В данной лабораторной работе приготавливается продукт в виде смеси свиного жира и воды, который изменяет свои характеристики в процессе охлаждения.
В первый период приготовления, когда температура продукта превышает 35…40оС, он имеет свойства эмульсии. Равномерность перемешивания в этот период увеличивается по времени. Крутящий момент при этом также несколько увеличивается, что может быть объяснено увеличением вязкости с уменьшением температуры. При уменьшении температуры ниже 30…35оС смесь загустевает и перемешивание прекращается. Лопасти мешалки как бы «выфрезеровывают» выемку в продукте, после чего крутящий момент резко уменьшается. Изменение равномерности перемешивания после этого прекращается.
Ознакомившись с устройством установки и системы измерений, выполняют эксперименты в следующей последовательности.
1. Включают систему измерений и проверяют ее функционирование.
2. Закладывают в дежу ингредиенты будущего продукта.
3. Включают вращение мешалки. На экране компьютера наблюдают изменение измеряемых параметров и заносят в табл. 7.1.
4. Через заданные промежутки времени (3, 5, 10, 20, 30 и 40 мин) отбирают из дежи (не останавливая вращения смесителя) каплю смеси и наносят ее на предметное стекло микроскопа. Устанавливают толщину капли на предметном стекле, положив на него другое предметное стекло.
5. Наблюдая за каплей на предметном стекле под микроскопом «на просвет», измеряют размеры трех самых больших капель в поле зрения микроскопа и вычисляют их среднее значение.
6. Результаты измерений максимальных размеров капель наносят на график зависимости этих размеров от времени. Зависимость должна быть близка к экспоненциальной.
Таблица7.1
Результаты наблюдений
| Измеряемые и вычисляемые параметры | Продолжительность перемешивания, мин | |||||
| Крутящий момент на валу смесителя, Н·м | ||||||
| Мощность перемешивания, Вт | ||||||
| Максимальный диаметр капель воды в смеси, мм(средний по результатам измерений трех наибольших диаметров) | ||||||
| Температура продукта, оС |
7. Результаты изменения мощности, потребляемой на перемешивание, и температуры смеси наносят на график их зависимости от времени. Обращают внимание на то, что в процессе остывания приготавливаемой смеси изменяется ее консистенция и мощность, затрачиваемая на перемешивание. Продукт приобретает новые качественные показатели. Этот график перестраивается в график зависимости крутящего момента от температуры.
8. Делают выводы об изменении равномерности перемешивания и мощности, потребляемой на перемешивание, от времени. Делают также вывод о реализации в данной работе процесса приготовления продукта в виде смеси свиного жира с водой.
Выводы:
1. С чем связано увеличение затрачиваемой на перемешивание мощностив период, когда температура смеси превышает 35…40оС и равномерность перемешивания ингредиентов увеличивается по времени перемешивания по экспоненциальной зависимости.
2. С чем связано уменьшение крутящего момента смесителя после начала загустевания смеси.
Контрольные вопросы
1. Какие процессы составляют процесс перемешивания?
2. Какими параметрами можно характеризовать равномерность перемешивания?
3. Какие параметры характеризуют критерии Эйлера и Рейнольдса при перемешивании?
4. Какими причинами определяется экспоненциальный характер изменения равномерности перемешивания по времени?
5. Почему для определения статистических характеристик равномерности перемешивания ингредиентов эмульсии достаточно выполнить измерения размеров капель в ограниченном объеме, например вдоль одной прямой в поле видения микроскопа?
6. Почему результаты экспериментальных исследований, как правило, представляются в критериальной форме? Не проще ли представлять их в той форме, в какой ведется конструкторский расчет – в виде зависимостей конечных результатов от действующих размерных параметров?
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 8
