2

Содержание

• 1. Теория резания: резание рубящее и скользящее. Основные показатели процесса измельчения
• 2. Для скользящего резания при измельчении продуктов графически представить форму и два характера движения рабочих инструментов для заданных коэффициентов скольжения
• 3. Составить классификационную и конструктивную схему аппаратов. Описать принцип работы, отличительные конструктивные и эксплуатационные особенности аппаратов
• 4. Определить общее количество теплоты, которая отдается наружными поверхностями вертикального аппарата в окружающую среду за 1 час
• 5. Определить коэффициент диффузии заданной системы
• Литература

1. Теория резания: резание рубящее и скользящее. Основные показатели процесса измельчения

Сущность и назначение процесса измельчения - это деление твердого (или условно твердого) материала на части. Процесс сопровождается увеличением поверхности контакта исходного материала с окружающей средой, увеличением количества частиц, сохранением объема материала.

В общественном питании осуществляют измельчение с целью подготовки сырья к приготовлению пищи, придания продукту требуемой консистенции, порционирования продукта, утилизации отходов сырья и остатков пищи.

Основные показатели процесса измельчения

Линейная степень измельчения:

i=d₀/d_K,

где d_a - средний начальный размер кусков исходного материала, м; d_x - средний конечный размер кусков измельченного материала, м.

Полезная работа при дроблении расходуется на объемную деформацию разрушаемого материала и на образование новых поверхностей.

Согласно уравнению Ребиндера[1]:

A = A_II+A_a=K_] -AF + K₂-AV,

где К_j - энергия, приходящаяся на единицу поверхности тела;

F - поверхность, образующаяся при разрушении;

К₂- работа упругой и пластической деформации на единицу объема, умноженная на часть объема AV, подвергшуюся деформации.

В случае крупного дробления можно пренебречь работой на образование новой поверхности, тогда AV =0.

A = K₂-AV = K₂-D³ -гипотеза Кика-Кирпичева.

Работа А пропорциональна объему дробимого куска, D- характерный размер куска, м

Для дробления с большой степенью измельчения можно пренебречь работой, затрачиваемой на деформирование объема куска, тогда

AF = D².

A = K₂-AF = K'₂-D¹ - гипотеза Ритгангера,

Теория резания

Основная цель процесса резания заключается в разделении первоначального продукта на части. Во многих случаях эти части должны иметь определенную форму и размеры, а также требуемое качество поверхности среза. Различают рубящее резание, когда клин перемещается только в перпендикулярном направлении к материалу, и резание со скольжением, когда клин одновременно перемещается и в перпендикулярном и в параллельном направлении к кромке разреза.[1,3,4]

Силы, действующие на нож при рубящем резании (рис. 1)

Рубка основана на том, что клин, перемещаясь перпендикулярно, проникает в толщу продукта, уплотняет его верхний слой и создает в нем контактные напряжения. Как только контактные напряжения достигают предельной величины, происходит разрушение острой кромкой ножа. Такой способ применяется, если не предъявляется больших требований к качеству среза.

При скользящем резании в результате движения ножа перпендикулярно режущей кромке происходит проникновение его в толщу продукта, а при движении ножа вдоль режущей кромки - перепиливание мельчайшими микрозубчиками лезвия волокон и стенок продукта (рис. 2)

.

Рисунок 2

Поверхности среза при скользящем резании получаются более гладкими и ровными, чем при рубящем резании. Сочные продукты (помидоры, лимоны, огурцы, сырое мясо, рыба, фрукты и т.д.) при скользящем резании не теряют сока и не деформиуются, поэтому на предприятиях общественного питания большее распространение получило скользящее резание.[1,2,5]

Скорость любой точки ножа относительно продукта может быть представлена векторной суммой двух скоростей: и_п - направленной по нормали к режущей кромке лезвия, и тангенциальной и_т - направленной по касательной.

Абсолютная величина скорости:

Для характеристик резания со скольжением вводится коэффициент скольжения:

где в - угол скольжения.

К _в= tg в= u_т/ u_n

При К _в =0 - рубящее резание;при К _в ,больше 0- скользящее движение, не режет продукт.

К _в определяется опытным путем в зависимости от остроты режущей кромки и угла заточки ножа.

Рис. 4 Виды резания:

а) пуансоном. Так режут твердые пищевые продукты, па-гример, овощи;

б) резцом. Так режут твердые и пластические пищевые продукты;

в) ножом. Так режут мягкие пищевые продукты.

РАБОТА РЕЗАНИЯ

Работа, затрачиваемая на сжатие,

A=Э-А_сж/ h_c,

где А_сж - работа сжатия, Дж;

Э - условный модуль сжатия материала лезвием, Дж; h_c- высота сжатого слоя, м; h - первоначальная высота слоя материала, м.

Важное значение имеет коэффициент полезной работы лезвия.

Лезвие ножа характеризуется режущей способностью, т.е способностью разделять материал на части. Она меняется из-за того, что меняется острота лезвия.[1,3,5]

2. Для скользящего резания при измельчении продуктов графически представить форму и два характера движения рабочих инструментов для заданных коэффициентов скольжения

Решение:

К _в= tg в= u_т/ u_n

Зная, что. К _в= 0,5, определим в

В= arctg К _в= 26.56 C

Зная, что. К _в= 0,55, определим в

В= arctg К _в= 28.6 C

¦

таким образом будет выглядеть форма рабочего органа в обоих случаях

3. Составить классификационную и конструктивную схему аппаратов. Описать принцип работы, отличительные конструктивные и эксплуатационные особенности аппаратов

Аппарат:

Аппараты для проведения процессов пенообразования и взбивания

Сущность процесса пенообразования и взбивания одинакова. Она заключаетсяв диспергировании в жидкости газа или воздуха. Пенообразование в общественном питании применяется в технологических целях при изготовлении газонаполненных коктейлей. Взбивание применяется при приготовлении кремов, суфле, мороженого, взбитых сливок и др.

Один из способов пенообразования - барботирование газа в жидкость ,[1,4]

Для получения устойчивой пены необходимо добавлять различные Поверхностно-активные вещества. В качестве ПАВ в общественном питании используют яичный или молочный белок. Особенно устойчивую пену дает казеинат натрия. Аппарат для пенообразования представлен на рисунке 3.1.

Взбивание на предприятиях общественного питания осущ ствляется в основном в аппаратах периодического действия. Это бачок с мешалкой или взбивателем внутри, которые вращаютс в противоположные стороны (рисунок 3.2.)

Рисунок 3.2.

Хорошая степень взбивания достигается при отношении начальной плотности к конечной в пределах 1,5+3. Отношение конечного объема взбиваемой системы к начальному называется степенью взбивания.

Взбивание совместно с фризерованием применяется при выработке мороженого из натуральных или сухих смесей. Осуществляется в мороженицах или фризерах.[1,4,3]

Взбивальные машины классифицируют по

1. Вместимости бачка: на 30, 60, 6 литров.

2. По применяемому энергоносителю: электрические, газовые.

Рабочие органы могут применяться в каждой машине, независимо от мощности, унифицированные:

Формы рабочих органов приведены на рисунке

4. Определить общее количество теплоты, которая отдается наружными поверхностями вертикального аппарата в окружающую среду за 1 час

Форма: параллелепипед,

Размеры:630* 840* 710

Температура наружных поверхностей:

Вертикальных: 55 С

Горизонтальных: 65С.

Решение:

Теплопередачей называется процесс теплообмена между средами, разделенными твердой перегородкой.

Для расчета стационарного теплообмена используют кинетическое уравнение, называемое основным уравнением теплопередачи:

Q= к* Дt* F

где Q - количество теплоты, отданной или полученной средой, Дж; к - коэффициент теплопередачи, Вт/(м² ¦ К); Дt-- средняя, по поверхности теплопередачи, разность температур между теплоносителями, К; F - поверхность теплопередачи, м²; т -время, с;

Q=360 Дж;

5. Определить коэффициент диффузии заданной системы

1. Гельперин Н.И. Основные процессы и аппараты химической технологии. - В 2 т.-М.: Химия, 2001,-724с.

2. Золин В.П. Технологическое оборудование предприятия общественного питания: Учеб. для нач. проф. образования: Учеб. пособие для сред. проф. образования. - М.: ИРПО; Изд.центр «Академия», 2001,- 224с.

3. Литвина Л.С. Тепловое оборудование предприятий общественного питания - М.: Экономия, 1987,-270с.

4. Липатов Н.И. Процессы и аппараты пищевых производств.- М.: Экономика, 1987. - 272 с.

5. Улейский Н.Т., Улейская Р.И. Механическое и тепловое оборудование предприятия общественного питания (Сер. «Учебники ХХI века».) - Ростов н/Д: изд - во «Феникс», 2004, - 156с.