Tema: Sušare za voće
Sadržaj 1. Uvod…………………………………………………………………..3 2. Proces pripreme voća…………………………………………………4 3. Projektovanje sušare…………………………………………………..9 4. Proraĉun sušare……………………………………………………….13 5. 3D model sušare………………………………………………………20 6. Ekonomska analiza...………………………………………………….25 7. Literatura…………………………………………………………....…28
1.Uvod Sušenje voća podrazumeva dovoĊenje odreĊene koliĉine toplote potrebne za isparavanje i odvoĊenje vlage. Obiĉno se pre sušenja voće mora na neki naĉin pripremiti, što znaĉi da je potrebno primeniti odgovarajuće tehnološke postupke. Odgovarajući tretman zavisi od vrste voća. Raznovrsni plodovi voća imaju veoma visoke hranljive vrednosti i kvalitet sa ekološkog aspekta.Oĉuvanje njihovog kvaliteta direktno zavisi od naĉina primarne dorade ostvarene u vremenu od momenta ubiranja (berbe) do odgovarajućeg naĉina pakovanja i skladištenja. Najĉešći naĉin primarne obrade je dehidracija-sušenje.OdvoĊenje vlage sušenjem je jedino prihvatljivo ako se to ĉini zagrejanim agensom (vazduhom) indirektnim putem. To praktiĉno znaĉi sušenje zagrejanim ĉistim vazduhom, bez prisustva gasova nastalih sagorevanjem goriva.To podrazumeva da sušara poseduje ureĊaje - razmenjivaĉe kojima se toplota nastala sagorevanjem goriva, prenosi indirektno na vazduh. Ulaganja u objekte treba da su što je moguće manja. Posebna pažnja se treba posvetiti kvalitetnoj izolaciji. UgraĊen sistem za recirkulaciju treba da omogući precizno podešavanje koliĉine zagrejanog vazduha i male vlažnosti u procesu sušenja. Sušare se meĊusobno razlikuju ne samo po vrsti materijala za koji su namenjene, već i po tome kako se priprema radni fluid za sušenje, kakva je vrsta tog radnog fluida, kakav je njegov tok kretenja u radnom prostoru sušare, na koji naĉin predaje toplotu materijalu koji se suši i tako dalje.
Slika 1 – osušeno voće
2. Proces pripreme voća Pod pojmom pripreme voća za dehidraciju podrazumeva se ĉitav niz razliĉitih postupaka koji se sprovode u cilju dobijanja finalnog produkta što boljeg kvaliteta. Postupci se mogu podeliti: Prebiranje - masa voća se istovara na horizontalnu traku sa koje radnici ruĉno eliminišu sve plodove nezdravog izgleda, kao i lišće i granĉice, kojih ima naroĉito posle mašinske berbe (slika 2). Ovaj postupak se sprovodi za sve vrste voća, specijalno za šljive i višnje. 1.
Slika 2 – prebiranje voća 2.
Skidanje peteljki - obavlja se mašinski sa plodova šljiva i trešanja (slika 3)
3.
Pranje - sve vrste voća se obavezno peru vodom pod pritiskom, osim banana (slika 4)
Slika 3 – mašina za skidanje peteljki
Slika 4 – pranje voća
Ljuštenje - obavezan naĉin pripreme jabuke, kruške i banane. Jabukama i kruškama se prilikom ljuštenja izbijaju semene lože mašinskim putem (slika 5), dok je ljuštenje banana ruĉno 4.
Rezanje na kolutove, kriške ili polovine - režu se neke vrste voća: jabuke i banane se seku na kolutove debljine do 4 mm, kruške i banane takoĊe na kriške, mašinskim putem (slika 6). Polovljenje kajsija i bresaka se radi ruĉno 5.
Slika 5 – ljuštenje voća Slika 6 – mašina za rezanje voća
Branširanje - obavlja se uz pomoć vodene pare ili potapanjem u rastvor NaOH. Kajsija se tretira vodenom parom u trajanju 2-4 minuta, breskva takoĊe (4-8 minuta) kao i kruška. Šljiva i bobice grožĊa se potapaju u 2-3% rastvor NaOH nakon ĉega se ispiraju hladnom vodom. Smokva se potapa u rastvor kuhinjske soli radi dobijanja lepše boje i omekšavanja pokožice, a takoĊe se može potapati u rastvor NaOH; 6.
Sumporisanje - obavlja se u posebnim komorama u kojima sagoreva ĉist sumpor. Ova priprema treba da spreĉi potamnjenje voća. Sumporisanje kolutova jabuke traje 15-30 minuta, polutki kajsije 2-3 sata, grožĊa i smokava tri sata. Kriške krušaka se sumporišu u komori 15-20 minuta sa 2,3 kg sumpora na tonu voća. Sumporisanje bresaka traje ĉetiri sata, a kolutova ili kriški banana do sadržine od 0,013% SO2 u finalnom proizvodu. 7.
Pripremljeno voće se suši u sušarama razliĉitih rešenja. U zavisnosti od naĉina dovoĊenja toplote sušenje može biti: 1.konvektivno sušenje sa atmosferskim pritiskom radnog fluida; tipovi sušara koje su najĉešće u primeni su: A. B. C.
tunelske, trakaste i sušare sa lesama,
2.konvektivno sušenje u vakuumu, 3.mikrotalasno sušenje, 4.osmotsko sušenje i 5.sušenje zamrzavanjem ili liofilizacija. 1.Konvektivno sušenje Konvektivno sušenje pripremljenog voća se obavlja radnim fluidom koji može da bude ĉist vazduh ili mešavina vazduha i produkata sagorevanja. Voće se reĊa u ravnomernom tanjem sloju na perforirane površine - tave, lese ili tacne od nerĊajućeg ĉelika. Ako su u pitanju kriške ili kolutovi, stavlja se 6-9 kilograma voća na kvadratni metar radne površine. Ako se suše celi plodovi, bobice grožĊa, šljive ili smokve, opterećenje na tavama je 14-16 kg/m2. 2.Konvektivno sušenje u vakuumu Opšta karakteristika konvektivnog sušenja u vakuumu je odvijanje procesa pri sniženim vrednostima temperature radnog fluida i pritiska u radnom prostoru. Priprema voća je istovetna kao pri sušenju sa atmosferskim vazduhom.Temperatura vazduha za sušenje je 30-50oC, a pritisak vazduha 10-15mm živinog stuba. Vreme sušenja varira u zavisnosti od vrste voća, poĉetne vlažnosti, dimenzija seĉenih delića ali generalno traje 4-16 sati. Izlazna vlažnost voća je dosta niska, oko 1%, te su osušeni proizvodi higroskopni. Zbog toga im se mora obratiti odgovarajuća pažnja prilikom pakovanja, koje se radi u prostorijama sa niskom vlažnošću vazduha. Upakovani proizvodi su hermetiĉki zatvoreni, a skladište se u prostorijama sa kontrolisanom atmosferom. 3.Mikrotalasno sušenje Razvoj mikrotalasne tehnologije, a naroĉito projektovanje tunela sa kontinualnim procesom, omogućilo je primenu i u postupcima sušenja voća i povrća. Osnovne prednosti korišćenja mikrotalasne energije su uniformno temperaturno polje u materijalu i mogućnost kontrolisanog zagrevanja delića voća po želji. MeĊutim, ove prednosti se realizuju po visokoj ceni, tako da su finalni proizvodi skuplji u odnosu na one sušene nekim drugim naĉinom. To je svakako razlog što mikrotalasno sušenje još uvek nema širu primenu.
4.Osmotsko sušenje Suština osmotskog sušenja voća je u prolaženju molekula vode kroz polupropustljive ćelijske membrane sa mesta višeg potencijala na mesto nižeg potencijala vlage. Metod, prema tome, podrazumeva potapanje pripremljenog voća u rastvor šećera ili u sirupe. Osmotskim putem se poĉetna vlažnost materijala može prepoloviti, a osušeni proizvod zadržava sve hranljive vrednosti (naroĉito vitamine), boju, aromu i lep izgled, jer nema kontrakcije prvobitne zapremine. Na planu osmotskog sušenja voća predstoji još dosta nauĉnoistraživaĉkog rada, te se smatra da je ovo jedan od naĉina konzerviranja pred kojim se tek otvaraju šire mogućnosti primene. Tako na primer, u kombinaciji sa konduktivnim ili konvektivnim sušenjem priprema se veliki broj vrsta voća u našoj zemlji, koja tu ima dugu tradiciju (spremanje slatka). 5.Sušenje zamrzavanjem Sušenje zamrzavanjem ili liofilizacija se u principu primenjuje za konzerviranje toplotno osetljivih proizvoda (lekovi, serumi, meso i sl). Uĉinjeni su pokušaji primene ove tehnologije pri sušenju voća, uglavnom na eksperimentalnom nivou. Konstatuje se da je cena finalnog proizvoda visoka, jer se process odvija pri temperaturama radnog fluida od 0oC i nižim i pri visokoj vrednosti vakuuma. Manipulacija liofilnim proizvodima je otežana i zahteva specijalne prostorije.
Slika 7 - šematski prikaz sušare za voće
Vrste voća koje se mogu podvrgnuti procesu sušenja su: jabuka , kajsija, višnja, šljiva, breskva, smokva, kruška, grožĊe, banana, lubenica... U tabeli 1 prikazani su parametri za sušenje nekih vrsta voća koji se u našim krajevima najĉešće suše.
VRSTA VOĆA jabuka kajsija šljiva višnja breskva smokva kruška grožde
Vreme sušenja h 10-15 15-25 14-18 8-12 15-24 15-20 15-24 15-20
vlažna
Koliĉina robe na lesi kg/m2
52 52 52 60 52 60 52 56
9,8 10 16,4 6,5 13,5 14 16,5 14
Temperatura °C poĉetak kraj suva 74-70 45 75 55 45 50 45 75
vlažna 63 37 64 46 37 41 37 64
suva 62-65 65 60-65 75 65 75 65 70
Tabela 1- parametri sušenja
Slika 8 – osušeno voće
Potrebno kg vlažne robe za l kg suve kg 6-8 7-8 3-4 8-10 7,9 2,5-3 6-7 5-6
3. Projektovanje sušare Za projektovanje je izabrana sušara tunelskog tipa. A voće koje bi se sušilo su šljive. Sušare tunelskog tipa najcešce su izraĊene u vidu objekata, a prema naĉinu rada pripadaju sušarama sa kontinualnim (neprekidnim) radom. Osnovni deo ovih sušara je izdužena komora – tunel koji može biti razliĉitih dimenzija (i do 90 m). U komoru za sušenje se postavljaju kolica na kojima se nalaze lese za prihvatanje plodova. Kolica su smeštena na šinama, ugraĊenim u podu uzduž komore. Lagano kretanje kolica sa lesama se obezbeĊuje najĉešce pomoću hidrauliĉnog mehanizma. Tunelska sušara je po vertikali podeljena na dva dela tako da je u gornjem, manjem delu smešten ventilator sa usmerivaĉima vazduha, a sa boĉne strane je gorionik i izmenjivaĉ toplote. Na ulazu i izlazu u tunel postavljena su vrata koja se istovremeno periodiĉno otvaraju da bi se nakon iznošenja kolica sa suvom šljivom i pomeranja ostalih kolica unela naredna sa svežim plodovima. Ulazna vrata pri dnu imaju otvor kroz koji izlazila zasićen vazduh. Taj otvor se namenski postavlja na dnu vrata zato što je zasićen vazduh teži i pada na dno komore. Gornja komora, takoĊe, ima otvor koji omogućava ulazak svežeg vazduha, a samim tim i recirkulaciju. Ove sušare mogu biti veoma velikih kapaciteta (do 16 tona) po jednom tunelu. Zavisno od naĉina kretanja zagrejanog vazduha u odnosu na kretanje kolica sa plodovima mogu biti: 1. Protivsmerne – zagrejan vazduha se kreće u suprotnom smeru u odnosu na smer kretanja kolica sa lesama i plodovima 2. Istosmerne - kolica sa plodovima se kreću u istom smeru sa smerom kretanja agensa sušenja
Izabrana sušara bila bi suprotnosmernog tipa. Šljive kao glavna vrsta voća koja bi se sušilaĈ to su višegodišnje, drvenaste, listopadne biljke cvetnice. Kina je najveći proizvoĊaĉ šljive (2.652.000 t). Za njom dolaze SAD, Rumunija, Njemaĉka,Francuska. Nekadašnja Jugoslavija se nalazila na trećem mestu. U svetu se uzgaja ĉak oko 2000 sorti šljive. Najvažniji centri proizvodnje šljive u Srbiji su regioni Valjeva i Zapadne Morave, a manji: šumadijski, podunavski i ponišavski. Plod domaće šljive je soĉna koštunica. Njegova masa se kreće od 7-100 grama. Jestivi deo ploda (pokožica i meso) ĉini 94 – 96% mase, a ostatak koštica i semenka. Sastojci jestivog dela ploda šljive su: voda, šećeri, organske kiseline, masne, azotne, opore, bojene i aromatiĉne materije, vitamini, enzimi i mineralne materije (pepeo).Voda ĉini 74 do 87% mase ploda. Najznaĉajniji šećeri u plodu šljive su: saharoza (4,3%), glukoza (4,0%) i fruktoza.
Tehnologija sušenja šljive obuhvata dve faze: sušenje i završnu obradu. Prva faza obuhvata sledeće tehnološke operacije: inspekcija → pranje → inspekcija → klasiranje → stavljanje na lese→ sušenje. Postupak završne obrade ukljuĉuje operacije: inspekciju → klasiranje → pranje → pasterizaciju → odstranjivanje površinski zadržane vode → dodavanje konzervanasa → pakovanje (punjenje ambalaže i zatvaranje).
Slika 9 - Tehnološki postupak sušenja šljiva
Inspekcija - iz gajbica preko prijemnog transportera šljiva se ubacuje u mašinu za pranje. Transporter mora biti podešen tako da se pre pranja obavi prva inspekcija radi uklanjanja trulih, zelenih plodova i dospelih stranih primesa. Ova operacija se najĉešće obavlja ruĉno. Pranje - plodovi se peru u hladnoj vodi uz barbotiranje i ispiranje preko tuševa. Posle pranja obavlja se ponovo inspekcija, odnosno kontrola sada već ĉistih plodova koji idu na dalju obradu. Klasiranje - probrani plodovi se upućuju na ureĊaj za klasiranje po krupnoći. Šljiva se klasira u tri klase. Prva i druga klasa se suše, a treća, sitni plodovi, se koristi za druge proizvode (džem, pekmez, alkoholna pića). Svaka klasa se suši posebno, jer se ujednaĉenom krupnoćom plodova omogućava ravnomernije sušenje. Stavljanje na lese - šljiva se na lese može stavljati ruĉno ili automatski preko specijalno konstruisanog ureĊaja. Pri mašinskom punjenju lesa, ruĉno se samo kontroliše debljina sloja plodova. Napunjene lese stavljaju se na kolica koja se preko šina ubacuju u sušaru. Sušenje -kod kontinualnih sušara plodovi se stavljaju postupno na pokretnu traku, preko koje se plodovi unose u sušaru na sušenje. U sušarama sa suprotnosmernim kretanjem zagrejanog vazduha sušenje traje oko 20 ĉasova. Poĉetna temperatura je od 75 do 78°C, a krajnja od 50 do 60°C. Kod istosmernih tunelskih sušara poĉetna temperatura vazduha može se kretati od 85°C do 90°C, a krajnja 60 do 65°C, pri ĉemu sušenje traje od 16 do 18 sati. Osušena šljiva treba da ima 22 do 26% vlage, što zavisi od naĉina dalje obrade. Hlađenje - pre unošenja u skladište šljiva treba da se potpuno ohladi. Za sladištenje osušene šljive koriste se ĉiste prostorije. Ove prostorije moraju biti specijalno pripremljene, dezinfikovane, okreĉene, sa propisno obraĊenim podom, kako bi se onemogućio razvoj bilo kakvih bakterija i insekata. OhlaĊena šljiva prihvata se u boks palete i unosi u specijalne komore za dezinsekciju. Tako tretirana šljiva unosi se u skladište i ĉuva do dalje obrade. Skladištenje ne samo da omogućava korišćenje suvog proizvoda za duži period, već je neophodno radi izjednaĉavanja vlage u plodovima. Kondicioniranje - skladištenje u cilju izjednaĉavanja vlage naziva se kondicioniranje. Najmanji period kondicioniranja je desetak dana. Prinos suve šljive iznosi oko 30% (30 do 33%). Klasiranje - po obavljenom kondicioniranju šljiva se ponovo klasira u procesu završne obrade, u pet do šest klasa kako bi proizvod bio što ujednaĉenijeg kvaliteta. Klase se predstavljaju brojem plodova u pola kilograma na sledeći naĉin: 50 do 60 plodova, prva, najkvalitetnija klasa, (šestica), 60 do 70 druga klasa (sedmica), 70 do 80 treća klasa (osmica), 80 do 90 ĉetvrata klasa (devetka), 90 do 100 peta klasa (stotinka), 100 do 120 i preko 120 plodova poznata pod oznakom “merkantil“
Etiviranje - pri etiviranju plodovi se najpre potapaju u vrelu vodu vrlo kratko vreme, radi pranja, a onda vade i pakuju u drvene sanduĉiće ili u kartonske kutije presvuĉene sa unutrašnje strane plastiĉnim materijalom. Upakovana šljiva u zatvorenoj ambalaži stavlja se u komoreetivaže, koje se zagrevaju indirektnim putem preko ugraĊenih kalorifera. Kaloriferi mogu da budu izdvojeni pa se preko ventilatora ubacuje topao vazduh u komoru. Temperatura komore iznosi 100 do 110°C , a vreme zagrevanja je 10 do 12 ĉasova. Etiviranje je u stvari sterilizacija, pri kojoj plodovi gube izvestan deo vode, o ĉemu mora da se vodi raĉuna pri sušenju. Dalje se prelazi na završnu obradu gde se, nakon odstranjivanja plodova neodgovarajućeg kvaliteta i klasiranja, plodovi peru hladnom vodom i transportuju u ureĊaj za pasterizaciju. Pasterizacija - oprana šljiva pada u pasterizator u kome je ugraĊen kofiĉasti transporter, pomoću kojeg se proizvod kreće kroz vodu. Voda se zagreva parom, do temperature 85-90°C. Temperatura kao i vreme zadržavanja plodova mogu da se podešavaju prema potrebi, a što zavisi od kvaliteta i stepena osušenosti. Najĉešće je to jedan do tri minuta. U toku vlažne pasterizacije postiže se i rehidratacija. Stepen rehidratacije se kontroliše i odreĊuje prema naĉinu pakovanja, a plodovi ne sme da sadrže više od 27% vode. Odstranjivanje površinski zadržane vode - posle pasterizacije na vibrirajućem ureĊaju odstranjuje se površinski zadržana voda. Ovde se obavlja još jedna inspekcija, radi odstranjivanja nekvalitetnih raspadnutih plodova. Ovi plodovi mogu da se koriste za dalju preradu ili se njima pune plodovi sa odstranjenim košticama. Dodavanje konzervansa - konzervans se dodaje neposredno pred punjenje u ambalažu, prskanjem rastvorom odreĊene koncentracije. Kao konzervans se upotrebljava kalijum-sorbat ili mešavina kalijum-sorbata i natrijum-benzoata. Potrebna koliĉina konzervansa može da se obezbedi i potapanjem plodova u 5%-ni rastvor kalijum sorbata, pri ĉemu se na površini plodova zadrži potrebna koliĉina koja služi kao zaštita s obzirom na povećani sadržaj vode. Pakovanje - za pakovanje ovako pripremljene suve šljive koriste se plastiĉne kese od 250 do 500 grama, kao i kartonske kutije od 1 kilogram. U mnogim zemljama u poslednje vreme kvalitetnijom suvom šljivom smatra se ona šljiva koja pored ostalih odlika ima i nešto veći sadržaj vode (oko 30%). Zbog toga se šljiva sa većim procentom vode mora spakovati u hermetiĉki zatvorenu ambalažu.
4.
Proraĉun sušare
Polazni podaci Kapacitet sušare je 2500 kg svežeg voća. Iz odnosa svežeg i osušenog voća koji je 4:1 dobija se da se 625 kg osuši za 24h, a odatle da se za 1h osuši 26.042 kg šljiva. U sušaru staje 5 kolica i svaka kolica se pomere za jedno mesto za 4,8h iz ĉega sledi da je kapacitet jednih kolica 125 kg. Pošto na jednu lesu dimenzije 1mx0.5m staje 20 kg šljiva znaĉi da svaka kolica sadrže 50 lesa. kg mum 104.17 hr
Tum 22°C xum 80%
koliĉina ulaznog materijala temperatura ulaznog materijala vlažnost ulaznog materijala
Tim 35°C
temperatura izlaznog materijala
xim 20%
vlažnost izlaznog materijala
Tov 25°C
temperatura okolnog vazduha
xov 0.003
vlažnost okolnog vazduha (koliko kg vazduha primi kg vode)
Tiv 55°C
temperatura izlaznog vazduha
xiv 0.04 xrv 0.04
vlažnost izlaznog vazduha vlažnost recirkulacionog vazduha procenat recirkulacionog vazduha (0-70%)
RR 70%
temperatura vazduha na ulazu u sušaru
Tuv 75°C
3 J Cpv 1.00510 kg K
3 J Cpm 0.8373610 kg K 3 J
h ov 2546.610
kg
3 J
h um 92.26210
kg
3 J
h iv 2600.110
kg 3 J
h im 146.5610
kg
specifiĉna toplota vazduha pri konstantnom pritisku specifiĉna toplota materijala pri konstantnom pritisku entalpija vodene pare pri temperaturi okolnog vazduha (Priruĉnik za termodinamiku, Nebojša Lukić, str. 50) entalpija vode pri temperaturi ulaznog materijala ( Priruĉnik za termodinamiku, Nebojša Lukić, str. 77) entalpija vodene pare pri temperaturi izlaznog vazduha (Priruĉnik za termodinamiku, Nebojša Lukić, str. 51) entalpija vode pri temperaturi izlaznog materijala (Priruĉnik za termodinamiku, Nebojša Lukić, str. 77)
3 J
h 1 75.31410
entalpija vazduha pri temperaturi vazduha na ulazu u sušaru
kg
entalpija vazduha pri temperaturi vazduha na izlazu iz sušare
3 J
h 2 53.87210
kg
Materijalni bilans msmum mum
mim
100% xum
3 kg
msmum 5.787 10
100%
msmum
s
3 kg
100%xim
mim 7.234 10
s
koliĉina suve materije u ulaznom materijalu koliĉina izlaznog materijala
100%
mvodeum mum mim
kg mvodeum 0.022 s
mvodev xiv xov
mvodev 0.037
mvodeum msv mvodev
kg msv 0.587 s
koliĉina vode iz ulaznog materijala koliĉina vode koju primi vazduh
koliĉina suvog vazduha
Toplotni bilans vodena para pri temperaturi okolnog vazduha
3
Q1 4.481 10 W
Q1 msv xov hov T 0
Q2 msv Cpv T Q3 mum xum hum
Q4 mum
100% xum 100%
3
Q3 2.136 10 W
Cpm T
Q5 msv xiv hiv
suvi vazduh na ulazu
Q2 0
Q4 0 4
Q5 6.1 10 W
Q6 msv Cpv Tiv Tov
4
Q6 1.768 10 W
voda na temperaturi ulaznog materijala suva materija u vlažnom materijalu na ulazu u sušaru vodena para pri temperaturi izlaznog vazduha suvi vazduh na izlazu iz sušare
Q7 mim xim him
voda pri temperaturi izlaznog materijala
Q7 212.044W Q8 mim
100% xim 100%
Cpm Tiv Tum
Q8 159.918W
QG Q5 Q6 Q7 Q8 Q1 Q2 Q3 Q4
suva materija u materijalu na izlazu iz suĉare 4
QG 7.244 10 W
dovedena toplota bez recirkulacije
Optimizacija procesa sa recirkulacijom vazduha RR mrec msv 100%
kg mrec 0.411 s
mvizsusare msv mrec
koliĉina recirkulacionog vazduha koliĉina vazduha koji napušta sušaru i on je jednak koliĉini svežeg vazduha
kg mvizsusare 0.176 s
msvvaz mvizsusare mmvaz mrec msvvaz
koliĉina mešanog vazduha
kg mmvaz 0.587 s
Tsvvaz 25°C Tmvaz
Tsvvaz Tiv
temperatura mešanog vazduha
Tmvaz 313.15K
2
Tmvaz1 Tmvaz 273K
Qvaz mmvaz Cpv Tmvaz1 msvvaz h1 h2 4
Qvaz 1.989 10 W
toplota mešanog vazduha
Qopt Q5 Q6 Q7 Q8 Q1 Q2 Q3 Q4 Qvaz
4
Qopt 5.255 10 W
optimizovan proces s recirkulacijom izlaznog vazduha
U 100%
Qopt100% QG
U 27.463%
ušteda energije pri recirkulaciji vazduha
Proračun potrebne površine sušenja šljiva kg ma 20 2 m
koliĉina voća u kg na 1m2 površine 3
kapacitet sušare po vlažnom materijalu
mA 2.510 kg
Aa
mA ma
2
potrebna površina za sušenje
A a 125m
ako usvojimo da imamo 5 puta 50 lesa onda je površina jedne lese: Aa1
Aa
2
A a1 0.5m
5 50
ako usvojimo b
širina jedne lese
a 0.5m
Aa1
b 1m
a
dužina jedne lese
Proračun razmenjivača toplote t1a 1700°C t1b 250°C t2a 50°C t2b 75°C t a t1a t2a
ulazna temperatura dimnih gasova izlazna temperatura dimnih gasova ulazna temperatura vazduga sušenja izlazna temperatura vazduha sušenja 3
t a 1.65 10 K
t b t1b t2b t b 175K
t m
t a t b
t a t b
ln
t m 657.383K
Usvajamo standardne bezšavne cevi od kotlovskog ĉelika unutrašnji preĉnik cevi
Dun 48mm
spoljašnji preĉnik cevi
Dsp 52mm W un 35 2 m K
koeficijent prelaza toplote u unutrašnjoj cevi
W sp 24 2 m K 50
K1
koeficijent prelaza toplote na spoljašnjoj cevi
W
koeficijent provoĊenja toplote kroz kotlovski ĉelik
m K
Dsp 1 1 1 ln un Dun 2 Dun sp Dsp
Qopt Ln K1 t m
m kg K1 2.248 3 K s
Ln 35.553m
l1 1.2m
n
Ln n 29.628
l1
usvaja se 30 cevi
Određivanje dimenzije ložišta Red Broj cevi
a1 1200mm
1 8
2 7
3 8
4 7
broj 8 je broj cevi u prvom redu, a 50mm razmak izmeĊu ceviu jednom redu
b1 8 50mm
b1 0.4m
Pr a1 b1
2
koeficijent iskorišćenja toplotne energije u ložištu
0.8
MW
v sp 0.25
površina rešetke
Pr 0.48m
specifiĉno opterećenje ložišta po zapremini
3
m
Qopt
Vloz v sp
Vloz 262.739L
Vloz
h loz
visina ložišta
hloz 0.547m
Pr
Usvajanje ventilatora brzina strujanja vazduha u sušari. Preporuĉuje se od 3.5 do 4.5 m/s. Usvaja se 4m/s
m Vsr 4 s
2 6m
20.0310
Re
kinematska viskoznost vazduha
s
Vsr Dsp
4
Re 1.038 10
Rejnoldsov broj
Kako je Re manje od 100 000 za izraĉunavanje koeficijenta trenja koristi se obrazac: 1
0.3164 4
1 0.031
Re
1.2
kg
koeficijent otpora trenja
gustina vazduha
3
m
p tr 1
l1 Dsp
Vsr 2
p s g hloz
2
p tr 6.944Pa
p s 6.441Pa
pad pritiska na trenje
pad pritiska kroz sušaru
p p s p tr
ukupan pad pritiska
p 13.385Pa
kg G2 625 day
protok osušenog materijala
xum xim Gv G2 100% xum
3 kg Gv 1.875 10 day
Gv Qv xov
kg Qv 7.234 s
protok vlage koja ispari u procesu sušenja
potreban protok vazduha
3
m Uspec 0.9738 kg
Q Qv Uspec
specifiĉna zapremina vazduha
3
m Q 7.044 s
protok vazduha kroz sušaru
Na osnovu protoka i ukupnog pada pritiska usvaja se ventilator firme Ebmpapst oznake A3G910-AD04-03 iz serije ventilatora 3G910 koji radi sa 780 o/min.
3D model sušare Na osnovu dobijenih podataka i usvojenih vrednosti, sušara za šljive je izmodelirana u program Catia gde se u daljem projektu nalaze 3D slike:
Slika 10 – 3D prikaz kolica
Slika 11- 3D prikaz lese
Slika 12- 3D prikaz kotla sa zadnje strane
Slika 13- 3D prikaz kotla sa prednje strane
Slika 14- 3D
prikaz svih
kolica na šinama
Slika 15- 3D prikaz kompletne sušare
Slika 16- 3D prikaz kompletne sušare
Slika 17- 3D prikaz mesta ulaza kolica u sušaru
Slika 18- 3D prikaz mesta izlaza kolica iz sušare
Ekonomska analiza Osnovna ulaganja Ulaganja potrebna za izgradnju sušare za voće (angažovanje struĉnog lica, izrada nacrta, kupovina materijala,izgradnja sušare za voce)
1.
Meseĉna nabavka robe (šljive)
2.
Dnevni kapacitet sušare za voće iznosi 2,5t zrele šljive Za 30 dana potrebno je 75t (75 000kg) Nabavna cena zrele šljive: 20din Iznos meseĉnog kapitalnog ulaganja 1 500 000din Meseĉna potrošnja ĉvrstih goriva (drvo)
3.
Potrebna koliĉina drva: 25𝑚2 Cena drva u letnjem periodu: 30€ (3 300din) Iznos meseĉnog kapitalnog ulaganja: 82 500din Meseĉna potrošnja elektriĉne energije
4.
Snaga ventilatora, 𝑃𝑉 = 1,4𝑘𝑊 Cena el. struje po kWh: 5din Cena potrošnje el. struje po kWh: 7din Cena potrošnje el. struje po danu: 168din Cena potrošnje el. struje na meseĉnom nivou: 5 040din Održavanje rada sušare za voće na meseĉnom nivou
5.
Iznos: 100€ (11 000din) Izgradnja objekta za smeštaj sušare za voće:
6. 7.
Iznos poĉetnog investicionog ulaganja: 1 650 000din.(15 000€)
Izgradnja temelja, zidova i krova: 2000€ (220 000din) Meseĉna pretplata tezgi na pijaci
Iznos: 8 000din Cena gajbice u koje se stavljaju suve šljive za prodaju
8.
Cena jedne gajbice: 10din Potreban broj gajbica: 100 Cena potrebnog broja gajbica: 1000din Transport suvih šljiva do prodajnog mesta (pijace)
9. 10. 11.
Trenutna cena plinskog goriva po litru: 74din Udaljenost sela Ĉumić od Kragujevca: 23km Za litar plinskog goriva moguće je preći 6km Dnevni potrebni novĉani iznos plinskog goriva u oba smera: 300din Meseĉni potrebni novĉani iznos plinskog goriva u oba smera: 9000din Nematerijalna ulaganja (edukacija, obuka ljudi koji rade u proizvodnji) Iznos: 100€ (11 000din) Neplanirani troškovi (kvarovi, nezgode, truljenje voća...) Minimalni iznos 500€ (55 000din)
Prodaja i zarada gotovog proizvoda Prodaja suve šljive na tržištu
1.
Odnos zrele šljive i suve šljive je 4:1, što znaĉi da je za ĉetiri kilograma zrele šljive moguće dobiti jedan kilogram suve šljive Od poĉetne koliĉine zrele šljive na meseĉnom nivou (75 000kg), dobijamo 18 750kg suve šljive Cena suve šljive po kilogramu iznosi približno 200din Bruto zarada suve šljive na meseĉnom nivou: 3 750 000din Zarada u prvoj godini
2.
U prvoj godini zarada je manja u odnosu na druge godine, jer su poĉetne investicije mnogo vece nego narednim godinama
Ukupna zarada u prvoj godini iznosi približno 2 500€ (277 500din) Zarada u svakoj sledecoj godini (idealni uslovi rada)
3.
Kada se svi meseĉni gubici saberu i oduzmu od ukupne bruto zarade dobija se približna vrednost od: 19 000€ (2 090 000din)
Napomena 1: pošto je ovo privatna proizvodnja suvih šljiva, tj. ljudi koji proizvode ovaj proizvod se ne vode kao firma, već kao porodiĉan biznis, ne plaćaju porez državi (20% od bruto zarade). Zato im je bruto zarada mnogo veća. Napomena 2: ovaj posao vrši se samo jednom mesecno, te zato prodaja ovog suvog voća nije ograniĉena striktno jednim mesecom, te ona može da potraje i duže. Iz ovog navedenog možemo da zakljuĉimo da ova bruto zarada od 19 000€ se dostiže za par meseci dok se proizvod potpuno ne proda. Napomena 3: bruto zarada od 19 000€ je zarada koja je ostvarljiva u idealnim uslovima prodaje. 4.
Dijagramski prikaz zavisnosti bruto zarade od vremena (godine) u idealnim uslovima prodaje
Slika 19 - Karakteristika zavisnosti bruto zarade od vremena
Literatura 1. Tehnika susenja, R. Topic, Zavod za udzbenike i nastavna sredstva, Beograd 2002 2. Osnove projektovanja, proraĉuna i konstruisanja sušara, Radivoje M. Topić, Nauĉna knjiga, 1989 3. Prirucnik za Termodinamiku, Gasovi i pare, Nebojsa Lukic, Masinski fakultet u Kragujevcu, 2011 4. http://polj.uns.ac.rs/Files/tehnologijapp/8-SusenjeVocePovrce.pdf 5. http://www.poljoberza.net/br29_2.aspx
