Тема практического занятия: расчет электрического плазмолизатора растительного сырья

 

 

Электроплазмолиз относится к процессам электроконтактной обработки растительного сырья — мезги и стружки плодов и овощей, зеленой массы и т. п. Процесс может осуществляться как на переменном, так и на постоянном и импульсном токе. При прохождении электричес­кого тока через влажную растительную массу выделяется теплота. При этом в растительной клетке возникает состояние плазмолиза — отслоение от оболочки протоплазмы, которая сжимается. Это ведет к повышению клеточной проницаемости и, следовательно, к увеличению сокоотдачи плодов, овощей, ускорению обезвоживания травяной массы.

Разработаны различные конструкции электроплазмолизаторов — с продольной и поперечной камерами электроплазмолиза, барабанные и с точеч-ными электродами. Конструкция плазмолизатора определя­ется в основном удельным сопротивлением растительного сырья

Электроплазмолизатор "Импульс М" на трехфазном токе промыш­ленной частоты производительностью 6..9 т/ч предназначен для обра­ботки дробленой ткани плодов и овощей. Разработаны опытные образцы электроплазмолизатора-косилки. Наибольший интерес представляет расчет параметров барабанного электроплазмолизатора, конструктивная схема которого показана на рисунке 1.

Задача расчета. Определить размеры электродов - длину и шири­ну, силу тока и мощность, продолжительность процесса и др.

Исходные данные. Производительность электроплазмолизатора, электро-и теплофизические характеристики сырья, температура обра­ботки, конструктивные параметры плазмолизатора (рис. 1).

 

Рис. 1. Конструктивная схема барабанного электроплаз­молизатора: 1 - заземленный барабан с диэлектрическими бор­тами; 2 - фазные электроды; 3 — подача сырья; 4 - выход сырья после обработки.         

Последовательность расчета. Напряженность электрического поля между электродами плазмолизатора

Е=  р или Е=U/l,        (1)

где  0,6 10³ А/м² - допустимое значение плотности тока на электро­дах; - удельное сопротивление растительного сырья, Ом м,  l - рас­стояние между электродами и барабаном, м.

При <1 Ом м используют электроплазмолизатор с точечными электродами, при 8 >  >1 Ом м - продольный, при  >8 Ом м - бара­банный.

Продолжительность электроплазмолиза, с

                                                                                                     

                               ,                               (2)

 

где к   - коэффициент токоустойчивости, характеризующий прочность клеточной оболочки (к   равен для яблок - 1, груш -1,25, слив - 0,75, сахарной свеклы - 10, винограда - 0,9...9); t - конечная температура обработки, °С;

E - напряженность электрического поля, В/м.

Скорость перемещения растительного сырья в плазмолизаторе

v=Q _mS,                      (3)

где Q - производительность плазмолизатора, кг/с; _м- плотность из­мельченного сырья, кг/м³; S = hl - площадь сечения потока сырья, м² (рис. 1).

Длина зоны электрообработки, м (рис. 1)

L = vx.                            (4)

Частота вращения барабана, мин

п = ,                          (5)

nd

где d -диаметр барабана, м.

Площадь фазного электрода

S =(L - X) h /3,                    (6)

где Х- расстояние между электродами, м.

Сила тока фазы

 

                        ,                                (7)                                

где ⁼1,1 - коэффициент, учитывающий утечку тока.

Мощность электроплазмолизатора

Р=З U                          (8)

Выход сока из растительного сырья определяют по эмпирическим формулам.

 

 

ЗАДАЧА. Рассчитать параметры электроплазмолизатора техно­логической линии для обработки стружки сахарной свеклы произво­дительностью Q=8000 кг/ч. Удельное сопротивление массы сахарной свеклы =9 Ом м, конечная темпе-ратура обработки t=40°С, расстоя­ние между фазным электродом и заземлен-ным барабаном l=0,03 м, ширина канала h=0,5 м, диаметр барабана d=0.7 м, расстояние между элекродами Х=0,01 м. Напряжение питания 380/220 В.

Алгоритм расчета:

1. Напряженность электрического поля (ф.1);

2. Продолжительность электроплазмолиза (ф.2);

3. Скорость перемещения растительного сырья (ф.3)

( Р_м=700 кг/м³⁾.

4. Длина зоны электрообработки (ф..4);

5. Частота вращения барабана (ф.5);

6. Площадь фазного электрода (ф.6);

7. Сила тока фазы (ф.7);

8. Мощность электроплазмолизатора (ф.8).