Problemy cieplne w wybranych urządzeniach przemysłu spożywczego (sterylizatorach i wyparkach)

Celem opracowania jest pokazanie problemów, z jakimi muszą się zmierzyć projektanci urządzeń dla przemysłu spożywczego, w których realizowane są procesy cieplne, aby urządzenia te były przyjazne dla użytkownika i środowiska. Podejmowane działania mają zapewnić m.in. zmniejszenie zużycia energii, wykorzystanie wszystkich składników przetwarzanego surowca, a co za tym idzie, zmniejszenie śladu węglowego.

Spis treści
1 Wstęp  9
2 Charakterystyka sterylizatorów  11
21 Czynniki wpływające na dobór sterylizatora  11
22 Podział sterylizatorów  12
221 Sterylizatory z powietrzem jako medium grzejnym  12
222 Sterylizatory parowe  12
223 Sterylizatory parowo-powietrzne  14
224 Sterylizator mikrofalowy  16
225 Sterylizatory wodne ogrzewane parą w procesie barbotażu  17
226 Sterylizatory wodne ogrzewane przeponowo parą wodną  18
3 Procedura doboru medium grzejnego  24
31 Metodyka doboru medium grzejnego  24
32 Selekcja mediów grzejnych  25
321 Warunki brzegowe  25
322 Potencjalne media grzejne  26
323 Ocena spełnienia warunków brzegowych  27
33 Wybór medium grzejnego  28
4 Odzysk ciepła z procesu sterylizacji  29
41 Możliwość wykorzystania ciepła poprocesowego  29
42 Organizacja gospodarki energetycznej
w zakładzie realizującym proces sterylizacji  30
43 Bezpośredni odzysk ciepła  30
44 Wykorzystanie ciepła do celów chłodniczych  31
45 Wykorzystanie ciepła z nośnika o niskiej temperaturze  34
5 Schładzanie sterylizatora  35
51 Model obliczeniowy dla procesu schładzania sterylizatora  35
52 Charakterystyka programu komputerowego  40
53 Analiza obliczeniowa dla serii procesów schładzania  44
6 Badania eksperymentalne sterylizatora
z systemem kaskadowym  55
61 Struktura stanowiska  55
62 System kaskadowego schładzania sterylizatora,
wersja uproszczona  57
63 System pomiarowy stosowany w układzie
schładzania kaskadowego  59
8 Spis treści
64 Wyniki badań układu z kaskadowym schładzaniem sterylizatora  69
65 Wnioski końcowe z badań sterylizatora  81
7 Wybór medium grzejnego, określenie zmienności temperatur
i ciśnień dla medium grzejnego wyparki  82
8 Dobór kształtu powierzchni wymiany ciepła
i typu mieszadła  84
9 Model matematyczny wyparki  87
91 Informacje wstępne  87
92 Równania bilansowe masy i energii  89
921 Strumienie masy  89
922 Strumienie energii (moce)  90
93 Przenikanie ciepła  95
931 Przenikanie ciepła – mieszadło i płaszcz wyparki  95
932 Przenikanie ciepła – skraplacz  98
10 Weryfikacja i walidacja modelu matematycznego  103
101 Uwagi wstępne  103
102 Równania opisujące właściwości termofizyczne wody
jako czynnika roboczego i produktu modelowego  103
1021 Woda w stanie ciekłym poniżej linii nasycenia
(w stanie przechłodzonym)  103
1022 Woda wrząca (x = 0) i para nasycona sucha (x = 1)  107
1023 Mokra para wodna  108
11 Charakterystyka programu komputerowego  110
12 Walidacja programu obliczeniowego  112
13 Wykorzystanie ciepła poprocesowego  117
131 Źródła ciepła poprocesowego  117
132 Możliwości wykorzystania ciepła w zakładzie  117
1321 Ciepło zawarte w skroplonych oparach  117
1322 Ciepło zawarte w wodzie pochłodniczej  118
133 Wnioski końcowe z badań wyparki  119
Bibliografia 120