РАЗДЕЛ 2
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ ВИШНЕВОГО СОКА ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ
Из теоретических соображений, в особенности в количественных выражениях,
невозможно предусмотреть степень влияния различных факторов на качество
вишневого сока при обработке его ВД. Эта проблема может быть решена только
экспериментальным путем. Поэтому задачи раздела:
- провести планирование эксперимента;
- разработать методику проведения экспериментальных исследований;
- провести исследования влияния ВД на качественные показатели вишневого сока;
- обосновать выбор рациональных параметров процесса обработки соков ВД.
2.1. Описание установки высокого давления
Экспериментальные исследования по определению влияния ВД на качество вишневого
сока проводились на УВД, разработанной и изготовленной в Донецком
государственном университете экономики и торговли им. М.Туган-Барановского
[92]. Установка допускает обрабатывать 100 мл вишневого сока давлением до 1 000
МПа при температуре от –25?С до +90?С. УВД позволяет: регистрировать
необходимые параметры объекта перед созданием давления; создавать давления и
температуры с выдержкой объекта в РК от нескольких минут до суток с непрерывным
документированием на персональном компьютере давления и температуры; уменьшать
давление, разгружать камеру, изучать изменения в объектах, подвергавшихся
заданным давлению и температуре.
Параметры УВД:
Максимальное давление РК при комнатной температуре, МПа – 1000
Расчетное количество циклов нагружения при давлении
до 800 МПа – 500
Рабочий диаметр канала, м – 40,38 10-3
Рабочее перемещение поршня, м от 53 10-3 (Vmax? 180 10-6м3 )
до 153 10-3 (Vmin? 60 10-6м3)
Общая длина цилиндрической части канала, м – 176 10-3
Рабочая длина цилиндрической части канала, м – 153 10-3
Максимальная высота исследуемого объекта, м – 120 10-3
Рабочий диапазон температур, ?С – (–25 +90)
Максимальная мощность нагревателя, кВт – 1,5
Датчик температуры – медь – константановая термопара.
Чувствительность системы регистрации температуры, ?С ± 0,1
Точность регистрации температуры, ?С ± 0,5
Датчик давления – манганиновая катушка с R0 ~ 210 ?.
Обеспечивается автоматическая поправка к давлению с учетом зависимости
сопротивления катушки от давления и температуры.
Чувствительность системы регистрации давления – ± 1МПа
Точность системы регистрации давления – ± 10МПа
Датчик регулирования температуры от комнатной и выше – термосопротивление.
Точность задания температуры – ± 2?С.
Охлаждение РК от комнатной до отрицательных температур производится продувкой
жидким азотом; имеется 5 диапазонов, регулирующих скорость охлаждения;
предусмотрена плавная регулировка путем сброса давления в сосуде Дьюара;
имеется система защиты корпуса РК от обмерзания и запотевания.
Документирование и непрерывная регистрация производится с помощью персонального
компьютера.
Габариты УВД – h ? 2200мм 1500мм 800мм.
Масса РК ~ 40 кг.
Масса УВД ~ 300 кг.
Масса жидкого азота ~ 16 кг.
Минимальное время подъема давления до 800 МПа – 260 с (4 мин 20 с). Выполнение
этого условия исключает динамическую негидростатичность и гарантирует
нормальную работу манганинового датчика давления. В состав установки входит
также блок питания нагревателя, блок преобразователей, а также соответствующие
им АЦП. Регистрация и документирования сигналов датчиков производится
непрерывно персональным компьютером. На рис.2.1 приводится общая схема
установки ВД.
В качестве рабочей жидкости выбрана этилполиксановая жидкость ПЭС – 3. Она
является хорошим диэлектриком, не вызывает коррозию деталей, проводов, защитных
покрытий, обладает смазывающими свойствами, которые уменьшают трение
скольжения, что, с одной стороны, снижает рабочие усилия, уменьшает гистерезис
давления, а с другой – уменьшает вероятность заклинивания, нейтральна, без
запахов, не вспыхивает, хорошо выдерживает нагрев, маловязкая, обладает
умеренной сжижаемостью, так что запасает относительно не большую упругую
энергию, что снижает вероятность серьезных последствий при разрушении камеры.
Рис.2.1. Общая схема установки ВД
1 – рабочая камера высокого давления; 2 – пресс; 3 экран – нагреватель; 4 –
питатель азотный; 5 – сосуд Дьюара с жидким азотом; 6 – кожух; 7 – датчик
температуры; 8 – датчик давления; 9 – поршень КВД; 10 – манометр на насосе; 11
– манометр на прессе; 12 – игольчатый вентиль; 13 – металлический стол; 14 –
подставки под КВД; 15 – подставки на поршень; 16 – насос; 17 – блок
преобразователей; 18 – стол лабораторный; 19 – блок управления установки; 20 –
эталонное тело; 21 – АЦП (в блоке ПК); 22 – монитор; 23 – подставка со щелью.
Жидкость не дефицитна, нейтральна к исследуемым объектам, экологически
безопасна, пригодна для работы в условиях высокого давления и температур от
- 400С до +1000С.
Для изоляции вишневого сока, подвергаемого обработке ВД, от рабочей жидкости
ПЭС-3 при проведении испытаний был разработан специальный контейнер (рис.2.2).
Контейнер отвечает специфичным технологическим требованиям, разработанным на
основании предыдущих исследований различных вариантов контейнеров Он пластичен,
герметически закрывается, обеспечивает возможность многоразового использования,
легок и удобен в санитарной обработке. Полезный объем контейнера 100мл.
Капсула, прокладка и накидная гайка выполнены из пищевого полиэтилена, крышка
из медицинской резины; уплотнение – скотчевое.
Рис.2.2. Контейнер для продуктов, подвергающихся действию ВД
1 – уплотнение; 2 - крышка; 3 - гайка накидная; 4 – капсула.
2.2. Экспериментальные исследования по определению рациональных параметров
технологического процесса обработки вишневого сока высоким давлением
2.2.1. Ме
- Киев+380960830922