Чиллер для сыроварни: расчёт охлаждения рассола и сыра

Чиллер для сыроварни считают по теплу, которое отдают рассолу головки сыра после пресса, и по теплопритокам к солильному бассейну. Калькулятор берёт массу сыра за сутки, время его загрузки, температуры сыра и рассола и объём бассейна и показывает холодопроизводительность и расход воды 5 °C на теплообменник рассола.

Расчёт чиллера для охлаждения рассола

Сыр за сутки, кг Загрузка за, ч

Сыр из пресса, °C Рассол, °C

Рассол в бассейне, м³ Запас 10 % 15 % 20 %

Выносной конденсатор

Требуемый чиллер

6,8

кВт

Тепло сыра, кВт

3,89

Бассейн и насос, кВт

2,00

Расход воды 5 °C, м³/ч

1,16

Подобрать чиллер на 6,8 кВт

Подбор модели откроется на сайте производителя xiron.ru

Откуда берётся тепло

• Сыр из пресса. Головки приходят на посолку при 25–30 °C и остывают в рассоле до его температуры. Это главная нагрузка, и она приходится на часы загрузки: сыр, загруженный за смену, отдаёт тепло рассолу быстрее, чем за сутки.
• Бассейн. Стенки, открытая поверхность рассола и воздух солильного помещения дают теплоприток, если помещение теплее рассола.
• Насос и фильтр. Рассол постоянно перемешивают и фильтруют, и мощность насоса уходит в рассол. Вместе с бассейном калькулятор принимает 0,1 кВт на кубометр рассола.

Рассол — 18–22-процентный раствор поваренной соли — разъедает обычную сталь, поэтому через испаритель чиллера его не гонят: рассол охлаждают в титановом или пластинчатом теплообменнике из стойкой стали, а чиллер работает на чистой воде 5 °C, как описано в справочнике о теплообменниках чиллера. Рассол для шприцевания мяса холоднее, +2…+4 °C, и его охлаждают гликолем — задача об охлаждении рассола для шприцевания мяса.

Формула

Q_с = M × c × (t₁ − t_р) / (τ × 3600)

Q = (Q_с + 0,1 × V) × (1 + k / 100)

G = Q / (1,163 × 5)

Q_с — тепло сыра, кВт; M — сыр за сутки, кг; c — теплоёмкость сыра, в калькуляторе 2,8 кДж/(кг·°C); t₁ — сыр из пресса, °C; t_р — рассол, °C; τ — время, за которое загружают суточный сыр, ч; V — объём рассола, м³; 0,1 — бассейн, насос и фильтр на 1 м³, кВт; k — запас, %; Q — холодопроизводительность чиллера, кВт; G — расход воды при нагреве на 5 °C, м³/ч, как в расчёте мощности по расходу и температурам.

Расчёт по времени загрузки даёт нагрузку с запасом: крупные головки остывают в рассоле дольше смены, и часть тепла приходит позже, когда загрузка закончена. Рассол держат при 8–14 °C; если нужен холоднее 8 °C, воды 5 °C не хватает, и рассол охлаждают гликолем — такой чиллер подбирают индивидуально. Сыворотку после сырного производства охлаждают в потоке, как молоко после пастеризатора, — расчёт в задаче об охлаждении после пастеризации.

Пример расчёта

Сыроварня солит 2500 кг полутвёрдого сыра в сутки, загрузка за 8 часов, сыр из пресса 28 °C, рассол 12 °C, бассейн 20 м³, запас 15 %.

1. Тепло сыра: 2500 × 2,8 × (28 − 12) / (8 × 3600) = 3,889 кВт, округлённо 3,89 кВт.
2. Бассейн и насос: 0,1 × 20 = 2,00 кВт.
3. Холодопроизводительность: (3,889 + 2,00) × 1,15 = 6,772 кВт, округлённо 6,8 кВт.
4. Расход воды 5 °C при нагреве на 5 °C: 6,772 / (1,163 × 5) = 1,16 м³/ч.

Как выглядит установка на 6,8 кВт — компрессоры, потребление, расход воды, габариты и масса — показано на странице чиллера 7 кВт; температуру воды там задают свою.

Типовые ошибки

• Делить тепло сыра на сутки. Сыр загружают за смену, и рассол греется в эти часы; среднесуточная нагрузка втрое ниже, и рассол уходит выше 14 °C, а сыр солится неравномерно.
• Рассол через испаритель. Соль разъедает испаритель и трубы; течь в испарителе портит и чиллер, и рассол. Рассол охлаждают только через стойкий промежуточный теплообменник.
• Забыть охлаждение молока. Молоко для сыра перед производством охлаждают и хранят отдельно — нагрузку считают в задаче об охлаждении молока, и если чиллер общий, её складывают с рассолом по самому загруженному часу; сыворотку и напитки на той же площадке считают по задаче о чиллере для линии розлива напитков.
• Слишком тёплое солильное помещение. При воздухе 20 °C над открытым бассейном приток тепла и испарение заметно больше принятых 0,1 кВт на кубометр; помещение посолки держат прохладным, около 10–14 °C.