Чиллер для душирования после варки: расчёт по продукту

Чиллер для душирования колбас после варки охлаждает воду, которой продукт сбивают с 75–80 °C до 30–35 °C за 20–40 минут, прежде чем отправить в камеру. Калькулятор посчитает холодопроизводительность по производительности в килограммах в час, температурам до и после душирования и способу охлаждения и покажет расход воды.

Откуда берётся тепло

• Продукт. Варёные колбасы, сосиски и ветчины выходят из термокамеры при 72–80 °C внутри батона; до 30–35 °C их доводят водой, а дальше — воздухом в камере. Тепло продукта считают по массе, теплоёмкости 3,4 кДж/(кг·°C) и перепаду температур.
• Вода, которая не отдала холод. При душировании часть воды стекает, едва коснувшись батонов, и уходит в сток или в бак тёплой. На неё уходит столько же холода, сколько на полезную, поэтому в расчёте стоит коэффициент: 0,8 для погружных ванн, 0,7 для душирования в камере с возвратом воды, 0,5 для душа на раме со сливом в канализацию.
• Подпитка из сети. Вода, ушедшая в сток, заменяется водой из сети 15–25 °C, и её тоже нужно охладить; коэффициент это учитывает.

Формула

Q_п = G × 3,4 × (t₁ − t₂) / 3600

Q = Q_п / η × (1 + k)

G_в = Q / (1,163 × 5)

• Q_п — тепло, отбираемое от продукта, кВт;
• G — производительность по продукту, кг/ч (загрузка термокамер, делённая на длительность цикла);
• 3,4 — теплоёмкость варёных колбасных изделий, кДж/(кг·°C);
• t₁, t₂ — температура продукта после варки и после душирования, °C;
• η — доля холода, которая доходит до продукта: 0,8 ванна, 0,7 душ в камере, 0,5 душ на раме;
• k — запас, в долях; G_в — расход воды через чиллер, м³/ч; 5 — нагрев воды, °C.

Воду для душирования берут 5–10 °C: холоднее не нужно, батоны всё равно досушивают и охлаждают в камере, а переохлаждённая оболочка трескается. После душа продукт уходит в камеру на гликоле — её считают в задаче о чиллере для холодильной камеры.

Пример расчёта

Цех с четырьмя термокамерами, 1000 кг/ч продукта, после варки 78 °C, после душирования 35 °C, душирование в камерах с возвратом воды в бак (η = 0,7), вода 7 °C, запас 15 %.

1. Тепло продукта: 1000 × 3,4 × (78 − 35) / 3600 = 40,61 кВт.
2. С учётом воды, не отдавшей холод: 40,61 / 0,7 = 58,02 кВт.
3. Холодопроизводительность с запасом: 58,02 × 1,15 = 66,72 кВт, округлённо 66,7 кВт.
4. Расход воды: 66,72 / (1,163 × 5) = 11,5 м³/ч.

Душирование включается в конце каждого цикла, и четыре камеры часто подходят к нему одновременно; бак на 10–15 минут пикового расхода считают в расчёте объёма бака-аккумулятора. На том же чиллере обычно работает и рассол для шприцевания, а молоко и другие продукты через теплообменник считают по задаче об охлаждении после пастеризации; нагрузки складывают в проекте охлаждения.

Типовые ошибки

• Считают только тепло продукта. Без коэффициента на воду, ушедшую тёплой, чиллер выходит на 30–50 % меньше нужного, и в конце смены вода в баке 15 °C вместо 7.
• Производительность по загрузке камеры, а не в час. Загрузка 500 кг при цикле 2 часа — это 250 кг/ч, а не 500; и наоборот, одновременное душирование в четырёх камерах закрывают баком, а не четырёхкратным чиллером.
• Открытый бак без фильтра. Вода с жиром и белком из камеры забивает испаритель; чиллер подключают к баку через промежуточный теплообменник с разборной конструкцией.
• Вода из сети летом. Если душ работает на проток из водопровода, при 25 °C летом продукт не охлаждается за отведённое время и камера простаивает; бак с чиллером снимает зависимость от сезона.