Диссертация (1152329)
Текст из файла
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегообразования«Российский экономический университет имени Г.В. Плеханова»На правах рукописиЗиборов Дмитрий МихайловичОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВПРОПИЛЕНГЛИКОЛЯ В КАЧЕСТВЕ УНИВЕРСАЛЬНОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯВ ТЕПЛОВОМ ОБОРУДОВАНИИ ПРЕДПРИЯТИЙ ПИТАНИЯ05.18.12 - Процессы и аппараты пищевых производствДиссертация на соискание ученой степеникандидата технических наукНаучный руководителькандидат технических наук, профессорБотов Михаил ИвановичМосква – 20172СОДЕРЖАНИЕВведение.................................................................................................................41. Современное состояние вопроса в области конструирования тепловыхаппаратов c греющей рубашкой...........................................................................111.1 Требования, предъявляемые к рубашечным аппаратам технологиейприготовления продуктов питания......................................................................111.2 Анализ конструкции существующих пищеварочных аппаратоврубашечного типа..................................................................................................181.3 Тепловые процессы, протекающие в рубашечных пищевыхаппаратах................................................................................................................241.4 Двухфазные теплоносители, применяемые на сегодняшний день впищеварочных котлах...........................................................................................261.5 Постановка цели и задач исследования.............................................302.
Аналитическое исследование промежуточных теплоносителей..................312.1 Расчет теплотехнических характеристик перспективныхпромежуточных теплоносителей.........................................................................312.2 Выбор исследуемого перспективного теплоносителя....................423. Методика проведения экспериментов и экспериментальный стенд............473.1 Экспериментальный стенд................................................................473.2 Методика эксперимента....................................................................504. Экспериментальные данные, их обработка и обобщение.............................545.
Исследование и сопоставление процессов разогрева с применениемперспективных теплоносителей...........................................................................705.1 Проверка достоверности экспериментов........................................705.2 Исследование коэффициентов теплоотдачи...................................745.3 Экономический эффект от применения перспективныхпромежуточных теплоносителей.........................................................................815.4 Результаты технологических испытаний........................................853Выводы...................................................................................................................89Список литературы………...................................................................................91Приложение А.......................................................................................................108Приложение Б........................................................................................................1134ВВЕДЕНИЕАктуальность проблемы.
Развитие сети общественного питания являетсяважным условием развития любого современного государства.Научно-технический прогресс, быстрое внедрение результатов научныхисследований, являются основой повышения эффективности промышленногопроизводства.Отрасль пищевого машиностроения должна выпускать современноетехнологическоеиспользующееоборудованиеинновационныедляпредприятийтехнологическиеобщественногопроцессы,питания,позволяющиедостигать максимальной экономической эффективности.В данной работе исследуется тепловое оборудование, в которомосуществляются кулинарные тепловые процессы (варки, жарки и выпечки) припомощи наиболее эффективного с точки зрения технологии приготовления пищикосвенного обогрева стенки рабочей камеры, и решаются проблемы коренногоулучшения тепловых аппаратов.Косвенный обогрев стенок рабочих камер пищевого оборудованиятрадиционно осуществляет при помощи включения в конструкцию аппаратов такназываемых греющих рубашек, внутри которых находится промежуточныйтеплоноситель.
Такие рубашки применяются как в варочном, так и в жарочномоборудовании.Выпускаемые серийно отечественные и зарубежные пищеварочные котлыи автоклавы имеют косвенный обогрев рабочих емкостей, осуществляемыйпромежуточных теплоносителем - водяным паром. Использование такого пара вкачестве промежуточной греющей среды при избыточном давлении в рубашках50 кПа (0,5 бар) в котлах и 250 кПа (2,5 бар) в автоклавах приводит к перерасходуметалла на утолщение стенок аппаратов и к необходимости устанавливатьзапорнуюипредохранительнуюарматуру,атакжерезкосокращаетдолговечность греющих рубашек и парогенераторов вследствие интенсивно5протекающих процессов коррозии [140]. Вследствие использования избыточногодавления в греющих рубашках, под угрозой находится безопасность персонала,обслуживающего тепловые аппараты.
Возможны ожоги горячим паром и, приполомке предохранительного клапана, взрывная разгерметизация греющейрубашки.Процессы жарки основным способом (в тонком слое масла) и во фритюре,а также процессы выпечки, требуют равномерного температурного поля нарабочих поверхностях и объемах сковород, фритюрниц, пекарных шкафов,которое обеспечивало бы равномерный нагрев всей площади приготовляемогопродукта.Выпускаемыесерийножарочныеаппаратыснепосредственнымобогревом, работающие на твердом и жидком топливе, газе и даже наэлектроэнергии не обеспечивают необходимой равномерности обогрева.Использование водяного пара в качестве промежуточного теплоносителя всравнительно небольших тепловых аппаратах, предназначенных для предприятийобщественногопитания,приводиткзначительномуувеличениюихметаллоемкости из-за утолщения стенок греющих рубашек, а также из-заустановки запорной арматуры и приборов контроля давления.Отсюдавытекаетнеобходимостьприменениятеплоносителей,обладающих температурой кипения при атмосферном давлении, которая на 510°С превышает температуру технологических процессов.Для решения этой важной проблемы необходимо предложить новыйтеплоноситель, который обеспечивая технологический процесс необходимымтемпературным уровнем, не требовал бы избыточного давления (либо требовалбы минимальных избыточных давлений) в греющих рубашках и не оказывал бысерьезного коррозионного воздействия на внутренние стенки греющих рубашектепловых аппаратов при небольших перепадах температур между греющей инагреваемойсредами,т.е.обеспечилбытемпературного поля на всей стенке рабочей камеры.реализациюравномерного6Перспективны в этом плане водные растворы этиленгликоля (C2H4(OH)2) ипропиленгликоля (C3H6(OH)2), устойчиво работающие как в однофазном, так и вдвухфазном состоянии и имеющие температуру кипения чистого компонента197°С и 188°С соответственно, близкую к верхнему уровню режимных значенийжарочных технологических аппаратов.
Изменение концетраций водных расторовэтих веществ позволяет получить температуру кипения теплоносителя, в точностисоответствующуютребуемому уровнюнагрева стенки рабочейзависимости от вида температурной обработкикамерыви осуществять нагрев безповышения давления в теплообменнике.Используя данные теплоносители и их растворы можно польностьюизбежать необходимости герметизиции и вакуммирования теплообменников,упростить их конструкцию и значительно снизить материалоемкость.Степень разработанности темы Исследования по изучаемой тематикепредставлены значительным набором литературных источников, которые восновном посвящены изучению теплообмена в рубашечном пространстветепловыхтехнологическихаппаратовприиспользованиивкачествепромежуточного теплоносителя водяного пара [47, 82, 83, 84].
В исследовании[131] проводится анализ и расчет оптимальной формы варочного сосуда ирубашечногопространствапищеварочныхкотловсцельюснизитьматериалоемкость. Исследовался процесс конденсации пара в пространстверубашки тепловых аппаратов общественного питания [81], однако во всехисследованиях в качестве промежуточного теплоносителя использовался водянойпар.Цельюисследованиятехнологическогоповышениеоборудованиякачестваявляетсясовершенствованиепредприятийвыпускаемойкулинарнойтепловогообщественногопродукции,питания,наосновеиспользования двухфазных промежуточных теплоносителей – водных растворовпропиленгликоля, обеспечивающих устойчивую и эффективную работу придавлениях, близких к атмосферному, создающих двузонный (изотермический в7каждой зоне) обогрев стенок рабочих камер, исключающих их перегрев вхолостых зонах.Для выбора нового промежуточного теплоносителя, необходимо решитьследующие задачи:1.
На основании технологических предпосылок определить основныетребования, предъявляемые к пищевым продуктам, а также к системе для ихнагревания.2.растворовАналитическивеществ,определитьподходящихпотеплофизическиесвоимпараметрыхарактеристикамводныхнарольпромежуточных теплоносителей.3. Разработать методику и создать стенд для испытаний водных растворовпропиленгликоля в качестве промежуточного теплоносителя и произвеститехнологические испытания аппарата.4. Сопоставить свойства различных теплоносителей и предложить выбороптимального варианта теплоносителя для разных групп технологическихаппаратов.5.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
