Основа расчёта — сохранение массы сухих веществ. Вода уходит, растворённые вещества остаются, значит их количество до и после одинаково. Отсюда формула: масса концентрата = масса сырья × содержание сухих веществ в сырье ÷ содержание сухих веществ в концентрате. Масса испарённой воды — это разница между исходной массой и полученной.
Считаем на примере. Берём тонну сока с содержанием сухих веществ 10 градусов Брикса и хотим получить концентрат 65 градусов. Масса концентрата: 1000 × 10 ÷ 65 = 154 кг. Испарить придётся 1000 − 154 = 846 кг воды. То есть из тонны сырья товарного продукта выходит около полутора центнеров, а вся остальная работа установки — это удаление восьмисот с лишним килограммов воды.
Именно поэтому производительность выпарного оборудования корректно указывать в килограммах испарённой влаги в час, а не в тоннах перерабатываемого сырья. Одна и та же установка на 800 кг влаги в час переработает почти тонну сока с 10 до 65 градусов Брикса, но совсем другое количество продукта, у которого исходная концентрация вдвое выше. Сравнивать аппараты по «тоннам сырья» без указания начальной и конечной концентрации бессмысленно.
Второе практическое применение формулы — прикидка энергозатрат. Расход тепла пропорционален массе испаряемой воды, и в нашем примере считать надо не тонну, а 846 килограммов. Умножив это число на удельный расход конкретной схемы, можно оценить энергетическую себестоимость ещё до покупки оборудования и сравнить однокорпусный вариант с многокорпусным в рублях за смену.
Третье применение — проверка реалистичности бизнес-плана. Если сырьё сезонное и за сезон поступает, скажем, 300 тонн, то итог — около 46 тонн концентрата, а установке предстоит испарить более 250 тонн воды. Разделив это на длительность сезона в часах, получаем требуемую производительность. Часто на этом шаге выясняется, что аппарат нужен вдвое мощнее задуманного либо сезон придётся растягивать за счёт промежуточного хранения сырья.
Оговорка для точности: формула даёт идеальный баланс и не учитывает потери — остатки продукта на стенках, унос с паром, отбор проб. На практике к расчёту добавляют поправку, а для вязких и пенящихся продуктов она заметна. Для предварительной оценки этим можно пренебречь, для проектирования — нет.
И ещё одно: конечная концентрация определяется не только желанием, но и стабильностью продукта при хранении и его текучестью. Слишком густой концентрат трудно выгружать и фасовать, а слишком жидкий требует холода. Разумное значение подбирают на пересечении этих ограничений, а не берут из чужой рецептуры.
Посчитать требуемую производительность и подобрать конфигурацию под конкретное сырьё помогает выпарной аппарат нужного класса, а определить целевую концентрацию под задачу хранения — услуги по разработке рецептур. Телефон Сушилка22 — +7 906 968-1922.