Бытовая коптильная установка

 

Лабораторный учебно- исследовательский стенд содержит бытовую коптильную установку, которая представляет собой настольную металлическую камеру с помещённым в ней продуктом, подлежащим копчению. Камера установлена на электрической плитке. Коптильня предназначена для горячего копчения. На дно камеры вносятся опилки, которые при нагревании от плитки образуют дым. Согласно технологическим требованиям продукт должен быть разогрет до определённой температуры и выдержан определённое время. Величины температур и времени зависят от вида продукта. Установка в процессе исследования оснащается необходимой автоматикой.

Всю конструкцию коптильни с точки зрения тепловых функций условно разделяем (рис.1) на четыре части: 1- плитка с прилегающей частью корпуса (дно и 5 см. нижней части стенки корпуса), 2- корпус и крышка, 3- продукт, 4- воздух (коптильный газ).

Логическая схема движения сигналов в САР такова: сигнал рассогласования (например, величина недогрева) поступает на регулятор. Далее сигнал подаётся на плитку, которая подогревает воздух в коптильне, разогревает продукт. Сигнал обратной связи поступает на вход САР, а именно на сравнивающее устройство.

Рис. 3. Логическая схема движения сигналов в коптильне

Рис.4. Схема системы автоматического регулирования температуры коптильного газа с регулированием по температуре продукта

 

Рис.1 Физическая модель бытовой коптильной установки

РЕЖИМЫ ПРОЦЕССА КОПЧЕНИЯ

1). Режим пуска: происходит нагрев плитки, воздуха, продукта.

Е1>0, θпл=θпл.уст (1-е-t/Tпл);

θв=θв.уст (1-е-t/Tв);

θпр=θпр.уст (1-е-t/Tпр).

2). Режим разогрева продукта: плитка, воздух уже прогреты, а продукт остаётся ещё холодным.

θпл=θпл.зад;

θв=θв.ном;

θпр=θпр.уст (1-е-t/Tпр).

3). Режим номинальный: плитка, воздух и продукт прогреты до номинальной температуры. θпл=θпл.зад;

θв=θв.ном;

θпр=θпр.зад.

4). Режим охлаждения: происходит остывание плитки, воздуха и продукта. θпл=θ0(е-t/Tпл);

θв=θ0(е-t/Tв);

θпр=θ0(е-t/Tпр).

 

Составленная модель содержит регулятор температуры, блок «плитка», блок «воздух», блок «стенка корпуса», блок «продукт» и устройство отрицательной обратной связи по каналу температуры продукта. Модель составлена таким образом, что на вход подается сигнал рассогласования, равный разности между заданным значением (80) и текущим значением температуры продукта. Далее сигнал в виде теплового потока поступает последовательно через воздух камеры и продукт. Воздух камеры отдает тепло не только продукту, но и стенкам корпуса, благодаря чему температура воздуха не может повышаться бесконечно высоко. С ее ростом пропорционально растут и тепловые потери через стенку корпуса. Это придает процессу свойство самовыравнивания. Температура может установиться на определенном значении и без регулятора. Другое дело, что ее величина может не удовлетворять технологическим требованиям, поэтому необходима автоматика или подбор мощности плитки.