年产40000吨浓缩苹果汁的工厂设计

总蒸发水量为：W＝37035kg/h×＝30862.50 kg/h (浓缩到1/6，故蒸发水量占5/6) 各效蒸发水量之比为：W1∶W2∶W3∶W4∶W5＝1∶1.1∶1.2∶1.3∶1.4 W1＝30862.50 kg/h×

＝5143.75 kg/h

W2＝30862.50 kg/h×＝5658.13 kg/h

W3＝30862.50 kg/h×＝6172.50 kg/h

W4＝30862.50 kg/h×＝6686.88 kg/h

W5＝30862.50 kg/h×＝7201.25 kg/h

(2)浓缩物料时所需热量及蒸汽消耗量计算

a、蒸发水分所需热量：但R1、R2、R3、R4、R5引用表4-1的数据) Ql＝W1×R1＝5143.75 kg/h×2634.1kJ/kg＝1.35×107kJ/h Q2＝W2×R2＝5658.13 kg/h×2622.4kJ/kg＝1.48×107kJ/h Q3＝W3×R3＝6172.50 kg/h×2606.4kJ/kg＝1.61×10kJ/h Q4＝W4×R4＝6686.88 kg/h×2594.0kJ/kg＝1.73×107kJ/h Q5＝W5×R5＝7201.25 kg/h×2578.5kJ/kg＝1.86×107kJ/h b、各效消耗蒸汽量： D1＝

＝

＝5105.32kg/h

7

D2＝＝＝5618.62kg/h

D3＝＝＝6139.41kg/h

D4＝＝＝6637.51kg/h

D5＝＝＝7170.39kg/h

蒸汽总消耗量D＝Dl＋D2＋D3＋D4＋D5＝30671.25 kg/h

表4-1 不同温度水蒸气的热焓

水蒸气温度℃ 热焓kJ/kg

R(生蒸汽) 164.7 2767.8

R0 81.2 2644.3

R1 75.0 2634.1

R2 66.5 2622.4

R3 60.1 2606.4

R4 53.5 2594.0

R5 45.3 2578.5

本设计选用的饱和蒸汽压强为700kPa，对应温度为164.7℃

表4-2 不同温度液态水的热焓

液态水温度（℃）

10 15 20 30 40 45 50 55 60 70

液态水热焓（kJ/kg）

42.61 63.55 84.48 126.28 168.06 188.95 209.85 230.75 251.67 293.53

水的比热：C水=4.187kJ/kg

4.4第二次巴氏杀菌耗能估算

在后巴氏杀菌工段，经过蒸发浓缩的55℃的物料被加热到97℃，再利用这些热量去预热进入后巴氏杀菌之前的55℃的物料，97℃的物料降温到70℃。因此相当于计算将55℃的物料加热到70℃所消耗的能量。(注：由于苹果汁的焓与水相似，因此后面均按照水的焓计算，均不考虑热损失。)

55℃到70℃所消耗的热量(Hl、H2引用表4-2的数据)：

Q＝qm,h(Hl- H2)＝74070 kg/h×(293.53 kJ/kg－230.75 kJ/kg)＝4.65×106kJ/kg qm,h：物料的质量流量，kg/h；Hl：70℃时水的焓，kJ/kg；H2：55℃时水的焓，kJ/kg。 消耗的蒸汽量： D＝

＝

＝1758.50kg/h

4.5塔水热交换

第一次塔水热交换：20℃的塔水将60℃的物料冷却到50℃，塔水温度升到30℃。 热平衡公式：q物料(H物科l－H物料2)＝q塔水(H塔水1·H塔水2)(H1、H2引用表4-2的数据) 74070 kg/h×(251.67 kJ/kg－209.85 kJ/kg)＝q塔水(126.28 kJ/kg－84.48 kJ/kg) q塔水＝7.41×104 kg/h

第二次塔水热交换：10℃的塔水将70℃的物料冷却到20℃，塔水温度升到15℃。 热平衡公式：q物料(H物科l－H物料2)＝q塔水(H塔水1·H塔水2)(H1、H2引用表5-2的数据) 74070 kg/h×(293.53 kJ/kg－84.48 kJ/kg)＝q塔水(63.55 kJ/kg－42.61 kJ/kg) q塔水＝7.40×105kg/h