Завдання на виконання роботи
ВИЗНАЧЕННЯ ВИТРАТ
ТА СТУПЕНЯ СУХОСТІ ВОЛОГОЇ НАСИЧЕНОЇ ПАРИ
для студентів спеціальності 7.090221
„Обладнання переробних і харчових виробництв”
денної та заочної форми навчання,
спеціальності 7.091702
„Технологія хліба, кондитерських, макаронних виробів та харчоконцентратів”
Всі цитати , цифровий СХВАЛЕНО
та фактичний матеріал, на засіданні кафедри
бібліографічні відомості машин і апаратів
перевірені. Написання харчових виробництв
одиниць відповідає Протокол №
стандартам від 01.2006 р.
Підписи авторів ______________________
„_____”___________2006 р.
Підпис завідувача кафедри ____________
„_____”___________2006 р.
Підпис рецензента ____________________
„_____”___________2006 р.
Київ НУХТ 2006
Технологічне обладнання харчових виробництв: Визначення витрат та ступеня сухості вологої насиченої пари:Метод. вказівки до викон. лаборатор.роботи для студентів спеціальності 7.090221„Обладнання переробних і харчових виробництв” денної та заочної форми навчання, спеціальності 7.091702 „Технологія хліба, кондитерських, макаронних виробів та харчоконцентратів”. /Уклад.:В.І.Теличкун, Ю.С.Теличкун. –К.: НУХТ, 2006. - с.
Рецензент С.І.Сидоренко, канд.техн. наук
Укладачі: В.І.Теличкун, канд. техн. наук
Ю.С.Теличкун
Відповідальний за випуск В.М. Таран ,д-р техн.наук, проф.
Мета роботи
1.1. Засвоїти теоретичні основи процесу гігротермічної обробки тістових заготовок та методи визначення витрат пари.
1.2. Вивчити роботу установки для визначення витрат та параметрів вологої насиченої пари.
1.3. Ознайомитись з методикою визначення витрат та параметрів вологої насиченої пари, яка подається в зону зволоження пекарної камери.
Завдання на виконання роботи
2.1. Теоретичні основи процесу гігротермічної обробки тістових заготовок в процесі випікання
Більшість подових і деякі формові сорти хлібобулочних виробів із пшеничного борошна потребують зволоження в початковій стадії процесу випікання.
Від ефективності проведення процесу зволоження – гігротермічної обробки виробів – залежить багато якісних характеристик хлібо –булочних виробів: об”єм, пористість, стан поверхні, глянець та забарвлення поверхні, форма виробів.
Конденсація пари на поверхні в зоні зволоження призводить до інтесифікації прогрівання тістової заготовки за рахунок теплоти фазового перетворення .
Утворення тонкої плівки клейстеризованого крахмалу сприяє згладженню нерівностей на поверхні тістової заготовки і створенню еластичної глянцевої поверхні.
Створення високої вологості середовища затримує випаровування вологи з поверхні тістової заготовки і попереджує швидке утворення скоринки, що сприяє росту об”єму тістової заготовки та зменшення витрат вологи від упікання. Втрати від упікання в хлібопекарських печах знаходяться в межах від 8 % до 15 % в залежності від асортименту виробів, досконалості конструкцій печей та оптимізації режимів випікання.
Для зволоження середовища пекарної камери використовують вологу насичену пару низького тиску з ступенем сухості 0,88 – 1,0 при Р<0,2МПа, яка подається в зону гігротермічної обробки через парозволожуючі пристрої .
В залежності від конструкції печі і асортименту виробів витрата пари складає 100 – 350 кг на 1 т продукції. Тільки незначна частина пари (1 – 5%) конденсується на поверхні тістової заготовки, а більша її частина видаляється по вентиляційним газоходам і викидається в атмосферу. Витрати палива на отримання пари в котлі наближаються до витрат палива в печі на випікання хліба. В зв”язку з цим виникає необхідність економії витрат пари та палива. Таким чиним, вимірювання кількості пари , яка подається в піч має важливе значення. Регулювання витрат пари дозволить скоротити витрати енергії на його виробництво.
Для визначення витрат пари, а також рідин та газів, використовують пристрої безпосереднього вимірювання – лічильники та мірні бачки, а також непрямого вимірювання – дросельні пристрої.
При використанні лічильників та дросельних пристроїв для визначення витрат пари з параметрами надлишкового тиску Р<0,2Мпа та ступенем сухості Х<0,98, яку подають для зволоження в пекарну камеру, похибка може складати 20% і більше.
При визначенні витрат пари , що подається в пекарну камеру для зволоження важливо знати її параметри: тиск, температуру та ступінь сухості. Для цього використовують конденсаційний (калориметричний) метод.
2.2. Методи визначення витрат та параметрів пари
Визначення витрат пари за допомогою діафрагми (рис.1), що предсталяє собою тонкий диск з отвором круглого перерізу, центр якого співпадає з віссю труби. Найбільше застосування в практиці випробувань та експлуатації хлібопекарських печей отримала так звана нормальна діафрагма. Вона має найбільш просту конструкцію і представляє собою диск з потовщеними краями, в центрі якого канал зі сторони входу циліндричний , а зі сторони виходу – конічний з розширенням до виходу. Конструктивні розміри діафрагми приймаються в залежності від діаметрів трубопроводів.
Рис.1. Діафрагма
Метод вимірювання витрати пари по перепаду тисків до та після діафрагми заснований на зміні потенціальної енергії потоку при проходженні через звужену частину трубопроводу. Швидкість потоку в звуженій частині збільшується, відповідно, частина потенціальної енергії переходить в кінетичну і тиск зменшується за дросельним пристроєм. Вимірявши тиск потоку, визначаємо витрати пари за формулою [2]:
0,044
G=λ∙ε∙Kt∙(1000d)²√h∙γ, (1)
G – витрата пари, кг/с;
λ – коефіцієнт витрати, (визначається в залежності від співвідношення діаметрів;
ε – поправний коефіцієнт (для умов вимірювання в печах ε=1);
Kt – поправний коефіцієнт, який враховує теплове розширення діафрагми;
d - діаметр отвору діафрагми, м;
h – перепад тисків на діафрагмі, Н/м²;
γ - об′ємна маса середовища перед діафрагмою.
Розподіл тиску поблизу діафрагми показано на мал.2.
Для визначення тиску в магістралі пари за діафрагмою встановлюємо манометр на відстані, яка дорівнює п”яти внутрішнім діаметрам труби.
Температуру пари вимірюють датчиком температури в місці подавання пари в піч.
Рис.2. Розподіл тисків в області вимірювання
Визначення витрат пари за витратою води, яка подається в котел використовується на виробництві де є можливість постачання пари від одного парогенератора для забезпечення потреб даної печі витрату пари в якій необхідно визначити .
При цьому визначаємо кількість води, яка витрачається на забезпечення роботи парогенератора за значний проміжок часу, наприклад , доба і вираховуємо витрати пари.
При визначенні витрат та параметрів вологої насиченої пари конденсаційним (калориметричним) методом пропускають (барботують) пару в посудину з водою визначеної температури та маси певний проміжок часу. За приростом маси конденсату визначимо витрату пари за формулою:
Gгод. =3600 G/τ, (2)
де Gгод. – витрата пари , кг/год;
G – маса вологої насиченої пари , яка сконденсувалась у воді при барботуванні;
τ - тривалість барботування. с.
Зміна температури і маси пари відбувається внаслідок конденсації пари та охолодження води, що міститься в вологій парі від температури пари до температури води в ємності. За результатами вимірювань складають рівняння теплового балансу та визначають параметри пари.
3. Лабораторна установка для визначання витрат та параметрів пари
Лабораторна установка для визначення параметрів пари конденсаційним методом (рис.3.) складається із парогенератора (автоклава) 2, вагів 7, посудини з водою 4.В посудині з водою встановлена мідь-константанова термопара 6. Пар від автоклаву в посудину подається через трубопровід 3 з перфорованою трубкою 4 на кінці. Тиск пари визначається манометром 1, встановленим на автоклаві.
Рис.3.Схема лабораторної установки.