Расчет электрического плазмолизатора растительного сырья
Задачей расчета являетсяопределение конструктивных размеров электродов (длины и ширины), силы тока и мощности, продолжительности процесса и др.
Исходные данные:
· Производительность электроплазмолизатора,
· электро - и теплофизические характеристики сырья,
· температура обработки,
· конструктивные параметры плазмолизатора.
Наибольший интерес представляет расчет параметров барабанного электроплазмолизатора, конструктивная схема которого показана на рис. 2.9 .
Рис. 2.9. Конструктивная схема барабанного электроплазмолизатора: 1 - заземленный барабан с диэлектрическими бортами; 2 - фазные электроды; 3 — подача сырья; 4 - выход сырья после обработки.
Последовательность расчета
Напряженность электрического поля между электродами плазмолизатора
Е= р или Е=U/l, (1 2.50)
где
0,6 103 А/м2 - допустимое значение плотности тока на электродах;
- удельное сопротивление растительного сырья, Ом м, l - расстояние между электродами и барабаном, м.
При <1 Ом м используют электроплазмолизатор с точечными электродами, при 8 >
>1 Ом м - продольный, при
>8 Ом м - барабанный.
Продолжительность электроплазмолиза, с
, (2.51)
где к - коэффициент токоустойчивости, характеризующий прочность клеточной оболочки (к
равен для яблок - 1, груш -1,25, слив - 0,75, сахарной свеклы - 10, винограда - 0,9...9); t - конечная температура обработки, °С;
E - напряженность электрического поля, В/м.
Скорость перемещения растительного сырья в плазмолизаторе
v=Q mS, (2.52)
где Q- производительность плазмолизатора, кг/с; м- плотность измельченного сырья, кг/м3; S=hl - площадь сечения потока сырья, м2 (рис. 2.9).
Длина зоны электрообработки, м (рис. 2.9)
L = vx. (2.53)
Частота вращения барабана, мин
n = , (2.54)
где d-диаметр барабана, м.
Площадь фазного электрода
S =(L-X)h/3, (2.54)
где Х- расстояние между электродами, м.
Сила тока фазы
, (2.55)
где =1,1 - коэффициент, учитывающий утечку тока.
Мощность электроплазмолизатора
Р=ЗU . (2.56)
Выход сока из растительного сырья определяют по эмпирическим формулам.
Задание для самостоятельного решения
Рассчитать параметры электроплазмолизатора технологической линии для обработки стружки сахарной свеклы производительностью Q=8000 кг/ч. Удельное сопротивление массы сахарной свеклы =9 Ом м, конечная температура обработки t=40°С, расстояние между фазным электродом и заземленным барабаном l=0,03 м, ширина канала h=0,5 м, диаметр барабана d=0.7 м, расстояние между элекродами Х=0,01 м. Напряжение питания 380/220 В.
Последовательность расчета:
1. Напряженность электрического поля (ф. 2.50);
2. Продолжительность электроплазмолиза (ф. 2.52);
3. Скорость перемещения растительного сырья (ф. 2.53)
(Рм=700 кг/м3).
4. Длина зоны электрообработки (ф. 2.54);
5. Частота вращения барабана (ф. 2.55);
6. Площадь фазного электрода (ф. 2.56);
7. Сила тока фазы (ф.2.57);
8. Мощность электроплазмолизатора (ф. 2.58).