Графическая часть

Постройте температурные графики цикла стерилизации заданный и фактический . Для получения фактического графика по таблицам насыщенного пара данные о давлении в камере стерилизации в периоды прогрева, стерилизации и охлаждения консервов переведите в значения температуры насыщенного пара. Сопоставьте графики, сделайте вывод о возможности применения испытываемого автоклава для стерилизации консервов данного типа без регулирования электронагревателей.

Постройте графики , проанализируйте их и сделайте вывод о наиболее целесообразной величине загрузки продукта.

Постройте графики и сделайте вывод о наиболее энергетически целесообразной величине загрузки продукта.

Постройте графики и и сделайте вывод о влиянии загрузки продукта на длительность этапов цикла стерилизации, связанных с теплообменом.

Выполните чертеж одной из сборочных единиц (или деталей аппарата) и спецификацию к ней в соответствии с требованиями ЕСКД.

 Проверь себя

[тесты]

Работа 5.10 сушильный аппарат с комбинированным энергоподводом

Технологическая задача: сушка сыпучих пищевых продуктов.

Цель работы: Оценить технический уровень (состояние) сушилки с СВЧ-энергоподводом и дать предложения по развитию её конструкции для повышения эффективности процесса сушки.

Задачи работы:

1. Изучить устройство и принцип работы сушилки с СВЧ-энергоподводом.

2. Рассмотреть особенности процесса сушки с СВЧ-энергоподводом.

3. Определить теоретическую и экспериментальную производительности, а также мощности нагревателей сушилки с СВЧ-энергоподводом при различных режимах работы и обработать результаты испытаний.

4. Дать предложения по техническому обслуживанию сушилки с СВЧ-энергоподводом.

5. Усвоить правила безопасной эксплуатации и наладки сушилки с СВЧ-энергоподводом.

Оборудование, инструменты и инвентарь: Сушилка с СВЧ-энергоподводом, набор ключей, потенциометр КСП-4, гигрометр, термоанемометр, часы, аналитические весы, сушильный шкаф, бюксы.

Продукты: Семена подсолнечника – 15,0 кг, семена кориандра – 15,0 кг, семена аниса – 15,0 кг.

Изучение устройства и принципа работы

Э кспериментальная сушильная установка состоит из следующих основных узлов: сушильной камеры 1 с магнетронами 3, загрузочного бункера 2, станины 4, электрокалорифера 5, вентилятора 6 с приводом 7, патрубка для подвода воздуха 10, патрубка для отвода отработанного воздуха 11, инжектора 8, циклона 9.

Рис. 5.10.1 Схема сушильной установки с СВЧ-энергоподводом:

1 – сушильная камера; 2 – загрузочный бункер; 3 – магнетроны; 4 – станина; 5 – электрокалорифер; 6 – вентилятор; 7 – привод; 8 – инжектор; 9 – циклон; 10, 11 – патрубки; 12 – заслонка; 13 – перфорированный конус; 14 – сетка; 15, 16 – шиберы; 17 – пробоотборник; 18 – U – образный микроманометр; 19 – термометр электроконтактный ртутный; 20 – термометр ртутный; 21 – потенциометр; 22 – гигрометр; 23 – пульт управления.

Сушильная камера представляет собой цилиндр диаметром 0,3 м и высотой 0,6 м покрытый слоем теплоизоляции. В средней части камеры имеются радиопрозрачные (фторопластовые) окна, через которые подводится СВЧ энергия от магнетронов 3. Снизу сушильная камера оканчивается перфорированным конусом 13, а сверху сеткой 14. Магнетроны, расположенные на цилиндре закрыты кожухом, изолирующим источники СВЧ-энергии от внешней среды.

По высоте сушильной камеры установлены пробоотборники 17, каждый из которых позволяет отбирать 5…10 г материала из центра камеры без остановки сушилки. Пробоотборник представляет собой полый цилиндр с небольшим отверстием на боковой поверхности. Внутри цилиндра расположен поршень с прорезью для отбора материала и перемещения его в бюкс.

Экспериментальная установка снабжена приборами и устройствами для управления и контроля за технологическими параметрами процесса.

Заданная температура воздуха, подводимого в камеру 1, поддерживалась автоматически с помощью электроконтактного ртутного термометра 19 и универсального реле марки «УКТ–4У2».

Температура подаваемого нагретого воздуха, слоя материала и уходящего из аппарата воздуха контролируется и записывается при помощи шеститочечного самопишущего потенциометра КСП-4 (поз. 21) с пределами измерения от 273 до 423 К. Датчиками измерения температуры служат термопары ТХК.

Регулирование расхода и, как следствие, скорости воздуха осуществлялось при помощи заслонок 12. Измерение скорости воздуха на входе и выходе из сушильной камеры проводится при помощи термоанемометра. Гидравлическое сопротивление слоя семян измеряется с помощью U – образного микроманометра.

Контроль относительной влажности воздуха на выходе из сушильной камеры осуществлялся гигрометром «Волна–1М» (поз. 22).

Значение заданной СВЧ-мощности поддерживается с помощью автоматического регулятора мощности по напряжению, которое снималется с внешнего датчика. Диапазон плавного регулирования мощности составляет в пределах 20…100 % от номинальной.

Управление и контроль за работой сушилки осуществлялся с пульта управления 23.

Техническая характеристика

Производительность - 50 кг/ч

Сушильной агент - горячий воздух

Частота электромагнитного поля - 2450 МГц

Габаритные размеры - 2700×1500×1900

Род тока - трехфазный переменный

Потребляемая мощность - 10 кВт

Масса - 85 кг

Подготовка к работе

Тщательно проверьте надежность заземления сушилки. Сушилка подготовлена к эксплуатации в режиме напряжения 380 В. Напряжения в системе заземления подводится к распределительному щиту и сушилке проводом 2,5 мм², на конце которого закреплена трехполюсная штепсельная вилка на ток 32 А с защитным контактом. Убедитесь в чистоте внутренней поверхности камеры, отсутствии посторонних предметов, остатков продукта. Закройте шиберы 15, 16 и засыпьте продукт в загрузочный бункер.

Правила эксплуатации

СВЧ-сушилка относится к пожаровзрывоопасным объектам. При эксплуатации запрещается:

– включать магнетроны и ТЭНы калорифера при неработающем электродвигателе вентилятора или в случае когда вентилятор не обеспечивает необходимый расход воздуха;

– открывать верхний и нижний шиберы во время работы сушилки;

– снимать крышки магнетронов и производить какие-либо регулировочные работы при поданном на щит управления напряжении.

Методика выполнения работы

1. Перед началом испытания подготовьте материал: увлажните путем разбрызгивания воды и выдержите в течение 10…20 мин для равномерного распределения в нем влаги.

2. Из влажного продукта отберите пробы (по 5 г) в два бюкса (масса бюксов определяется заранее) для определения начальной влажности материала.

3. Бюксы с пробой взвесьте на аналитических весах и поставьте в сушильный шкаф, температуру в котором поддерживайте постоянной, равной 105…130 °С. Периодически (через каждые 20…30 мин) бюксы вынимайте из сушильного шкафа и после охлаждения в эксикаторе взвешивайте.

4. Пробы в бюксах высушите в сушильном шкафу до постоянной массы, т.е. до тех пор, пока два очередных взвешивания не дадут одинаковый результат. Результаты взвешивания запишите в протокол наблюдения (табл. 1).

Таблица 5.10.1 Протокол наблюдений

Материал	Масса, г	Масса навески, г						Масса навески	Масса влаги в навеске до сушки	Влажность навеск	Средняя влажность материала
		с бюксом до сушки	ипосле сушки	с бюксом после сушки
		g1	g2	g1	g1	…	g1	gсух, г	gвл, г	W, %	Wср, %
Влажный Высушенный

5. При подготовки установки к работе откройте шибер 12 на воздуховоде 10, включите рубильник, запустите вентилятор 6 и калорифер 5 с помощью пакетных переключателей. После этого начинается быстрое повышение температуры.

6. Спустя некоторое время стенки сушильной камеры 1 прогреваются, и при постоянных потерях теплоты в окружающую среду температура воздуха, выходящего из сушильной камеры, становится постоянной, но ниже, чем до камеры. С этого момента начинается испытание установки.

7. Закройте заслонку 12 и откройте шибер 15, при закрытом шибере 16. Продукт из загрузочного бункера 2 пересыплется в сушильную камеру 1.

8. После этого закройте заслонку 15 и откройте шибер 12.

9. Через каждую минуту в течении всего испытания измеряйте следующие параметры: температуру подогретого воздуха после калорифера t₁, температуру отработанного воздуха t₂, а также температуру материала по высоте слоя в трех точках t_м1, t_м2, t_м3 .

10. Кроме этого, с помощью пробоотборников производите отбор проб (по 5 г) в бюксы для определения влажности продукта.

11. Бюксы с пробами взвести на аналитических весах и поставьте в сушильный шкаф.

12. Дальнейшее взвешивание бюксов производите аналогично взвешиванию бюксов с влажным материалом.

13. Результаты взвешиваний и наблюдений запишите в протоколы (табл. 2, 3).

14. Определите продолжительность работы. Помните, что она зависит от начальной влажности продукта и температуры сушильного агента и должна составлять 15…20 мин.

15. По окончании работы выключите электрокалорифер 5, магнетроны 3 и вентилятор 6.

16. Высушенный продукт ссыпьте из сушильной камеры приемник.

Таблица 5.10.2 Протокол наблюдений

Продолжительность от начала испытания τ, мин	Температура воздуха после калорифера t1, ºС	Температура отработанного воздуха t2, ºС	Температура слоя			Влажность материала W, %
			tм1, ºС	tм2, ºС	tм3, ºС
0 1 2 3 … …