Anicuta STOICA

Tanase DOBRE Octavian FLOAREA

Editura POLITEHNICA PRESSBucure§ti, 2007

276 OPERATU TERMICEININDUSTRIA ALIMENTARY

7.4. Utilaje §i instalatii pentru pasteurizare-sterilizare

Utilajele de pasteurizare-sterilizare sunt de constructie foarte diversa sitrebuie sa asigure incalzirea produsului la temperatura dorita, mentinerea sa laaceasta temperatura un timp prestabilit si racirea lui pana la temperatura impusa dedepozitare sau de o alta faza tehnologica. Utilajele si instalatiile din aceastacategoric se pot clasifica in functie de mai multe criterii, dupa cum se poateobserva si din figura 7.5,

UTILAJE DE PASTEURIZARE-STERILIZARE

Dupa temperatura delucru

t<100

Pasteurizatoare

t>100'

Sterilizatoare

Dupa cum se prezintaprodusul

aroduse In vrac

sterilizare-pasteurizare

oroduse ambalate

Fig. 7.5. Clasificarea utilajelor de sterilizare - pasteurizare.

Un alt criteriu de clasificare este §i regimul de functionare, din acest punct. */

de vedere se disting instalatii cu functionare continua si cu functionare discontinua.Ca purtatori de caldura se pot folosi: apa calda, aerul calds aburul, gaze din flacaradirecta sau microunde. Ca medii de racire se pot utiliza: apa, apa racita, glicolul,amoniacul sau saramura.

7.4.1. Instalatii pentru pasteurizarea §i sterilizarea produselorinvrac

Dupa cum se poate observa din figura 7.6, exista o mare varietate de utilaje

care se pot folosi pentru sterilizarea-pasteurizarea produselor in vrac. Celemulte utilaje sunt de tipul schimbatoarelor de caldura. Singura conditie careimpune produsului pentru a putea fi sterilizat este aceea de a putea fi pompat.aceasta categoric intra atat produse cu o viscozitate mica cum ar fi: laptele,berea, sucurile de fincte, dar si produse cu viscozitate mare cum ar fi, sosurifocremele, deserturile §i altele.

pasteurizare - Sterilizare 281

?tk

sei-auieaea§isi:ireire

tialsntiava;

in

aici se gases.te §i racordul pentru scurgerea apei, care este in legatura cuconducta de preaplin, de la partea superioara. In partea inferioara se gaseste s.i ogerpentina perforata pentru alimentarea cu apa in perioada de racire.

Autoclavele orizontale sunt mai raspandite decat cele verticale §i seconstruiesc in mai multe variante. In figura 7.9 este prezentata o autoclava statica,«ra economizator, de tip Steriflow, disponibila §i in varianta statica, si in cearotativav

In timpul sterilizarii, cutiile sunt stropite sub o ploaie violenta cu aparecitculata incalzita. Incalzirea apei este asigurata de un schimbator de caldura cuplaci alimentat cu abur. Aceeasi apa serve§te §i pentru racire, numai ca atuncischimbatorul este alimentat cu apa rece. Aparatul este prevazut cu regulator depresume, independent de eel de temperatura. Autoclavele de acest tip sunt destul deeconomice, consumul de apa recirculata fund de 0,3 kg de apa la kilogramul deprodus.

sistem derepartlzare |idistribuire uniform^

schimbator cu pl£ci;rScire-tncilzireintermediary

1M+- intrare vapori

intrare ap3 de rScire

an3 Hft cSfiroctLJd uc i dL*n cj

condensat

*- intrare aer comprimat

ie§ire aer comprimat

Injectarepentru mentinerea

manualnive!ului constant

pompa" de recircularea apei de sterilizare

Fig. 7.9. Autoclava de sterilizare de tip Steriflow.

7.4.2.2. Utilaje de sterilizare a produselor ambulate cu functionarecontinua

*

In aceste instalatii produsele ambalate tree continuu prin mai multesectoare termice in care are loc preincalzirea, pasteurizarea/sterilizarea si racireaprodusului, uneori urmata de uscarea ambalajului. Avantajele acestor instalatii sunt:

• capacitate mare de productie;• siguranta in functionare;• -posibilitatea efectuarii tratamentului terrnic pentru toate tipurile de

ambalaje;• consum redus de manopera.Instalatiile cu functionare continua pot fi de tip tunel, rotative, hidrostatice

sau cu inchidere mecanica.

282 OPERATE TERMICE IN INDUSTRIA ALIMENTARY

Pasteurizatoarele de tip tunel sunt construite dintr-o carcasa in cam

recipientele se deplaseaza de la un capat la altul cu ajutorul unui mijloc de transportCa agent termic se utilizeaza abur sau apa calda, iar agentul de racire este apa rece

Sunt constituite din mai multe sectoare in care se urmaresc aceleasi etatieca §i la functionarea discontinua: preincalzirea produsului (daca este cazul)mentinerea produsului la temperatura necesara procesului termic si racirea treptataa produsului. Instalatiile de pasteunzare tip tunel se utilizeaza pentru tratamentultermic al produselor lichide, ca de exemplu: bere, vin, sucuri, bauturi racoritoaresosuri, dar si pentru produse semisolide sau cu continut mare de solid in lichidpaste de tomate, gemuri, budinci (Banu si colab., 1998).

Sterilizatoarele rotative se construiesc cu doua sau trei corpuri. Candinstalatia are doua corpuri, in primul corp se realizeaza incalzirea si sterilizarea cuabur, iar in al doilea racirea cu apa la presiune atmosferica. Instalatiile cu treicorpuri pot functiona fie cu un corp pentru incalzire-sterilizare si doua corpuri deracire, fie un corp de incalzire, unul de sterilizare §i unul de racire.

Sterilizatoarele hidrostatice sunt aparate la care presiunea din spatiul desterilizare este mentinuta in echilibru hidrostatic cu una sau mai multe coloane deapa, a caror inaltime este in functie de presiunea corespunzatoare din camera desterilizare. Aceste aparate au numeroase avantaje:

• reducerea la minimum a socului termic si de presiune pentru produs §irecipient;

• pot fi utilizate pentru toate tipurile de ambalaje sterilizabile;• se preteaza la un grad ridicat de automatizare;• utilizeaza eficient aburul sau apa;• au o foarte buna uniformitate si control asupra procesului;• utilizeaza economic spatiul de amplasare, au o buna flexibilitate;• se pot construi pe un domeniu larg al capacitatilor.Se cunosc multe tipuri de sterilizatoare hidrostatice. La toate, deplasarea

produselor ambalate se realizeaza cu ajutorul unui lant fara sfarsit care le transportade la intrarea in zona de incalzire la evacuarea din zona de racire (Banu 51 colab.,1998). In figura 7.10 este prezentat un sterilizator vertical pentru sticle (DairyProcessing Handbook). Principiul de functionare este urmatorul: recipientele sunintroduse in punctul (11) si sunt transportate de cosurile fixate pe lantunjtransportorului mai intai in coloana hidrostatica de incalzire (1), apoi in coloanelcu apa (2, 3) (a doua treapta §i a treia zona de incalzire), in coloana (4) (spatiu csterilizare) si apoi in coloanele hidrostatice (5-9) pentru racire. Recipientele sunapoi evacuate prin punctul (12).

Sterilizatoare cu inchidere mecanica. Cel mai cunoscut tip e ^sterilizatorul Hydrolock utilizat pentru sterilizarea produselor ambalate in cutiijborcane de sticla,.butelii.de plastic sau ambalaje flexibile (fig. 7.11). ,

Sterilizatorul este format dintr-un vas cilindric orizontal care lucreazapresiune, fiind impartit de un perete orizontal in doua compartimente, unul in carerealizeaza sterilizarea cu abur si celalalt in care se realizeaza racirea cu apa.

seSteiaut<intrrot^real

incaifacandiiprimiSt(

stflira

' st-

pasteurizare - Sterilizare 283

Separarea celor doua zonege face cu perna de aer.Sterilizatorul poate fi alimentatautomat cu recipiente (1) carejntra in instalatie printr-o valvarotativa (2). Aceasta valvarealizeaza o mchidere partialmecanica si partial hidrostatica(fiind imersata in apa).Recipientele sunt apoi transportate$n partea superioara a utilajuluicare lucreaza la presume, unde seface tratarea cu abur sau cuamestec de abur si aer. In acestdin urma caz, instalatia esteprevazuta si cu un ventilator (4)montat in compartimentul de

f\. In partea inferioara a

sterilizatorului, recipientele suntracite tot sub presiune, durata deracire fiind 1/3 - 1/6 din durata desterilizare.

Recipientele racite sunteliminate prin aceeasi valva sisunt transferate pe un al doileatransporter montat in exteriorulsterilizatorului, in parteainferioara a acestuia, undecontinua racirea cu aer la presiuneatmosferica.

10 10

aburapa de racire

12

Fig. 7.10. Sterilizator vertical continuu pentru sticle:1 - treapta I de incalzire; 2 - treapta a Il-a de incalzire;3 - treapta a III-a de incalzire; 4 - sterilizare cu abur;5 - prima treapta de racire; 6 - a Il-a treapta de racire;

7 - a III-a treapta de racire; 8 - a IV-a treapta deracire; 9 - racire linala; 10 - angrenaje; 11 - intrare;

12 - ie§ire sticle.

i i abur— apa de racire

Fig. 7.11. Sterilizator Hydrolock:1 - alimentare automata cu recipiente; 2 - valva rotativa; 3 - lant transporter din zona desterilizare cu abur; 4 - ventilator; 5 - compartiment de racire cu apa; 6 - zona de racire

cu aer; 7 - descarcare produse.

284 OPERATE TERMICE ININDUSTRIA ALIMENTARY

7.4.3. Exemplu de dimensionare a unui pasteurizatorExemplul 7.4.3. Sd seproiecteze un schimbator de caldura cu placi, folosit

ca pasteurizator in industria laptelui tji care este constituit din cinci zone:

I - zona de recuperare a caldurii (preincdhire lapte de la 4 C la 40 C cuajutorul laptelui pasteurizat);

II- zona de recuperare a caldurii (preincdhire lapte de la 40 C la 53 Catajutorul laptelui pasteurizat);

oIII - zona de pasteurizare a laptelui (temperatura 78 C/incdlzire cu apd

caldd de 90°C);o

IV - zona de rdcire cu apa (temperatura 15 C);o

V'- zona de rdcire cu apd rdelta, (temperatura 1 C).Se cunosc:

- debitulde lapte: Gvl=l,5^10~3 m3/s;o

- temperatura initiala a laptelui; ti-4 C;

- temperatura de pasteurizare: tp=78 C;o

~ temperatura finald a laptelui: tf=6 C;o

- temperatura initiala a apei calde: tac=90 C.RezolvareSe va alege un schimbator de caldura cu placi de tipul Alfa Laval P12 cu

urmatoarele caracteristici: lungimea placii - 1170 mm, latimea placii - 420 mm,grosimea placii - 1,3 mm, aria suprafetei de transfer a unei placi -/=0,31 m >

T

distanta dintre placi - 4,0 mm, aria sectiunii de curgere - 152.10"^m ; diametrulechivalent - 8 mm.

Constantele fizice ale celor doua fluide in runctie de temperatura:Constantele fizice ale laptelui:

cl(t) :=3868 + 1.9628-1

pl(t) := 1037-0.439-1

kg-grdkg -4

Xl(t) := 0.481 + 7.295-10 -tm

m-grd

ril(t) := 3.188-10 3-7.612-10 5 - t+ 5.563-10 7-t2 —m-s

vl(t) :=Pl(t)

Prl(t) :=

Constantele fizice ale apei:

ca(t) := 4225 - 0.998-t + 0.01-fkg-grd

pasteurizare - Sterilizare 285

-3 -5 2 W;U(t) := 0.554+2.358-10 -t-1.04-10 -t

m-K

riapa(t) := 1.746 -0.046-t+ 5.666-10 4-t2 - 2.521-10 6-t3 cP

pa(t) := 1001- 0.107 -t- 3. 097-10" 3-t2

m

Pra(t) := 12.851 - 0.331-t + 3.405-10~3-t2- 1.183-Hf 5-t3

Conductivitatea termica a peretelui placii (otel inoxidabil):W

:= 15.1m-grd

-Elemente constructive ale placilor:

£ 1 "7- grosimea peretelui: °P -~ *•-*'

,-3m

- aria suprafetei de transfer: f ;= 0.31m- 3- diametrul echivalent: de := 8-10 m

- 5 2- aria sectiunii de curgere: S2c := 152-10 m

_ 3- distanta dintre placi: d := 4-10 m

- rezistenta termica a depunerilor (propusa): rd := 0.000052 Am -grd

W

- debitul de lapte: Gvl := 1.5-10-3m

Bilanturi termiceDeterminarea regimului de temperaturaZona a Il-a de recuperare a cdlduriitp ;= 78 °C temperatura de pasteurizare

tl := 40 C, t2 := 53 C temperaturile de inrrare §i de ie^ire a lapteluinepasteurizat

Zona a U-a de recuperare

tr2=65 °C -tp=78 °Ctl=40 °C 12=53 °C

286 OPERA Til TERMICE ININDUSTRIA ALIMENTARA

tml :=tl + t2

temperatura medie a fluidului 1

Q2 := Gvl-pi(tml)-cl(tml)-(t2-tl)Diferenta medie de temperaturaAtl := tp -12 tr2 := tp - (t2 - tl)

tr2 = 65

At2 = 25

Q2 = 7.849* 10 W

Atl = 25

At2 := tr2-tl

Zona I de recuperare

ti:= 4 tm2:=tl + ti

Ql := Gvl-pl(tm2)-cl(tm2)-(tl -ti)recuperare

Ql =2.17x 10 W

trl=29°C tr2=65°Co o

ti=4 r~ tl=40 CL1 \-j fc A r \ x_y

Diferenta medie de temperatura:trl := tr2 - (tl - ti)At2 := tr2-tlAt21 :=trl-t :

trl = 29

At2 = 25At21 = 25

Zona a III-a de pasteurizareu

Ca agent de mcalzire se foloseste apa calda cu temperatura de 90 C si careo

se race§te pana la 70 C.

t p + t 2tm3 :=

2Zona a ///-a de pasteurizaretai=90 °C tae=70 °C

rp=78 °C 12=53 °CDiferenta medie de temperatura:

Q3 :- Gvl-pl(tm3)-cl(tm3)-(tp-t2) Q3 j= 1.511 x 10D W

tai := 90 tae := 70 °C(tai-tp) -(tae-t2)

At3 :=i f f cu -M

At3 = 14.355

\tae-t2

pasteurizare - Sterilizare 287

irn j a . —tai + tae

2

Gac = 1.795ca(tm3a)-(tai-tae)

Zona a IV-a de rdcire cu apd de reteaZona a IV-a

t4e=20 °C t4i=29 °Ctain=15 °C -taie-20 °CDiferenta medie de temperatura:t4i := trl t4e := 20 tain:= 15 taie := 20

At4:=9-5

I 9H -"

tm4:=t4i+t4e

At4 = 6.805

tm4a:=t4e + t4i

Q4 := Gvl-pl(tm4)-cl(tm4)-(t4i-t4e)

Debitul de apa de racire din retea:Q4

4

Garl :=ca(tm4a) -(tale- tain)

Q4 = 5.425 x 10 W

Garl = 2.58

u

Zona a V-a de racire cu apa de I CZona a V-a

t5ie=6 °C t5i=20 °C

tari=l °C tare=10 °CDiferenta medie de temperatura:t5i := t4e t5ie := 6 tari := 1 tare := 10

t5i+ t5ie tari+ taretm5:=

210-5

2

~ 7

Q5 := Gvl-pl(tm5)-cl(tm5)-(t5i-t5ie) Q5 = 8.432 x 10 W

288 OPERA Til TERMICE IN IND USTR1A ALIMENTARA

Debitul de apa de racire:

r oGar2 :=ca(tm5a) -(tare - tarf)

Gar2 - 2.22 -2s

Calculul de dimensionareDeterminarea vitezei curentului de lapte pe zone; indicele 1 se refera la

fluid, iar al doilea la zona (1 - lapte nepasteurizat, 2 - lapte pasteurizat).Zona a Il-at!2m:= 0.5-(tl + t2) t22m:= 0.5-(tp+ tr2)t!2m= 46.5 t22m= 71.5tpm!2 := 0.5-(tl2m+ t22m) tpm!2 = 59

Se propune viteza fluidului 1m

w!2 := 0.3 —s

Calculul coeficientilor de transmitere a caldurii pentru zona a Il-a.w!2-de

Rel2 :=vl(tl2m)

Nul2 := 0.314-Rel20'65-Prl(tl2m)a4

Rel2 = 2.866 x 10'

Nul2= 117.637

a!2 :=Nul2-A.l(tl2m)

de

a!2 - 7.572x 10'W

2 Am -grd

Pentru eel de-al doilea fluid:m

w22 := 0.3 —s

Re22 :=w22-de

vl(t22m)

0.314-ReNu22-;U(t22m)

Nu22 := 0.314-Re220'65-Prl(t22rn)°-3

viteza propusa

Re22- 4.095 x 10

Nu22 - 109.356

3

a22 :=

a22 - 7.288 x 10"W

2 Am -grd

pasteurizare - Sterilizare 289

K2 ;=1

1 Sp 1— + — + + rd

<xl2

K2 = 2.467 x 10-

a 22W

2 Am -grdAria necesara celei de-a Il-a zone:

Q2A2:= —

K2-At2Numarul de placi pentru zona a Il-a

A2

fValorile se vor rotunji

. n2d:=round(n2,0)

A2f := f-n2d

Numarul de canale:

A2= 1.273 m

= 4.105

A2f = 1.24 m AriafmalaGvl Gvl

m22:=

m!2 - 3.289valori rotunjite:ml2d:=round(ml2,0)m!2d = 3

n2dz!2 :=

m!2d-2z!2 = 0.667z!2d:= round(zl2)z!2d= 1

w!2-S2cm22= 3.289

w22-S2c

m22d:=round(m22,0)- 3

n2dz22:=

m22d-2z22 = 0.667z22d := round(z22)z22d = 1

numarul de pachete

Verificarea vitezelor propuse §i calculul pierderilor de presiune

w!2c :=Gvl

S2c-ml2dm

w!2c - 0.329 -s

w!2c-de

w22c :=Gvl

S2c-m22dm

w22c = 0.329 -s

Rel2c :=vl(tl2m)

Re22c :=w22c-de

vl(t22m)

Rel2c- 3.143x 10'

Eul2:=4100-Rel2c-0.55

Re22c- 4.49 x 10"

Eu22:- 4100-Re22c-0.55

290 OPERA Til TERMICE IN INDUSTRJA ALIMENTARA

Eul2= 48.896 Eu22 = 40.183Apl2 := zl2d-Eul2-pl(t!2m)-wl2cAp22 := z22d-Eu22-pl(t22m)-w22c

N A NApl2 = 1.635 x 10 Ap22 = 1.329x 10

m m

Nul2c:= 0.

Nu22c := 0.314-Re22ca65-Prl(tl2m)°-4

Nul2c-M(t22m)

Nul2c = 124.895

Nu22c= 157.499

U l^L- .

a!2c :

a22c ;

Vlr- 'IVZC .-

de3 W

9 794 • • 1 H— O.-JZ-T1 X 1U

2 Am -grdNu22c^l(t22m)

de4 W- 1 A< v 1 fir- 1 .UJ X 1U

2 Jm -grd1

1 5p 1+ + ru

a!2c Xo a22c3 W

n p/i^ - 1 nZ.o-4-j X 1U2 ^m -grd

Q2K2c-At2A2f-A2c

Rez:= -100

- 1.104 m

Rez= 11.006 %

L2 - 0.017 m

A2fS-a obtinut o rezerva de arie de 11%.Lungimea zonei a Il-aL2 :-Zona 1Indicele 1 se refera la fluid (1 - lapte nepasteurizat, 2 - lapte paste

iar al doilea la zonat l lm:= 0.5-(tl + tf) t l l m = 22t21m:= 0.5-(trl + tr2) t21m= 47

- Sterilizare 291

tpmll := 0.5-(tllm+ t21m)m

wll := 0.3-s

Rell :=wll-de

vl(tllm)

Null := 0.314-Relia65-Prl(tllm)°-4

all :=Null-A.l(tllm)

de

all - 6.174x 10-W

2 Am -grdPentru eel de-al doilea fluid:

tpm21 := tpmll

w21-de

mw21 := 0.32 —

s

Re21 :=vl(t21m)

Nu21 := 0.314-Re21°-65-Prl(t21m)a3

a21 :=Nu21-A.l(t21m)

de

a21 = 6.579 x 10'

Kl :-

W

2 Am -gra

1 5p 1

all

Kl = 2.222 x 10

a213 W

Al :=

nl :=

QlKl -AtlAl

f

tpmll = 34.5

Viteza propusa

Rell = 1,383 x 10

Null = 99.376

3

Viteza propusa

Re21 = 3.1 x 10"

Nu21 - 102.144

m -grd

Aria necesara primei zone Al = 3.906 m

numarul de placi pentru zona a l - a nl = 12.6

nld := round(nl -1,0) Valoare rotunjita n ld= 12

292 OPERA Til TERMICE ININDUSTR1A ALIMENTAU

Alf :=f -n ldGvl

mil :=

m21:=

wll-S2cGvl

Alf = 3.72 rn

mil = 3.289

m21 - 3.084

numarul de canale

w21-S2c

mlld:= round(mll) ml Id =3 m21d := round(m21)m21d = 3

nld nldzl l :=

mlld-2z21 :=

zl l»2zl ld:= round(zll)z l l d = 2

Gvlw21c :=

m21d-2

z21d := round(z21) numarul de pachetez21d = 2

Gvl

S2c-m21dm

Viteze recalculate

w21c = 0.329 —s

wile := -S2c-mlld

mw l l c = 0.329 —

s

Relic :=wllc-de

vl(tllm)Re21c :=

w21c-de

vl(t21m)

Relic = 1.517x 10'

Bull :=4100-Rellc

Eu21 := 4100-Re21c

-0.55

-0.55

Re21c = 3.187x 10'

Eull = 72.997

Eu21 - 48.52 ^

4Apll := zlld-Eull-pl(tllm)-wllc Apll = 4.934x 10

Ap21 := z21d-Eu21-pl(t21m)-w21c Ap21 = 3.244 x 10

N

m4

m

Nullc := 0.314-Rellca65-Prl(tllm)°'4

Nu21c := 0.314-Re21ca65-Prl(t21m)°'4

alie :=Nullc^l(tllm)

dea21c :=

Nullc = 105.508

Nu21c - 125.301Nu21c-A,l(t21m)

de

pasteurizare - Sterilizare 293

Ctl lC = x 10'W

2 Am -grd- 8.071 x 10'

W

1 6p+ —- +

1Klc - x 10"

allc Xo a21crd

2m -grd

W

m

Ale- 3.581 m

LI = 0.06 m

Klc-AtlAlf-Alc

= -100Alf

Lungimea zonei I

LI :=nld-6p+(n ld- l ) -dZona de pasteurizareSe vor folosi indicele 1 pentru lapte §i 2 pentru apa calda, zona de

pasteurizare fund zona a HI - a.t!3m:= 0.5-(tp+ t2) t23m:= 0.5-(tai + tae)t!3m= 65.5 t23m= 80tpm!3 := 0.5-(tl3m+ t23m) tpm!3 - 72.75

m w!3-dew!3 := 0.3- Rel3 :=

s vl(tl3m)

Rel3 = 4.11 x 103

j. Nul3 := 0.314-Rel3°t65-Prl(tl3rr^a4

Nul3 = 127.425

a!3 :=de

a!3 = 8.423 x 10-W

2 Am -grdPentru eel de-al doilea fluid:tpm23 := tpm!2

w23 := 0.4—s

Re23 - 7.752 x 10-

Re23 :=w23-de-pa(t23m)

riapa(t23m)

1000

Nu23 := 0.314-Re23°-65-Pra(t23m)°<3 Nu23 = 132.462

294 OPERA Til TERMICE ININDUSTRIA ALIMENTARA

Nu23-Xa(t23m)r;00 • V 7 ~.00(JtZJ .—

de

K 3 - ]TO .—

1 6pI A i

U,Z<~> •

V^ OJVJ — Z

1

4 W1 1 o v 1 nt . I 1 > A 1 U

2m -grd

3 WQHA v 1 frvuo x iu •- — -m -erd

a 13 Ax> a23Aria necesara celei de-a treia zone

A3:=-^-K3-At3

__ A3

fn3= 11.686

A3f := f-n3dGvl

A3 - 3.623 m

numarul de placi pentru zona a HI - a

n3d := round(n3) n3d - 12

A3f = 3.72 m

nm!3 :=Gac

w!3-S2c

m!3 = 3.289m!3d := round(ml3)m!3d= 3

n3dz!3 :=

m!3d-2z!3 = 2z!3d := round(zl3)z!3d= 2

Gvl

m23 :=w23-S2c-pa(t23m)

m23 = 3.035 numarul de canale

m23d := round(m23)

m23d = 3

z23:=n3d

w!3c :=S2c-ml3d

m23d-2z23 = 2z23d := round(z23)z23d = 2

Gacw23c :=

numarul de pachete

S2c-m23d-pa(t23m)

w!3c - 0.329 -s

mw23c = 0.405 -

s

Rel3c :=w!3c-de

vl(t!3m)Re23c :=

Rel3c = 4.506 x 10'

Eul3:= 4100-Rel3cEul3 - 40.104

w23c-de-pa(t23m)

T]apa(t23m)

10003Re23c- 7.844 x 10

-0.55Eu23 := 4100-Re23cEu23 = 29.567

-0.55

Tpasteurizare - Sterilizare

295

Apl3 ;= zl3d-Eul3-pl(tl3m)-wl3cAp23 := z23d-Eu23-pa(t23m)-w23c

Apl3 - 2.66 x 104 — Ap23 = 2.328 x 104 N

m

Nul3c := 0.314-Rel3ca65-Prl(tl3rn)0-4

Nu23c := 0.314-Re23c°-65-Pra(t23m)°'4

m

Nul3c = 135.288Nul3c-M(tl3m)

a!3c :=

Nu23c = 143.797

Nu23c-^a(t23m)

dea23c :=

de

a!3c = 8.942 x 10'W

2 Am -grda23c = 1.215 x 10

W

m -grd

K3c :=1

1 8p 1+ — + + rd

a!3c A,o a23c

K3c = 3.028 x 103 W

m -grd

A3c:=2

K3c-At3A3f-A3c

Rez3:= -100

A3c = 3.476 m

Rez3 - 6.562 %

L3 = 0,06 mA3f

L3 :=n3d-5pLungimea zonei de pasteurizareZona de racire cu apa de reteaSe vor folosi indicele 1 pentru lapte si 2 pentru apa de racire, zona de racire

fiind zona a IV - a.t!4m := 0.5-(t4iH-t4e)tpm!4:= 0.5-(tl4m+ t24m)tl4m= 24.5

mw!4 := 0.3-

sRel4 :=

= 17.5wl4-de

;= 0.5-(tain+ taie)

tpm!4= 21

0.65Nul4 := 0.314-Rel4 -Prl(tl4m)

vl(tl4m)0.4

Rel4= 1.486 x 10'

Nul4= 101.041

a!4 :=Nul4-M(tl4m)

dea!4 - 6.301 x 10"

W

Pentru eel de-al doilea fluid: tpm24 := tpm!4

2 Am -grd

296 OPERATII TERMICE ININDUSTRIA ALIMENTARA

. m w24-de-pa(t24m) -w24 := 0.5— Re24 ;= — Re24 = 3.626 x 1Q3

S T]apa(t24m)

,0.65Nu24 := 0.314-Re24 •Pra(t24m)

Nu24.A,a(t24m)

10000.3

Nu24= 120.818

a24 ;=de

a24 - 8.942 x 10"

K4 :=

W

2 Am -gra

K4 = 2.459 x 10'W

+ — + + rda 14 A.O a24

Q3

m -grd

A4 = 3.623 m

n4d := round(n4) n4d = 12

A4f = 3.72 rn

m24:=Garl

K3-At3Aria necesara celei de-a patra zone

A4n4 := numarul de placi pentru zona a IV - a

fn4= 11.686

A4f := f-n4dGvl

m!4 :=w!4-S2c '

m!4= 3.289m!4d := round(ml4)m!4d = 3

n4dz!4:=

m!4d-2z!4=2z!4d := round(zl4)z!4d = 2

Gvl

numarul de canalew24-S2c-pa(t24m)m24- 3.4m24d := round(m24)m24d= 3

n4d

w!4c :=S2c-ml4d

m24d-2- 2

z24d := round(z24)z24d = 2

Garlw24c :=

numarul de pachete

w!4c = 0,329 —s

w24c - 0.567

S2c-m24d-pa(t24m)m

pasteurizare - Sterilizare 297

Rel4c :=

Re24c :=

w!4c-de

vl(t!4m)

w24c-de-pa(t24m)

riapa(t24m)

1000-0.55

Eul4:=4100-Rel4c

Eu24:=4100-Re23c~0'55

Apl4 := zl4d-Eul4pl(tl4rn)-wl4cAp24 := z24dEu24pa(t24m)-w24c

^*

.Rel4c = 1.63 x 10*

Re24c= 4.1 I x 1CT

Eul4= 70.162

Eu24 = 29.567

= 4. x Ap24 - 3.345 x,4 N

m

°-65 °l4

m

Nul4c := 0.314-Rel4c -Prl(tl4m)

Nul4c = 107.275 Nu24c := 0.314-Re24c°-65-Pra(t24m)°-4

Nu24c- 161.438

Nul4c-M(tl4m)a!4c :=

a!4c = 6.69 x 10'

a24c :=Nu24c-Xa(t24m)

deW

2 Am -grd1

a24c = 1.195 x 10W

A4c:=

1 8pI __ •*•a!4c

Q4

K4c = x 10-

a24crd

2 Am -grdW2m -grd

K4c-At4A4f-A4c

A4f100

A4c =

Rez4 = 20.

m

%

L4 := n4d-5p + (n4d - 1) -d L4 = 0.06 ir Lungimea zonei a IV - aZona de racire cu apa subracitaSe vor folosi indicele 1 pentru lapte si 2 pentru apa subracita, zona de

racire fiind zona a V - a.t!5m:= 0.5-(t5i+ t5ie)t25m:= 0.5-(tari+ tare)tpmlS := 0.5-(tl5m+ t25m)t!5m= 13 t25m= 5.5 tpm!5= 9.25

298 OPERA Til TERMICE IN IND USTRIA ALIMENTAU

Rel5 :=w!5-de

vl(t!5m)

Nul5 := 0.314-Rel5a65-Pri(tl5m)a4

mw!5 := 0.3 —

sRel5 - 1.08 x 10'

Nul5 = 93.881

a!5 :=NulS^l(tlSm)

dea!5 - 5.756x 10' W

Pentru eel de-al doilea fluid:tpm25 := tpmlf

m w25-de-pa(t25m) 3w25 := 0.5- Re25 := " *- Re25 = 2.65 x 10

m -grd

.0.65

riapa(t25m)

10000.3Nu25 := 0.314-Re25 -Pra(t25m)

Nu25'A,a(t25m)a25 :=

Nu25 = 108.653

,3 Wde

K5 :=1

1 6p 1+ — + + rd

a25 = 7.696 x 10'

K5 = 2.274 x 10'

A5:=

a 15 A-o a25Q5

2 Am -grdW2m -gra

Aria necesara celei de-a V - a zona A5 = 5.141 mK5-At5

Numarul de placi pentru zona a V - a

n5d :- round(n5 -1,0)

A5f := f -n5d

A5n5 = 16.583

w!5-S2c

m!5= 3.289m!5d := round(ml5)m!5d= 3

i« n5dz!5:= -m!5d2

z!5 = 2.667z25d := round(z25)z!5d= 3

n5d= 16

A5f= 4.96 m2

Gar2m25 := —

w25-S2c-pa(t25m)m25 = 2.92 numarul de canale

m25d ;= round(m25)m25d = 3

z25:= numarul de pachetem25d2

z25 = 2.667z!5d := round(zl5)z25d - 3

pasteurizare - Sterilizare 299

w!5c :=Gvl

S2c-ml5d

Gar2

S2c-m25d-pa(t25m)

w!5c-de

vl(t!5m)

w25c =

m

sm

0.487 -s

Re25c :=w25c-de-pa(t25m)

riapa(t25m)

Rel5c = 1.184 x 10' Re25c = 2.58 x 10

10003

-0.55Eul5:= 4100-Rel5c Eu25 :

Eul5= 83.651 Eu25

Apl5 := zl5d-Eu!5-pl(tl5m)-wl5c

Ap25 := z25d-Eu25-pa(t25m)-w25c

4 N

4100-Re24c42.184

-0.55

Apl5 - 8.513 x 10

Nul5c

Nu25c

a!5c :

:= 0.314.Rel5c°-65-Prl(tl5m)

:= 0.314.Re25c°-65-Pra(t25m)a4

Ap25 = 6.162x 10

0.4

4 N

Nul5c-Xl(tl5m)

a!5c =

K5c :=

de

10'W

2 Am -gra

a25c :=

a25c =

m

Nul5c - 99.674

Nu25c - 135.867

Nu25c-Xa(t25m)

de

9.624 xW

1

1 8p 1+ —- + + rd

K5c = 2.708 x 10'

a!4c Xo a24c

A5c:=K5c-At5

2 Am -graW

2 Am -grd

A5f-A5cRez5:= 100

A5fL5 :-n5d-5p+(n5d-10-d)

Ltotal:= LI + L2 + L3 + L4 4- L5

A5c = 4.317 m^

Rez5 = 12.97 %

L5 = 15.981 mLtotal= 16.177 m

300 OPERATIITERMICEININDUSTRIA ALIMENTARY

Pierderea de presiune de partea fluidului 1 - lapte<

Aplt :=Apll + Ap l2+Apl3+Apl4+Apl f Aplt = 2.248 x 10'

Pierderea de presiune de partea fluidului al doilea - apa subracita

l+Ap22+Ap23+Ap24+Ap2f AP2t = !-641x 10

At := Alf + A2f + A3f + A4f + A5i

Act := Ale + A2c + A3c + A4c + A5cAt-Act ,

Rezt:= -100At

m

m2

At = 17.36 m2

Act= 15.421 m2

Rezt= 11.171 %