Содержание

1. Теория резания: резание рубящее и скользящее. Основные показатели процесса измельчения. 3

Основные показатели процесса измельчения. 3

2. Для скользящего резания при измельчении продуктов графически представить форму и два характера движения рабочих инструментов для заданных коэффициентов скольжения. 7

3. Составить классификационную и конструктивную схему аппаратов. Описать принцип работы, отличительные конструктивные и эксплуатационные особенности аппаратов. 8

4. Определить общее количество теплоты, которая отдается наружными поверхностями вертикального аппарата в окружающую среду за 1 час. 10

5. Определить коэффициент диффузии заданной системы. 11

Литература. 12

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, умно-женная 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 однвременно 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 β - угол скольжения.

К _β= tg β= u_т/ u_n

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

К _β 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.

Характер движения ножа	Вращательный	0,5
Поступательный	0,55

Решение:

К _β= tg β= u_т/ u_n

Зная, что. К _β= 0,5, определим β

Β= arctg К _β= 26.56 C

Зная, что. К _β= 0,55, определим β

Β= arctg К _β= 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 рисунке3.1.

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    называетсяу 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.

[1,3,5]

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* Δt* F

где Q - количество теплоты, отданной или полученной средой, Дж; к - коэффициент теплопередачи, Вт/(м² ■ К); Δt— 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.

        

система	Т среды	Давление среды,	Концентрация, %
Сахароза- вода	40	105	10

Для расчета коэффициента диффузии сахарозы в воде при концентрации 5-30% и для температур 20+70 °С В.М. Лысянским получено уравнение:[1]

D=0,422*10⁵*e^0,015C*e^2700/T

  где Т -температура, К; С - концентрация , % мае.

D=42200

Литература

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.