Чиллер для пищевого экструдера: расчёт по приводу

Чиллер для пищевого экструдера рассчитывают по мощности привода: в двухшнековом экструдере тепло продукту даёт трение о шнеки, и часть этого тепла — 20–40 % мощности в работе — снимают водяные рубашки зон корпуса, чтобы держать температурный профиль. Калькулятор считает холодопроизводительность по приводу, продукту и загрузке, прибавляет маслоохладитель редуктора и показывает расход воды.

Расчёт чиллера для пищевого экструдера

Мощность привода, кВт Продукт Снеки, сухие завтраки, сухие корма — в воду около 30 % Влажные корма, текстураты — около 20 % Жевательные корма, лакомства — около 40 % Средняя загрузка привода 50 % — частые переналадки 70 % — обычный режим 90 % — работа на пределе

Температура воды, °C Запас 10 % 15 % 20 %

Выносной конденсатор

Требуемый чиллер

31,0

кВт

Рубашки корпуса, кВт

23,1

Редуктор, кВт

3,85

Расход воды, м³/ч

5,33

Температура воды, °C

15

Подобрать чиллер на 31,0 кВт

Подбор модели откроется на сайте производителя xiron.ru

Оборудование не укладывается в калькулятор? Опишите задачу словами — ассистент посчитает нагрузку и подберёт чиллер

Что охлаждаете, сколько и при какой температуре Посчитать и подобрать

Откуда берётся тепло

• Рубашки корпуса. Шнеки нагревают массу трением сильнее, чем нужно по профилю, и последние зоны корпуса охлаждают водой; у сухих снеков и кормов с малой влажностью доля больше, у влажных текстуратов меньше.
• Редуктор. Около 5 % мощности привода уходит в масло редуктора, и его охлаждает маслоохладитель на том же контуре.
• Матрица и резак. Головку иногда термостатируют, но её доля мала; тепло продукта после матрицы уходит в воздух сушилки, а не в воду.

Формула

Q_р = P × z × φ

Q_ред = P × z × 0,05

Q = (Q_р + Q_ред) × (1 + k)

V = Q / (1,163 × Δt)

• Q_р — тепло, снимаемое рубашками корпуса, кВт; P — номинальная мощность привода, кВт; z — средняя загрузка привода, доля; φ — доля мощности, уходящая в воду рубашек (таблица ниже).
• Q_ред — тепло редуктора, кВт; 0,05 — потери редуктора, доля мощности в работе.
• k — запас, доля; V — расход воды, м³/ч; Δt — нагрев воды, принят 5 °C; 1,163 — теплоёмкость воды, кВт·ч/(м³·°C).

Если в паспорте экструдера указан расход и температура охлаждающей воды, точнее считать по ним — расчёт мощности по расходу и перепаду температур. Экструдеры полимеров считают по килограммам расплава, а не по приводу, — задача о чиллере для экструдера.

Пример расчёта

Двухшнековый экструдер снеков с приводом 110 кВт, средняя загрузка 70 %, вода 15 °C, запас 15 %.

1. Мощность в работе: 110 × 0,7 = 77 кВт.
2. Рубашки корпуса: Q_р = 77 × 0,3 = 23,1 кВт.
3. Редуктор: Q_ред = 77 × 0,05 = 3,85 кВт.
4. С запасом: Q = (23,1 + 3,85) × 1,15 = 30,99 кВт, округлённо 31,0 кВт.
5. Расход воды: V = 30,99 / (1,163 × 5) = 5,33 м³/ч.

Типовые ошибки

• Считать по нагревателям зон. ТЭНы греют корпус только на разогреве; в работе шнеки дают тепла больше, чем нужно, и зоны охлаждают, а не греют. Нагрузка идёт от привода, а не от ТЭНов.
• Один контур на рубашки и редуктор без подмеса. Редуктору нужна вода 25–30 °C, иначе масло густеет и на корпусе выпадает конденсат; его ветку поднимают подмесом — расчёт температуры смешения — или ставят отдельный охладитель масла.
• Не учесть сушилку и охладитель продукта. Если после сушилки продукт охлаждают в водяном охладителе воздуха, это отдельная нагрузка; её считают по воздуху, как в задаче о чиллере для приточной установки.
• Жёсткая вода в рубашках. Каналы рубашек узкие и зарастают накипью за сезон; контур заполняют подготовленной водой, требования в справочнике о воде для чиллера.

Вопросы и ответы

Сколько тепла снимают рубашки пищевого экструдера?

Рубашки корпуса пищевого экструдера снимают 20–40 % мощности привода в работе: 20 % для влажных кормов и текстуратов, 30 % для снеков, сухих завтраков и сухих кормов, 40 % для жевательных кормов. Экструдер 110 кВт при загрузке 70 % на снеках отдаёт в воду около 23 кВт плюс 4 кВт от редуктора.

Нужно ли считать редуктор экструдера?

Редуктор экструдера считают отдельно: около 5 % мощности привода в работе уходит в масло, и маслоохладитель стоит на том же водяном контуре. Матрица и резак дают малую долю, а тепло продукта после матрицы уходит в сушилку.

Чем расчёт пищевого экструдера отличается от полимерного?

Пищевой экструдер считают по мощности привода, потому что тепло продукту даёт трение о шнеки, а рубашки снимают избыток; полимерный экструдер считают по килограммам расплава, который остывает в ванне или калибраторе. Если в паспорте указан расход и температура охлаждающей воды, точнее считать по ним.