Operatii Unitare In Industria Alimentara

[NUME_REDACTAT] Onita, [NUME_REDACTAT], “Memorator pentru calcule in industria alimentara”, [NUME_REDACTAT], Timisoara 2006 (pag.15, 144, 321-322)

[NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], [NUME_REDACTAT], “Masini, utilaje si instalatii in industria alimentara ”, [NUME_REDACTAT], Bucuresti 1986 (pag.19-20)

Prof. Ing. [NUME_REDACTAT] membru corespondent al Academiei de [NUME_REDACTAT] si Silvice, Ing. [NUME_REDACTAT], Ing. [NUME_REDACTAT], Ing. [NUME_REDACTAT], “Tehnologia laptelui si a produselor lactate. Partea I”, [NUME_REDACTAT] “[NUME_REDACTAT]”, Arad 1996 (pag.69-71, 112-114)

[NUME_REDACTAT] I

Destinatia masinilor si utilajelor folosite in industria

alimentara ………………………………………………………….. 3

Instalatii de pasteurizare ………………………………………….. 3

Vane …………………………………………………………………………….. 3

Pasteurizatoarele cu placi ……………………………………………………… 5

Pasteurizarea ………………………………………………………. 5

Conditii de pasteurizare ………………………………………………………. 5

Metode de pasteurizare ……………………………………………………….. 5

Metode de pasteurizare cu mentinere ………………………………………… 7

Pasteurizarea HTST ………………………………………………. 7

Pasteurizarea HTST sub vid ………………………………………………….. 7

Avantajele pasteurizarii HTST ……………………………………………….. 8

Dezavantajele pasteurizarii HTST …………………………………………… 8

Pasteurizarea laptelui ……………………………………………. 10

Influenta incalzirii asupra laptelui ………………………………………….. 10

Conditiile obtinerii unei bune pasteurizari ………………………………… 11

Capitolul II

Calcule ……………………………………………………………. 13

Zona 3 ………………………………………………………………………… 15

Zona 4 ……………………………………………………………………….. 18

Zona 5 ……………………………………………………………………….. 21

Zona 2 ……………………………………………………………………….. 24

Zona 1 ……………………………………………………………………….. 29

Bibliografie

=== Lucrare de diploma ===

Capitolul I

Destinatia masinilor si utilajelor folosite in industria alimentara

Masinile si utilajele din industria alimentara sunt masini de lucru destinate pentru efectuarea unor operatii diversificate in cadrul proceselor de productie, in conformitate cu cerintele tehnico-economice impuse fiecarei lucreri in parte.

Prin folosirea masinilor in executarea diverselor lucrari din cadrul proceselr de productie din industria almentara, se asigura :

Marirea roductivitatii mincii ;

Realizarea unor lucrari in termeni optimi si de o calitate superioara ;

Reducerea costurilor pe tona de produs ;

Inlocuirea muncii manuale cu munca de conducere a utilajului, respectiv reducerea efortului fizic.

Instalatii de pasteurizare

Pentru pasteurizare se folosesc :

Cazane sau vane de pasteurizare cu pereti dubli ;

Pasteruizare cu placi.

2.1. Vane :

In industria alimentara se folosesc, pe scara larga, vanele paralele (Fig-I a). In aceste vane,discurile sunt presate pe corp cu o pana de impingere situata central. Aceste vane se fac din fonta, pentru presiunea conventionala pana la 10 bari, in doua variante : cu inele de bronz 1 si 2 pentru apa si fara inele, pentru gaz.

In comparatie cu ventilele, vanele prezinta urmatoarele avantaje :

Opun o rezistenta mai mica mediului care circula ;

Mediul poate circula in ambele sensuri ;

Nu pre4zinta pericol din punct de vedere al socurilor hidraulice ;

Au inaltime mai mica, ca dezavantaje, mentionam;

Suprafetele de etansare sunt greu accesibile pentru rectificarea, ceea ce face ca reparatia lor sa fie dificila ;

In timpul deplasarii lor, suprafetele de etansare ale discurilor se freaca pe suprafetele de etansare ale corpului si provoaca o uzura rapida a acestora ;

La o temperatura inalta a mediului, dilatarea diferita a pieselor poate provoca blocarea lor ;

Vanele nu pot fi folosite pentru lichide care au substante solide in suspensie.

Vanele se fac cu axele cu filet exterior sau interior. Axele cu filet exterior sunt mai sigure si de aceea se folosesc mai frecvent. Vanele se monteaza, de obicei, pe conductele de gaze si de aburi de diametre mari, pe conductele de aer comprimat si pe conductele de apa, pe conductele care transporta medii fara sedimente si pe conductele de vid, pe diametrul mare.

Se construiesc vane cu doua pene de distantare 1 si 2, montate pe aceeasi axa verticala. Asemenea vane se folosesc, de obicei, de conductele de apa.

2.2. Pasteurizatoarele cu placi :

Pasteurizatoarele cu placi se compun dintr-o serie de placi din otel inoxidabil ondulate prin stantare. Prin canalele de pe o parte a fiecarei placi circula lapte iar pe cealalta agentul de incalzire sau racire. Placile avand intre ele garnituri de cauciuc sunt astfel grupate incat formeaza mai multe sectoare unul sau doua sectoare de recuperarea unui sector de pasteurizare : un sector de mentinere la temperatura de pasteurizare, un sector de racire cu apa si de racire profunda cu apa glaciala. Principalul avantaj al pasteurizatoarelor cu placi consta in randamentul ridicat al schimbului termic ce se datoreste atit faptului ca lichidele circula in strat subtire, cat si vitezei mari de circulatie. In aceste conditii timpul de mentinere a laptelui la temperatura inalta este redus determinind modificari fizico-chimice minimale.

Totodata pasteurizatoarele cu placi permit pasteurizare in flux, asigurand capacitati de productie mari (20000l /h). Toate operatiile sunt automatizate, inclusiv spalarea si dezinfectia. In acest scop instalatile de pasteurizare sunt prevazute cu dispozitive care permit functionarea si controlul automat al intregului proces de pasteurizare :

Termometre inregistratoare ;

Dispozitiv de recirculare lapte insuficient pasteurizat si penuru reglarea automata a temperaturii de pasteurizare ;

Tablou comanda ;

Dispozitiv de semnalizare optica si acustica.

3.[NUME_REDACTAT] acest procedeu se urmareste distrugerea vegetative ale microorganismelor din lapte. Acestea sunt distruse la temperaturi inferioare celei de 1000C. Dat fiind ca microorganismele patogene ce se dezvolta in lapte sunt nesporulate, nu este necesar ca pasteurizarea sa se faca la temperatura de fierbere, ceea ce constituie un avantaj, deoarece permite adoptarea unui tratament termic care asigura efectul bactericid fara a provoca modificari importante ale componentelor laptelui. Pasteurizarea se face in raport de Mycobacterium tuberculosis care are cea mai mare rezistenta la actiunea caldurii.

3.1.Conditii de pasteurizare :

Incalzirea laptelui sa fie omogena ;

Pasteurizarea sa se realizeze in absenta aerului avand in vedere influenta negativa a oxigenului asupra vitaminelor si lipidelor.

3.2. Metode de pasteurizare :

Pasteurizarea in vana cu mentinerea la 630C timp de 30 minute;

Pasteurizarea la temperatura inalta la minim 720C timp de 15 secunde ;

Pasteurizarea instantanee la minim 750C urmata de racire brusca la 100C

Relatia temperatura-timp necesara efectului de distrugere a lui Mycobacterium tuberculosis este de forma :

lnτ=α-βθ

unde α si β sunt constante.

In diagrama Dhalberg aceasta relatie este reprezentata de dreapta A. Dreapta C marcheaza inceputul modificarilor fizico-chimice ale laptelui. Regimul optim de pasteurizare se afla intre dreptele A si C adica curba B(Fig a-II a).

3.3. Metoda de pasteurizare cu mentinere (pasteurizare in vana) :

Modifica foarte putin proprietatile laptelui (nu modifica forma fizica a globulelor de grasime, nu modifica albuminele si globulinele (nu le precipita) ;

Nu are eficienta corespunzatoare (bacteriile termofile nu sunt distruse) ;

Se elimina CO2, dar se pot oxida vitaminele si grasimea ca urmare a incalzirii laptelui si agitarii acestuia in prezenta aerului;

Utilajele au productivitae scazuta ;

Metoda este discontinua si lenta.

Pentru pasteurizare cu mentinere se folosesc vane cu pereti dubli cu agitator, mediul de incalzire fiind apa calda sau aburul care circula prin manta.

Pasteurizarea HTST

Pasteurizarea HTST se realizeaza de regula in pasteurizatoare cu placi care prezinta urmatoarele avantaje:

Permit o reglare riguroasa a regimului de pasteurizare si mentinerea constanta a acestuia in tot timpul functionarii;

Prin reducerea sau majorarea numarului de placi, capacitatea de prelucrare a instalatiei poate fi modificata functie de necesitati;

Asigura o buna utilizare a energiei calorice, datorita pe de o parte conditiilor in care se realizeaza schimbul termic si pe de alta parte datorita sistemelor de recuperare a caldurii;

Instalatia este foarte compacta iar schimbul de caldura propri-zis neavand piese in miscare este robus in exploatare;

Functionarea instalatiei poate fi complet automatizata realizandu-se o economie de forta de munca si siguranta in eficienta exploatari;

Spalarea si dezinfectia se poate face automatizat.

Pasteurizarea HTST sub vid(vacreatia):

Instalatia consta din trei camere care lucreaza sub vid prin care laptele trece in flux continuu. Laptele intra in prima camera in care se pasteurizeaza. Aceasta camera lucreaza sub un vid de 0,68/0,81 kgf/cm2 care mentine o temperatura de 90-950C. Aburul saturat este alimentat la partea superioara si prin condensarea acestuia temperatura laptelui creste la 430C la 90-950C. De aici laptele diluat este dirijat catre partea superioara a celei de a doua camera care lucreaza sub un vid de 0,42-0,45 kgf/cm2. O parte din vapori de apa se elimina si produsul se raceste la 71-820C. Impreuna cu vaporii de apa se elimina si o serie de substante volatile responsabile de anumite defecte de aroma ale laptelui. In continuare laptele trece in a treia camera unde vidul este de 0.12 kgf/cm2 si temperatura de 430C. In aceasta camera din lapte se elimina si restul de abur condensat initial si substantele volatile.

Timpul total de vacreatie este de 10 s.

Vidul in instalatie este produs de sistemul ejector-condensator. Aburul utilizat trebuie sa aiba puritate ridicata iar cantitatea de abur introdusa in prima camera trebuie sa fie egala cu cantitatea de vapori eliminata in celelalte doua camere.

4.2. Avantajele pasteurizarii HTST :

Se pot trata cantitati mari de lapte ;

Se realizeaza o incalzire omogena fara supraincalziri locale, gustul de fiert avand o intensitate redusa ;

Incalzirea are loc in sistem inchis, deci in absenta aerului prevenindu-se astfel oxidarea lipidelor si vitaminelor ;

Metoda este economica, instalatia functionand pe principiul recuperari caldurii;

Spalarea dezinfectarea se face usor, mecanizat cu maxima eficienta;

Capacitatea de pasteurizare se modifica prin variatia numarului de placi;

Instalatia ocupa un volum redus.

Dezavantajele pasteurizarii HTST :

Nu se pot trata cantitati mici de lapte ;

Eficienta distrugerii microorganismelor cu termorezistenta inalta este redusa ;

Este necesar ca produsul sa fie automatizat ;

Golirea instalatiei se face cu pierderi mai mari decat la pasteurizarea in vana ;

Garniturile trebuie sa fie integrate pentru a se pastra entaseitatea intre placi.

5. Pasteurizarea laptelui

Este o metoda de conservare a laptelui prin caldura, impreuna cu sterilizarea. Ambele metode au scopul de distrugere a microorganismele patogene si de a prelungi conservabilitatea prin distrugerea microfibrei de alterare :

Pasteurizarea <1000C distruge formele vegetative ale microrganismelor inclusiv cele patogene ;

Sterilizarea >1000C distruge formele vegetative si sporii (inclusiv microorganismele patogene).

5.1. Influenta incalzirii asupra laptelui :

Actiune asupra proprietatilor senzoriale : poate sa apara aroma de incalzit, de fiert, de caramelizat si de ars. Pana la 800C sunt neinsemnate. In contactul cu aerul laptele incalzit formeaza o pelicula care se datoreste precipitarii proteinelor zerului ce inglobeaza si grasime. Pelicula nu se formeaza la laptele omogenizat si pasteurizat ;

Substantele proteice si in special proteinele serice sunt sensibile la actiunea caldurii. Denaturarea lor incepe la 650C si se intensifica o data cu cresterea temperaturi si cu prelungirea duratei sale de actiune. Rezistenta la caldura in ordine crescatoare, a proteinelor serice este urmatoarea : globule imune < serualbumina < β – lactoglobulina < α lactuoalbumina. La incalzire mai puternica din proteinele serice se formeaza grupari sh libere, compusi sulfurati si are loc formarea complexului dintre k/cazeina si β-lactoglobulina. La cazeina se pot produce :

Defosforilari ;

Ruperea legaturi peptice ;

Dezaminari.

Grasimea laptelui este termostabila, ea nu si modifica compozitia la temperaturi de pasteurizare. Singurul efect al pasteurizarii asupra grasimi din lapte este pierderea treptata a proprietati de separare a acesteia in paralel cu cresterea temperaturii. La temperaturi de ~1000C structura globulelor de grasime este modificata si apar picaturi de grasime care plutesc la suprafata ;

Se formeaza si concentratii mai mai de metil-cetone si lactone care determina aparitia defectului de gust de nuca de cocos in laptele sterilizat. Lactoza se descompune partial la ~ 700C cu formarea unor acizi in special formic si lactic ceea ce influenteaza aciditatea laptelui. La temperaturi < 1000C lactoza reactioneaza cu gruparile – NH2 ale aminoacizilor dand produsi colorati (inbrunarea laptelui). Lactoza → hidroximetilfurfurol → acid levulic → acid formic;

Sarurile minerale si intregul echilibru salin al laptelui sunt afectate pana la incalzirea acestuia la temperaturi > 650C sarurile solubile de Ca si P trec in forma insolubila determinand incetinire a procesului de coagulare a laptelui sub actiunea cheagului ;

Enzimele di llapte sunt inactive l ;a temperaturi inalte. Cea mai sensibila la actiunea caldurii este amilaza (60-620C) urmata de fosfataza alcatuita (72-740C) de peroxidaza (> 800C). Datorita acestei sensibilitati diferite a enzimelor fara de caldura, ele pot servi la controlul gradului de incalzire a acestuia (eficienta pasteurizarii) ;

Vitaminele liposolubile din lapte rezista la actiunea caldurii datorita actiunii protectoare a grasimii. Spre deosebire de acestea vitaminele hidrosolubile sunt termolabile. In cazul unei pasteurizari rationale pierderile sunt reduse. Prezenta in lapte a oxigenului atmosferic si a metalelor grele (Cu, Fe) determina pierderi mari de vitamine. In practica se folosesc multiple regimuri de pasteurizare in cadrul carora difera cele doua elemente temperatura / timp fara diminuarea efectului bactericid scontat. Aceste regimuri de pasteurizare sunt :

Pasteurizarea joasa sau de durata care consta in incalzirea laptelui la 62- 650C cu mentinerea la aceasta temperatura timp de 30 de minute si respectiv 20 de minute se utilizeaza in tot mai mica masura in special la fabricarea branzeturilor ;

Pasteurizare medie la 71-740C cu mentinere de scurta durata (15 s), este regimul de pasteurizare cel mai extins ;

Pasteurizare inalta (HTST) consta in incalzirea laptelui la 80-900C, urmata de o racire brusca, sub 100C. Eficienta unei pasteurizari bune trebuie sa fie de 99,9%. Eficienta se constata prin testul fosfatazei.

5.2. Conditiile obtinerii unei bune pasteurizari :

Incalzirea laptelui sa fie omogena, fara sub sau subincalziri ;

Pasteurizarea sa se realizeze in absenta aerului.

Capitolul II

[NUME_REDACTAT] se proiecteze o instalatie de pasteurizare a laptelui formata din 5 zone avand o productivitate de 3,5 m3/s.

220C 730C

40C Apa10C Apa 80C 40C 550C Apa 950C

Apa 60C 100C Apa 150C 300C Apa 800C 730C

480C

Caracteristicile placii: l = 0.21 m

L = 0.78 m

δ = 1 mm

Materialul placii este otel inoxidabil 18 / 8 C / Ni

λ= 17.5 W/m·k

D = distanta dintre placi;

S = se admite intre 3÷15.

Sa se calculeze viteza : W = 1÷5 m/s

Qv = debitul volumetric m3/h ;

Sa se calculeze : dech = 4

Re =

Se alege formula corespunzatoare pentru Nu = ρ (Re,Pr)

α =

α = coeficient partial de transport de caldura pe o latura a schimbatorului :

k =

Q = m·c ·Δt

Q = k·A· Δtmed => A = ?

Au = aria unitara;

Au = L · l

n =

n = numar de placi

W =

W = 1.54 m/s

s = 0.003m

de = 4

de = 0.005m

Zona 3

150C ……………………………. 1030.7 kg / m3 (memorator pag 322)

200C ……………………………. 1028.7 kg / m3

50C …………………………….. 2 kg / m3

20 C ……………………………… x

x = 0.8 kg / m3 ρ17 = 1029.9 kg / m3

150C …………………………….. 0.210 · 102 Pa · s (memorator pag 321)

200C …………………………….. 0.179 · 102 Pa · s

50C ……………………………… 0.03 Pa · s

20C ……………………………… x

x = 0.012 Pa ĒL · s η17 = 0.198 · 10-2 Pa · s

Re =

Re =

Re = 4005.1

Cp = 3885.3 J / kg · k (memorator pag 322)

22.60C ……………………………….. 0.567 W / m · k

24.10C ……………………………….. 0.571 W / m · k

1.5 0C ………………………………… 0.04 W / m · k

5.6 0C ………………………………… x

x = W / m · k λ = 0.567 – 0.149 = 0.418 W / m · k

λ = 0.418 W / m · k

Pr = (memorator pag 15)

Pr =

Pr = 18.40

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 4005.10.8 · 18.400.45 · 1.04

Nu = 0.0209 · 762.23 · 3.70 · 1.04 = 61.300

Nu = 61.300

= 5124.68 W / m2 · k

α1 = 5124.68 W / m2 · k

350C

W = 1.54 m / s

de = 0.005 m

300C ……………………………… 1024.8 kg / m3 (memorator pag 321)

400C ……………………………… 1020.9 kg / m3

100C ……………………………… 3.9 kg / m3

50C ………………………………. x

x = kg / m3 δ350= 1024.8 – 1.95 = 0.122.9 kg / m3

δ350 = 1022.9 kg / m3

300C ………………………………. 0.104 · 10-2 Pa · s

400C ………………………………. 0.104 · 10-2 Pa · s

100C ………………………………. 0.029 · 10-2 Pa · s

50C ………………………………. x

x =

η350 = 0.133 – 0.0145 = 0.118 · 10-2 Pa · s

η350 = 0.118 · 10-2 Pa · s

Re =

Re =

Re = 6674.8

Cp = 3952.3 J / kg · k (memorator pag 322)

λ= 0.599 W / m · k (memorator pag 322)

Pr = (memorator pag 15)

Pr =

Pr = 7.78

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 6674.80.8 · 7.780.45 · 1.04

Nu = 0.0209 · 1146.9 · 2.51 · 1.04 = 62.57

Nu = 62.57

α2 = 7494 W / m2 · k

k = 4000 W / m2 · k

Δtmed lrece 40C → 300C

Lcald 220C ← 480C

Δt1=180C Δt2=180C

Δtmed =

Q = m · C · Δt

m = debit de masa kg / s

C = caldura specifica J / kg · k

Δt = variatia de temperatura 300C – 40C = 260C

m = Qv · ρ

m =

m = 1.00 kg / s

C = 3885.3 J / kg · k (memorator pag 322)

Q = 1.00 kg / s · 3885.3 J / kg · k · 26 k

Q = 101017.8 W

Q = k · A · Δtmed => A =

A =

A = 1.04 m2

Au = L · l = 0.78 m · 0.21 m = 0.16 m2

Au = 0.16 m2

n =

n = 8.75

n admis 9 bucati placi

Zona 4

550C + 300C = 42.5 0C

W = 1.54 m/s

de = 0.005 m

400C …………………………………. 1020.9 kg / m3 (memorator pag 321)

500C …………………………………. 1015.9 kg / m3

100C ………………………………….. 5 kg / m3

2.50C …………………………………. X

x = 1.2 kg / m3 ρ42.5 = 1019.4 kg / m3

400C …………………………………… 0.104 · 102 Pa · s (memorator pag 322)

500C ……………………………………. 0.085 · 102 Pa · s

100C ……………………………………. 0.019 · 102 Pa · s

2.50C …………………………………… x

x = 0.0047 Pa · s η42.5 = 0.095 · 102 Pa · s

Re =

Re = = 8262.5

Re = 8262.5

39.990C……………………………….. 3956.3 J / kg · k (memorator pag 322)

49.910C ………………………………. 3969.1 J / kg · k

11.080C ……………………………….. 12.8 J / kg · k

2.510C ………………………………… x

x = 2.89 J / kg · k

Cp = 3966.21 J / kg · k

36.70C ………………………………… 0.599 W / m · k (memorator pag 322)

50.70C ………………………………… 0.617 W / m · k

40C …………………………………. 0.018 W / m · k

5.80C …………………………………… x

x = 0.026 W / m · k λ = 0.591 W / m · k

Pr = (memorator pag 15)

Pr =

Pr = 6.38

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 8262.50.8 · 6.380.45 · 1.04

Nu = 0.0209 · 1360.4 · 2.30 · 1.04

Nu = 68.010

α1 = 8038.782 W / m2 · k

pentru 60.50

W = 1.54 m/s

de = 0.005 m

ρ60.50 = 1011.1 kg/m3 (memorator pag 322)

η60.50 = 0.071 · 10-2 Pa · s (memorator pag 321)

Re =

Re =

Re = 10965.4

Cp = 3977.5J / kg · k (memorator pag 322)

λ = 0.617 W / m · k (memorator pag 322)

Pr = (memorator pag 15)

Pr = = 4.57

Pr = 4.57

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 10965.40.8 · 4.570.45 · 1.04

Nu = 0.0209 · 1706.1 · 2.04 · 1.04

Nu = 75.65

= 9335.21

= 9335.21 W / m2 · k

k =

k =

k =

k = 3703.7 W / m2 · k

Δtmed lrece 300C → 550C

Lcald 480C ← 730C

Δt1=180C Δt2=180C

Δtmed =

Q = m · C · Δt

m = Qv · ρ

m =

m = 0.199 kg / s

Δt = 250C

Cp = 3966.2 J / kg · k (memorator pag 322)

Q = m · C · Δt

Q = 0.199 kg / s · 3966.2 J / kg · k · 25 k

Q = 89239.5 W

Q = k · A · Δtmed => A =

A =

A = 1.33 m2

Au = L · l = 0.16 m2

n =

n = 8.3125

n admis 9 bucati placi

Zona 5

t = 640C

Q = ml · Cl · Δt5 = ma · Ca · Δt5

ml = Qv · ρ =

ml = 0.98 kg / s

600C ……………………………… 1011.1 kg /m3 (memorator pag 321)

700C ……………………………… 1005.2 kg /m3

100C ……………………………… 5.9 kg /m3

40C ……………………………… x

x = 2.36 kg /m3 ρ640 = 1008.74 kg /m3

600C ……………………………… 0.071 · 10-2 Pa · s (memorator pag 321)

700C ……………………………… 0.062 · 10-2 Pa · s

100C ……………………………… 0.009 · 10-2 Pa · s

40C ……………………………… x

x = 0.0036 · 10-2 Pa · s η640 = 0.067 · 10-2 Pa · s

60.59 …………………………….. 3977.5 J / kg · k (memorator pag 322)

69.79 …………………………….. 3990.0 J / kg · k

9.2 ……………………………….. 12.5 J / kg · k

2.41 ……………………………… x

x = 4.63 J / kg · k 3977.5 – 4.63 = 3972.87 J / kg · k

Cl = 3972.87 J / kg · k

Δt5 = 730 C–550C = 80C

Ca = 4190 J / kg · k (memorator pag 144)

Δt5 = 50C

ma =

ma =

ma = 7.41 kg / s

W = 1.54 m / s

de = 0.005 m

Re =

Re =

Re = 11592.9

Pr = (memorator pag 15)

Pr =

Pr = 41209.6

Cp = 3972.87 J / kg · k

λ = 0.617 W / m · k

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 11592.90.8 · 41209.60.45 · 1.04

Nu = 0.0209 · 1783.8 ·119.32 ·1.04

Nu = 4626.35

= 570891.59 W / m2 · k

pentru 87.50C

W = 1.54 m / s

de = 0.005 m

ρ87.50apa = 965.3 kg / m3 (memorator pag 144)

η87.50apa = 314.9·10-6 kg / m · s (memorator pag 144)

Re =

Re =

Re = 23603.7

Cp = 4190 J / kg · k

Pr =

Pr =

Pr = 1.94

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 23603.70.8 · 1.940.45 · 1.04

Nu = 0.0209 · 3150.53 · 1.3474 · 1.04

Nu = 92.26

k =

k = 7633.58W / m2 · k

Au = L · l

Q = ma · Ca · 15

Q = 1.34 kg / s · 4190 J / kg · k · 15 k

Q = 84219 m3/s

Au = 0.78m · 0.21 m = 0.16 m2

Q = k · A · Δtmed => A = =

A = 2.30 m2

n =

n = 14.375

n se admite 15 bucati placi

Zona 2

tlapte =

W = 1.54 m / s

de = 0.005 m

Q = ml · Cl · Δt2 = ma · Ca · Δt2

ml = Qv · ρ = kg / s

ml = 1.0018 kg / s

150C ………………………………. 1030.7 kg / m3 (memorator pag 322)

200C ………………………………. 1028.7 kg / m3

100C ………………………………… 2 kg / m3

10C ………………………………… x

x = 0.2 kg / m3 ρ160 = 1030.5 kg / m3

150C …………………………………. 0.210 · 10-2 Pa · s (memorator pag 321)

200C …………………………………. 0.179 · 10-2 Pa · s

100C ………………………………… 0.031 · 10-2 Pa · s

10C …………………………………. X

x = 0.0031· 10-2 Pa · s η160 = 0.206· 10-2 Pa · s

15.10 ……………………………….. 3885.3 J / kg · k (memorator pag 322)

19.97 ………………………………. 3935.65 J / kg · k

4.87 …………………………………. 50.3 J / kg · k

0.9 …………………………………… x

x = 9.29 J / kg · k Cl = 3926.31 J / kg · k

Δt2 = 150 + 80 = 70C

ma = = 1.6092 kg / s

ma = 1.6092 kg / s

Re =

Re =

Re = 3851.8

Cp = 3926.31 J / kg · k

Pr = (memorator pag 15)

Pr =

Pr = 16.40

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 3851.80.8 · 16.400.45 · 1.04

Nu = 0.0209 · 738.80 ·3.52 ·1.04

Nu = 56.526

temperatura apa = 11.50C

W = 1.54 m / s

de = 0.005 m

ρ11.50apa = 999.7 kg / m3 (memorator pag 144)

η11.50apa = 1306 · 10-6 P · s (memorator pag 144)

λ11.50apa = 0.57 W / m · k (memorator pag 144)

Re =

Re =

Re = 5894.0

Cp = 4190 J / kg · k

Pr =

Pr = = 9.6

Pr = 9.6

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 5894.00.8 · 9.60.45 · 1.04

Nu = 0.0209 · 1038.31 · 276 · 1.04

Nu = 6228.9

k =

k = 4524.8 W / m2 · k

Au = L · l

Q = ma · Ca · Δt2

Q = 1.60kg/s · 4190 J / kg · k · 12 k = 80448W

Q = 80448 W

Au = 0.78m · 0.21 m = 0.16 m2

Q = k · A · Δtmed => A = = m2

A = 4.028 m2

n =

n = 13.78

n admis 14 bucati placi

Zona 1

tlapte =

Q = ml · Cl · Δt5 = ma · Ca · Δt5

50C ……………………………… 1032.6 kg / m3 (memorator pag 322)

100C …………………………….. 1031.7 kg / m3

50C ……………………………… 0.9 kg / m3

20C ………………………………. X

x=0.36 kg / m3 1032.6 – 0.36 = 1032.24 kg / m3

ρ70 = 1032.24 kg / m3

50C ……………………………….. 0296 · 10-2 Pa · s (memorator pag 322)

100C ………………………………. 0.247 · 10-2 Pa · s

50C ………………………………… 0.049 · 10-2 Pa · s

20C ………………………………… x

x = 0.019 · 10-2 Pa · s η70= 0.277 · 10-2 Pa · s

Cl = 3851.8 J / kg · k

Δt1 = 60C

Ca = 4360 J / kg · k

ml = Qv · ρ =

ml = 1.0035 kg / s

Δt1apa = 50C

ma =

ma = 1.06 kg / s

Re =

Re =

Re = 2869.459

Pr = (memorator pag 15)

Pr =

Pr = 22.04

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 583.73 · 4.02 · 1.04

Nu = 51.005

temperatura apei = 3.50C

W = 1.54 m / s

de = 0.005 m

ρ3.50apa =999.9 kg / m3

η 3.50apa = 1788 · 10-6 Pa · s

Re =

Re =

Re = 4306.05

Pr = (memorator pag 15)

Pr =

Pr = 13.69

Nu = 0.0209 · Re0.8 · Pr0.45 · ĒL (memorator pag 15)

ĒL = 1.04

Nu = 0.0209 · 807.72 · 3.24 · 1.04

Nu = 56.883

k =

k = 42425.08 W / m2 · k

Au = L · l

Q = ma · Ca · Δt1

Q = 1.60 kg / s · 4360J / kg · k · 5 k = 80448W

Q = 23108W

Au = 0.78m · 0.21 m = 0.16 m2

Au = 0.16 m2

Q = k · A · Δtmed => A = = m2

A = 5.17 m2

n =

n = 32.3125

n admis 33 bucati placi

nt = n1 + n2 + n3 + n4 + n5

nt = 33 + 14 + 9 + 9 + 15

nt = 80 bucati placi