Изучение устройства и принцип работы

Цель работы.

ПРОГРЕВА И ИСПАРЕНИЯ ПРИ ВЫПЕЧКЕ ХЛЕБА

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНОГО

Лабораторная работа №3

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1.Лабораторная работа №3.

Исследование нестационарного прогрева и испарения при выпечке хлеба………4

2. Лабораторная работа №4.

Определение основных эксплуатационных характеристик и анализ работы

расстойного и хлебопекарного шкафов……………………………………………21

Приложения……………………………………………………………………………..37

1. Изучение нестационарного тепло- и массообмена при выпечке хлеба.

2. Приобретение практических навыков измерения температурного поля влажного материала при нестационарном тепло- и влагообмене.

3. Приобретение навыков определения средней температуры тестовой заготовки и ее динамики во время выпечки.

4. Освоение правил безопасного проведения исследований на экспериментальной установке по изучению нестационарного тепло- и влагообмена при выпечке.

5. Обработка результатов исследований.

2. Оборудование, инструменты и продукты:

-экспериментальная установка по изучению нестационарного тепло- и влагообмена при выпечке с комплектом измерительных приборов;

- ПИД регулятор «Овен»;

- влагомер «Элекс-7»;

-электронные лабораторные весы;

- тестомесильная лабораторная машина марки – У1-ЕТК-1М;

- измерительная линейка, форма для теста, захваты для формы, нож.

Продукты: тесто – 1 кг; масло растительное или маргарин – 0,05 кг.

Экспериментальная установка (рис.1) предназначена для изучения тепло- и влагообмена при выпечке хлебобулочных изделий.

Установка состоит из электрической печи периодического действия (сушильного шкафа) 1, обогреваемой активными сопротивлениями, размещенными под кожухом вне камеры элементами 2.

Рис.1 Схема опытной установки

Внутри этой камеры размещается металлическая форма 3 с находящейся в ней тестовой заготовкой, а также горячие спаи термопар 4, подключенные к регулятору температуры ТРМ 151 – 5 через переключатель 10. Печь снабжена выключателем 6 и сигнальной лампочкой 7, в электрическую цепь ее питания включены амперметр 8 и вольтметр 9.

Работа установки происходит следующим образом. Печь 1 подключается к электрической сети лаборатории через управляющее реле регулятора температуры 5 и выключателем 6. Терморегулятором 5 устанавливается заданная температура камеры термообработки 2, напряжение электрического тока измеряется вольтметром 9, сила тока – амперметром 8. В форму 3 укладывают предварительно взвешенную тестовую заготовку, в которую помещают горячие спаи термопар 4. Один из спаев находится вне тестовой заготовки и служит для измерения температуры камеры термообработки. Форма с термопарами устанавливается в нагретую камеру термообработки и прогревается. Регулятор температуры измеряет и фиксирует температуру девяти точек тестовой заготовки и поддерживает заданную температуру (180…250) в пекарной камере.

По окончании нагрева (выпечки) форму вынимают из камеры термообработки, аккуратно удаляют из него и очищают термопары, извлекают полученный хлеб. Хлеб взвешивают, из него вырезают продольный и поперечный ломти, от которых в различных точках определяют навески для нахождения локальной влажности изделия. Затем определяют влажность этих навесов с помощью прибора «Элекс-7».

Измеритель-регулятор ТРМ151 управляет технологическим процессом по программе, которая представляет собой последовательность шагов, например:

- нагрев или охлаждение до заданной температуры или в течение заданного времени (с необходимой скоростью);

- поддержание температуры на уровне уставки в течение заданного времени;

- поддержание температуры на уровне уставки до тех пор, пока измеряемая величина в одном из каналов не достигнет заданного значения.

Для каждого шага программы задаются уставки, параметры регулирования и условия перехода на следующий шаг.

В ТРМ151 заказной конфигурации можно также вызывать программы одну из другой, что позволяет описать технологический процесс практически любой сложности.

ПИД - регулятор ТРМ 151 может иметь 12 программ по 10 шагов в каждой. Также можно создать программу с бесконечным числом циклов или "сцепить" несколько программ в одну.

Рис.2 Пид-регулятор ТРМ151 ”Овен”

Регуляторы ТРМ151 могут работать в двух режимах:

- двухпозиционное регулирование (включение/выключение выходных устройств в соответствии с заданной логикой);

- ПИД-регулирование, позволяющее с высокой точностью управлять сложными объектами.

В приборе реализована функция автонастройки ПИД - регуляторов, избавляющая пользователей от трудоемкой операции ручной настройки

Программы конфигурирования

Так как прибор обладает широкими возможностями, его настройка может превратиться в довольно сложную задачу. Для облегчения конфигурирования ТРМ 151 ПО ОВЕН разработана специальная программа для ПК.

Программа " Конфигуратор ТРМ 151 " имеет 3 уровня доступа, защищенных паролями, - для наладчика системы, технолога и оператора. Для каждой стандартной модификации в программе представлен свой набор удобно сгруппированных параметров. Кроме того, в конфигураторе предусмотрена возможность регистрации хода технологического процесса.

Для каждой стандартной модификации предлагается программа "Быстрый старт" с простым и понятным интерфейсом. Отвечая на предлагаемые программой вопросы, можно легко произвести первую настройку прибора.

Рис.3 Функциональная схема регулятора

Рис.4 Схема подключения регулятора

Прибор ТРМ151 имеет 2 универсальных входа, к которым подключены датчики:

- термопары TХК(L), - датчики с унифицированным выходным сигналом тока 0(4)...20мА или напряжения 0...1В, -50...+50 мВ;

Кроме того, ТРМ151 может снимать показания с 9-ми датчиков, подключенных к внешним модулям измерения, по сети RS-485.

4. Устройство для определения влажности образцов пищевого сырья и продуктов "ЭЛЕКС-7".

Устройство "ЭЛЕКС-7" (рис.5) предназначено для определения влажности пищевого сырья и продуктов в соответствии с требованиями ГОСТ 21094, ГОСТ 3626.

Устройство позволяет выполнять высушивание пищевого сырья и продуктов при заданной температуре в течение требуемого времени. По результатам взвешивания сырья до и после высушивания производится расчет его влажности.

По устойчивости к климатическим воздействиям устройство соответствует исполнению УХЛ, категории размещения 4.2 по ГОСТ 15150.

По устойчивости к воздействиям температуры и влажности окружающего воздуха устройство относится к группе исполнения В1 по ГОСТ 12997.

По степени защиты от пыли и воды по ГОСТ 14254 устройство имеет исполнение:

электронный блок - IP - 54;

блок высушивания - IP - 20.

Рис.5 Прибор Элекс-7

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

1) Диапазон устанавливаемых температур высушивания, °С ………...от 50 до 190

2) Дискретность устанавливаемых температур высушивания, °С ….....................1.0

3) Предел допустимой основной погрешности не более, °С………………...+/- 3.0

4) Время нагрева блока высушивания до установившейся температуры,

не более, мин……………………………………………………………………...15

5) Диапазон устанавливаемых значений времени высушивания, мин…..от 1 до 99

6) Дискретность устанавливаемых значений времени высушивания, мин........... 1.0

7) Погрешность выдержки установленного времени высушивания, с…………±5.0

8) Наличие прямого-обратного таймера и звуковой сигнализации при окончании

установленного времени высушивания и при выходе на заданную температуру.

9) Напряжение питания, В..........................................................................220 (+/-10%)

частота питающей сети, Гц.................... ……………………………..50 (+/-5%)

10) Потребляемая мощность, не более, Вт………………………………………1000

11) Масса, не более, кг.......................................... ………………………………..5

12) Габаритные размеры, мм

блока высушивания......................... ……………………………280 * 250 * 110

электронного блока............................ ……………………………200* 140 * 55

Устройство и работа. Устройство состоит из блока высушивания образцов пищевого сырья и электронного блока управления и контроля.

Блок высушивания состоит из верхней и нижней нагревательных плит, соединенных между собой шарнирами, позволяющими приоткрывать верхнюю плиту с помощью ручки при закладке пакета с образцом пищевого сырья. Нагревательные плиты представляют собой металлические плиты, имеющие антипригарное покрытие рабочих поверхностей, закрепленными в них электронагревательным элементом. В нижней плите установлен датчик температуры, соединенный кабелем с электронным блоком. Электронный блок содержит узел регулирования и контроля температуры и узел задания времени выдержки (таймер).

На переднюю панель электронного блока вынесены:

1) Кнопки «►», «^ж», позволяющие устанавливать необходимый временной интервал и требуемое значение температуры высушивания пакетов, а также просматривать параметры процесса высушивания;

2) Кнопки «ТАЙМЕР», «НАГРЕБ» предназначенные для включения и выключения таймера и нагревателя плит соответственно.

3) Цифровой индикатор, позволяющий просматривать текущую температуру блока высушивания, время, оставшееся до окончания процесса высушивания пакета, а также значения уставок;

4) Индикатор «ТАЙМЕР», сигнализирующий включенный таймер, режиме установки таймера;

5) Индикатор «НАГРЕВ», сигнализирующий о включенном состоянии блока высушивания;

6) Индикатор «ТЕМПЕРАТУРА», сигнализирующий о включенном состоянии режима установки температуры.

На правую боковую поверхность электронного блока вынесен сетевой выключатель.

Электронный блок автоматически осуществляет нагрев плит и поддержание установленного значения температуры высушивания.

Включение таймера осуществлять непосредственно после закладки пакета с образцом сырья между плитами блока высушивания.

При работе устройства датчик температуры выдает сигнал,
пропорциональный значению температуры, которую имеют плиты блока высушивания. Электронный блок обрабатывает сигнал датчика с целью отображения фактического значения температуры плит на индикаторе и выработки сигнала коммутации электронагревательных узлов.

Включение и выключение нагрева плит осуществляется однократным нажатием на кнопку «НАГРЕВ». Светодиод «НАГРЕВ» сигнализирует о включенном состоянии режима нагрева блока высушивания. Плиты устройства нагреваются до температуры, величина которой устанавливается кнопками «►», «», после
чего температура автоматически поддерживается в требуемых пределах.

Установка времени высушивания пакета с исследуемым сырьем осуществляется с помощью кнопок «►», «^ж». Включение таймера производится нажатием кнопки «ТАЙМЕР». Для отключения звукового сигнала необходимо нажать кнопку «ТАЙМЕР».

Принцип работы устройства заключается в обезвоживании
выпариванием образца сырья за счет его прогрева при требуемой температуре в течение заданного времени.

Указание мер безопасности

По степени защиты человека от поражения электрическим током устройство относится к классу 1 по ГОСТ 12.2.007. 0.

При эксплуатации устройства необходимо соблюдать общие требования безопасности по ГОСТ 12.3.019, «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» для установок с напряжением до 1000 В, утвержденные Госэнергонадзором12. 04. 69 г.

Установку устройства «ЭЛЕКС-7» следует производить при выключенном питании.

Устройства должен быть заземлено.

Дата добавления: 2014-11-29