Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Декабря 2013 в 01:27, курсовая работа
Итак, целью моей курсовой работы является изучить использование переменного тока при производстве консервов.
Для выполнения этой цели я поставила перед собой следующие задачи:
Изучить физические основы переменного тока;
Изучить применение переменного тока в производстве консервов на примере извлечения сока из плодов и ягод.
Изучить экспериментальное исследование Б. Л. Флауменбаума интенсификации процесса извлечения сока из плодов и ягод.
Введение....................................................................................................3
Глава I. Физические основы переменного тока.......................................4
1.1 Переменный ток в колебательном контуре..............................4
1.2 Затухающие электромагнитные колебания..............................7
1.3 Вынужденные электромагнитные колебания.........................10
1.4 Метод комплексных амплитуд................................................14
1.5 Мощность переменного тока...................................................20
1.6 Трансформация переменного тока..........................................22
Глава II. Технологические основы использования переменного тока в консервировании.....................................................................................24
2.1 Плодовые и ягодные соки.......................................................24
2.2 Физиологические особенности плодов и сокоотдача растительного сырья после механических воздействий........................26
2.3 Электроплазмолиз – как новый физический метод повышения сокоотдачи...............................................................................................28
2.4 Конструкция и принцип работы электроплазмолизатора. Первые электроплазмолизаторы..............................................................................32
2.5 Типы электроплазмолизаторов..............................................34
Заключение.............................................................................................36
Список используемой литературы.........................................................37
Теперь при помощи равенств
(80) и (81) можно найти соотношения,
связывающие амплитуды и
В схеме на рисунке 5 проводник сопротивлением R, конденсатор C и катушка индуктивности L соединены последовательно. Поэтому комплексное сопротивление этой цепи равно .
Модуль этого комплексного числа будет .
Пусть ЭДС генератора, подключенного к этой цепи зависит от времени как , тогда согласно формуле (80), амплитуда силы тока будет
.
Нетрудно убедиться в том, что эта формула совпадает с формулой (46) с тем только отличием, что частота колебаний ЭДС здесь обозначена как .
1.5 Мощность переменного тока.
Мгновенное значение мощности переменного тока равно произведению мгновенных значений напряжения и силы тока:
P(t)=U(t)I(t),
где , . Раскрыв , получим
.
Практический интерес представляет не мгновенное значение мощности, а ее среднее значение за период колебания. Учитывая, что , , получим
(82)
Из векторной диаграммы (рис. 10) следует, что . Поэтому
Такую же мощность развивает постоянный ток . Величины , называются соответственно действующими (или эффективными) значениями тока и напряжения. Все амперметры и вольтметры градуируются по действующим значениям тока и напряжения.
Учитывая действующие значения тока и напряжения, выражение средней мощности можно записать в виде
, (83)
где множитель называется коэффициентом мощности.
Формула (83) показывает, что мощность, выделяемая в цепи переменного тока, в общем случае зависит не только от силы тока и напряжения, но и от сдвига фаз между ними. Если в цепи реактивное сопротивление отсутствует, то и . Если цепь содержит только реактивное сопротивление (R=0), то и средняя мощность равна нулю, какими бы большими не были ток и напряжение. Если имеет значения, существенно меньшие единицы, то для передачи заданной мощности при данном напряжении генератора нужно увеличивать силу тока I, что приведет либо к выделению джоулевой теплоты, либо потребует увеличения сечения проводов, что повышает стоимость линии электропередачи. Поэтому на практике всегдя стремятся увеличить , наименьшее допустимое значение которого для промышленных установок составляет примерно 0,85.
1.6 Трансформация переменного тока.
Огромным достоинством переменного
тока как формы энергии является
возможность преобразовывать
Трансформаторы нельзя делать с сердечниками из сплошного железа, потому что рабочий магнитный поток будет индуктировать в железе мощные блуждающие токи так называемые „токи Фуко", которые вызовут большие потери энергии и за их счет создадут быстрый перегрев сердечника. Поэтому трансформаторные сердечники делают слоеными, состоящими из тонких, изолированных друг от друга лаком или папиросной бумагой полос или фигурных пластинок, собираемых в пакеты нужной толщины. Одна из обмоток называется первичной и к ней подключают трансформируемое напряжение. Преобразованные напряжения снимают со вторичных обмоток.
Расчет трансформаторов ведут всегда с учетом не только напряжения, но и требуемой мощности. Для мощностей до 500-1000 Вт расчет ведется следующим образом. Сначала определяют площадь поперечного сечения железного сердечника в зависимости от нужной мощности. Далее определяют характерную для каждого трансформатора величину - число витков на 1 в подводимого или снимаемого напряжения, пользуясь соотношением. Если применяется специальное лучшее трансформаторное железо, то в правой части равенства берут число 45, а когда для изготовления сердечника трансформатора используется, например, кровельное железо, надо брать число 80. При железе неизвестного качества лучше взять число 60. В заключение, исходя из мощностей и напряжений, определяют токи в обмотках и соответствующие им минимальные сечения проводов. Токи в первичной и вторичной обмотках простейшего трансформатора с двумя обмотками обратно пропорциональны напряжениям, что и берут за основу такого расчета. Отношение называется коэффициентом трансформации трансформатора.
Глава II. Технологические основы использования переменного тока в консервировании.
Область применения переменного тока в производстве консервов очень велика. Она включает в себя такую неотъемлемую часть процесса как стерелизация. Стерилизовать можно, выдерживая продукт в поле переменного тока. Содержащиеся в продукте электрически заряженные частицы при облучении под действием электрической энергии переходят в колебательное движение. В результате внутреннего трения этих частиц в вязкой среде продукта электрическая энергия переходит в тепловую и вызывает гибель микроорганизмов.
Также в процессе консервирования
используется оборудование, а имеено
конвееры, автоклавы, машины для разделывания,
фелетирования рыбы, машины для тепловой
обработки продуктов и многое
другое. Все это основывается на
использовании переменного
В данной курсовой работе я рассматриваю применение переменного тока на немаловажном процессе консервирования – процессе сокоотдачи плодов и ягод.
2.1 Плодовые и ягодные соки.
В зависимости от состава соки разделяют на натуральные, состоящие из жидкой фазы плодов и ягод, и соки с теми или иными добавками: сахара, органических кислот, красящих, ароматических и консервирующих веществ. Натуральные соки могут быть из одного вида плодов или их смеси (купажированные).
К сокам с добавками относятся прежде всего соки с сахаром. Сахар добавляют в виде сахара-песка или сиропа с целью улучшить вкусовые свойства соков, что особенно необходимо для соков из высококислых плодов и ягод. Для соков из малокислых плодов и ягод в некоторых случаях можно добавлять органические кислоты, что практикуется в производстве соков с мякотью. В том случае, когда к сокам прибавляют аскорбиновую кислоту как антиокислитель или для витаминизации продукта, сок остается в группе натуральных. К сокам с добавками относят также соки, консервированные химическими консервантами (сорбиновая кислота, сернистый ангидрид, дегидроацетоновая кислота и т.п.).
В зависимости от содержания мякоти различают соки осветленные, неосветленные и с мякотью. Осветленные соки благодаря применению специальных способов освобождены от взвешенных частиц мякоти и большей части коллоидных веществ, по внешнему виду прозрачные и более стойки в хранении, чем другие виды соков.
Неосветленные соки содержат
все коллоидные вещества и некоторую
часть тонкодисперсных частичек
мякоти, по внешнему виду мутные, при
хранении в них выпадает осадок,
ухудшающий внешний вид и товарные
качества сока. Однако вкус и аромат
неосветленных соков более
Соки с мякотью содержат все коллоидные вещества и тонкоизмельченную мякоть плодов и ягод, по составу близки к исходному сырью и поэтому их часто называют жидкими плодами. Соки с мякотью выпускают натуральными и с сахором. Последние получили название нектаров.
По способу консервирования различают соки, обработанные теплом (пастеризованные, консервированные горячим розливом, асептическим способом), охлаждением или замораживанием, химическими консервантами. Пастеризованные соки получают путем розлива в тару, герметичной укупорки и нагревания по установленному режиму при температурах ниже 100оС (пастеризация) или при 100 оС и выше (стерилизация). Консервирование горячим розливом осуществляется путем нагрева сока в потоке до 95...98 оС, розлива при этой температуре в горячую, подготовленную тару с немедленной укупоркой и последующей выдержкой в течение нескольких минут в горячем виде, затем охлаждением на воздухе или искусственным путем.
Асептическое консервирование включает кратковременный нагрев сока при температуре 115...125 оС, быстрое охлаждение до 35...40 оС и розлив охлажденного сока в стерильных условиях в стерильную тару. Охлажение до 0...минус 2 оС применяют при хранении соков-полуфабрикатов в крупных резервуарах в атмосфере диоксида углерода. Замораживание при температуре не выше минус 18 оС осуществляют преимущественно для сохранности концентрированных соков с целью избежать их потемнения и других нежелательных изменений при хранении.
Пищевая и биологическая ценность соков обусловлена содержанием в них белков, углеводов, органических кислот, полифенольных соединений, витаминов, минеральных и других веществ. Белковые вещества представлены прежде всего аминокислотами в небольших количествах. но в широком ассортименте. Аминокислоты обеспечивают сокам полноту вкуса. Углеводы содержатся в соках в виде моно- и дисахаров и некоторых полисахаридов – пектина, крахмала, декстринов. Из моносахаридов преобладают глюкоза и фруктоза, которые легко усваиваются организмом.
2.2 Физиологические особенности плодов и сокоотдача растительного сырья после механических воздействий.
Сок в плодах находится в клеточных вакуолях, протоплазме и отчасти в межклеточных пространствах и прочно удерживается живой тканью. Содержание сока в плодах и ягодах составляет 80...90% их массы, но отжать удается значительно меньше. В соответствии с биомембранной теорией сокоотдачи, предложенной Б. Л. Флауменбаумом, для максимального извлечения сока необходимо повредить цитоплазменные оболочки. Для некоторых плодов для этого достаточно механического измельчения, для других требуется применение дополнительных методов воздействия – обработка ферментами, электрическим током, нагревание, замораживание и т.п., что объясняется особенностями их строения и физиологическими свойствами клеточной ткани.
Способность плодовой ткани
к сокоотдаче зависит от устойчивости
цитоплазменных мембран к механическим
воздействиям и их вязкости и эластичности.
Важное значение также имеют цитолого-
При малой вязкости и эластичности цитоплазменных мембран. что характерно для яблок, винограда, вишни, достаточно механического измельчения для выделения сока. Для плодов, цитоплазменные мембраны которых эластичны и имеют высокую вязкость,- сливы, абрикосы, черная смородина и др. – одно механическое воздействие неэффективно.
Для экспериментальной проверки
биофизической трактовки
Исследование показало, что по величине показателя клеточной (ионной) проницаемости Кп все плоды и ягоды можно разделить на 3 группы:
Установлена прямая корреляция этого фактора с показателем клеточной проницаемости для неэлектролитов d30 (степенью равновесия диффузии), который, в соответствии с упомянутой классификацией, колеблется в пределах 240-800: I группа – 240-300; II группа – 350-500; III группа – 600-800).
Выяснилось, что, независимо
от характера сокоотдачи, все плоды
и ягоды после механического
измельчения нуждаются также
и в специальной
2.3 Электроплазмолиз – как новый физический метод повышения сокоотдачи.
Биофизическая трактовка
вопросов сокоотдачи дала возможность
предложить новый метод обработки
плодов и ягод перед перссованием
– электроплазмолиз. Это контактная
обработка электрическим током
низкой частоты напряжением 220 в. Электроплазмолиз
является одним из наиболее эффективных
и перспективных методов
Обнаружено, что в результате электрической обработки резко увеличиваются показатели клеточной проинцаемости для ионов Кп и для неэлектролитов d30. Из рисунков 11 и 12 видно, что интенсивность диффузионных процессов возрастает в 2-2,5 раза, а выход сока при прессовании увеличивается на 10-15%.
При пропускании через
растительную ткань электрического
тока сила его, в связи с разрушением
диэлектрических белково-
Информация о работе Использование переменного тока в производстве консервов