de 42,5

oC;

iLT - diferena de temperatur a iaurtului (1oC);

am - cantitatea de ap necesar pentru realizarea termostatrii;

apC - cldura specific a apei la temperatur sa medie de 35,50C, [J/kg*grad];


f) Prercirea laptelui:

Iaurt cu temperatura 43-20oC, iar ca agent termic ap cu temperatura50 -20oC.

Ecuaia de bilan termic i calcululdebitul de ap necesar prercirii iaurtului:

sarjaapakg

TCTCmm

TCmTCmTCm

ap

IpIa

IpIapaIpII

a

ttIt

ttItattt

/01,494020504179

204312,393931,68399995,09995,0

100

05,0


13/15

Unde:

tIm - cantitatea de iaurt supus prercirii, [kg];

tIpC - cldura specific a iaurtului la temperatura sa medie de 31,5

o

C;

itIT - diferena de temperatur a iaurtului (23

oC);

am - cantitatea de ap necesar pentru realizarea prercirii;



g) Rcirea laptelui:

Iaurt cu temperatura 20-6oC, iar ca agent termic ap cu temperatura 20 -4oC.

Ecuaia de bilan termic i calcululdebitul de ap necesar rcirii iaurtului:

sarjaapakgTC

TCmm

TCmTCmTCm

ap

IprpIprIpr

a

IprpIprapaIprpIprIpr

a

Iprta

/01,49404208,4190

62014,392189,68359995,09995,0

100

05,0

Unde:

tIm - cantitatea de iaurt prercit supus rcirii, [kg];

tIpC - cldura specific a iaurtului la temperatura sa medie de 13

oC;

itIT - diferena de temperatur a iaurtului (14

oC);

am - cantitatea de ap necesar pentru realizarea rcirii;



V.2. Pasteurizatorul cu plci

Caracteristici tehnice

- tip Tehnofrig TIPL50

- capacitate 5000l/h

- puterea instalat 20 kW


14/15

- presiune abur maxim 4 bar

- temperatur intrare lapte 10oC

- temperatur de pasteurizare 72 - 76oC

- temperatur ieire lapte 4 6oC

- timp de meninere la pasteurizare 20 40 s

- abur (minim 2 bar ) 150 kg/h

- ap de la reea 15 m2/h

- ap rcit la 02oC 12 m2/h

- suprafaa ocupat 16 m2

- masa net 3000 kg

- tensiune 229/380 V

- frecven 50 Hz

Dimensionarea pasteur izatorului cu plci

Diagrama termic pentru circulaia fluidelor n schimbtorul de cldur este:

T,o

C

75

65

28

6

A, m2

CTTT

T

T

CT

CT

m021

2

1

000

2

000

1

5323769

2

286,137

69

372865

69675


15/15

Fluxul termic transmis este:WTCmQ LpLLflux o 49,68152275,39120793,09975,09975,0

Calculm aria:

2

60,053200

49,6815

mTk

Q

Am

Diagrama termic pentru circulaia fluidelor n schimbtorul de cldur este:

T, oC

80

6065

28

A, m2

C

T

T

TTT

T

T

CT

CT

m

0

2

1

21

2

1

000

2

000

1

4,22

15

32ln

1532

ln

213,1215

32

156580

322860

Fluxul termic transmis este:WTCmQ LpLLflux o 76,13630204190162,0

Calculm aria:

204,34,2241,256

76,13630m

Tk

QA

m

doar bilant materiale si bilantul termic

Documents