МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к лабораторно-практическому занятию
“Расчет электроплазмолизатора растительного сырья”
для студентов специальности
311400 - электрификация и автоматизация сельского хозяйства
Новосибирск 2002
1. Электроплазмолиз растительного сырья
Плазмолиз - отслоение протоплазмы клетки от ее оболочки, сопровождающейся сжатием протоплазмы, гибелью клетки и выходом в межклеточник ее жидкости. Плазмолиз может быть достигнут механическими, термическими, электрическими и другими методами. Электроплазмолиз применяют в пищевой промышленности для увеличения выхода сока при прессовании растительного сырья (плодов, ягод и др.), для ускорения сушки растений. Например, при заготовке сена способом естественной сушки в поле теряется 25...50 % питательных веществ и время сушки на 30 % больше, чем после обработки плазмолизаторами.
Электроплазмолиз относится к процессам электроконтактной обработки растительного сырья. Процесс может осуществляется как на переменном , так и на постоянном и импульсивном токе. При прохождении электрического тока через влажную растительную массу выделяется теплота, что приводит к состоянию плазмолиза - отход от оболочки протоплазмы и это ведет к повышению клеточной проницаемости и, следовательно, к увеличению сокоотдачи плодов, овощей, ускорению обезвоживания травяной массы. Применение постоянного тока для электроплазмолиза ограничено из-за возможности разложения продукта.
Для электроплазмолиза растительного сырья служат специальные устройства - электроплазмолизаторы. Разработаны различные конструкции электроплазмолизаторов - с продольной и поперечной камерами электроплазмолиза, барабанные, валковые и с точечными электродами. Конструкция плазмолизатора определяется в основном удельным сопротивлением r растительного сырья. При r <1 Ом×м используют электроплазмолизатор с точечными электродами; при 8>r>1 Ом×м - электроплазмолизатор с продольной камерой электроплазмолиза, а при r>8 Ом×м - барабанный (рис. 1) или валковый электроплазмолизатор.
 |
|
1
 |
2
 |
Рис 1. Конструктивная схема барабанного электроплазмолизатора:
1 - заземленный барабан с диэлектрическими бортами; 2 - фазные электроды; 3 - подача сырья; 4 - выход сырья после обработки.
Электроплазмолизатор валкового типа представляет собой два установленных с некоторым зазором между собой металлических валка - электрода, которые смонтированы горизонтально на станине и вращаются в подшипниках навстречу друг другу. Подшипники и станина изолированы от валков. Электрический ток к валкам подводится через коллекторные кольца, укрепленные на них. Растительное сырье непрерывно проходит между валками и замыкает электрическую цепь. Электроплазмолизатор барабанного типа “Импульс М“ (рис. 1) на трехфазном токе промышленной частоты и производительностью 6...9 т/ч предназначен для обработки дробленой ткани плодов и овощей.
2. Методика расчета барабанного электроплазмолизатора
1. Определяются с исходными данными:
Uф - фазное напряжение питания электродной системы, В;
Qm - подача технологической линии, кг/ч;
r - удельное электрическое сопротивление растительного сырья, подвергаемое электроплазмолизму, Ом×м;
О - температура обрабатываемого растительного сырья, оС;
l - растояние между барабаном - электродам и днищем электроплазмолизатора, где в диэлектрической ванне находятся электроды - пластины, м;
h - ширина рабочего канала барабана (длина барабана), м;
D - диаметр барабана - электрода.
2. Рассчитывают напряженность электрического поля между электродами плазмолизатора, В/м
,
где Едоп - допустимое значение напряженности поля, В/м;
jдоп £ 6 × 103 А/м2 - допустимое значение плотности электрического тока, А/м2 .
3. Продолжительность процесса электроплазмолиза
,
где Ко - коэффициент токоустойчивости, показывающий, как клетки противостоят действию электрического тока, разрушающему оболочку. ( Для яблок Ко=1; для груш Ко=1,25; для слив Ко=0,75; для сахарной свеклы - 10; для винограда - 0,9...9 в зависимости от сорта).
4. Скорость перемещения растительного сырья в плазмолизаторе, м/с
,
где S=h×l - площадь живого сечения потока сырья, м2; d - плотность измельченной растительной массы, кг/м3 (для свеклы d= 700 кг/м3).
5. Длина зоны электрообработки, м
.
6. Частота вращения электроплазмолизатора, об/мин
.
7. Площадь одного фазного электрода электроплазмолизатора, м2
,
где х - расстояние между фазными электродами, м.
8. Сила тока электроплазмоилзатора в одной фазе
,
где Кк - конструктивный коэффициент, учитывающий влияние наличия сокомезговой или сокостружечной смеси за электродным пространством электродных камер (для барабанного электроплазмолизатора Кк=1,1).
9. Общая мощность трехфазного электроплазмолизатора
.
10. Расход электроэнергии на электроплазмолиз, Вт×ч/кг
.
11. Выход сока из растительного сырья:
для яблок и груш
;
для сахарной и столовой свеклы
;
для винограда 
,
где d - средний размер частиц при измельчении, м.
1. Что такое плазмолиз?
2. Как с помощью электрического тока можно ускорить сушку травы?
3. Объясните физические процессы обработки сырья в барабанном электроплазмолизаторе.
Литература
1. Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства/Учебное пособие. – М.: Информагротех, 1999. – 536 с.
2. Электротехнология/А.М. Басов, В.Г. Быков, А.В. Лаптев, В.Б. Файн. - М.: Агропромиздат, 1985. - 256 с.
3. Электротехнология/В.А. Карасенко, Е. М. Заяц, А.Н. Баран, В.С. Корко.- М.: Колос, 1992.-304 с
4. Гайдук В.Н., Шмигель В.Н. Практикум по электротехнологии. - М.: Агропромиздат, 1989.-175 с.
2. Как изменится соковыделение при условиях предыдущей задачи, если средний размер частиц будет увеличен в 2 раза.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
