Лабораторная работа №8
«Испытание центробежной соковыжималки циклического действия с терочным диском»

1. Цель работы

1.1 Изучение принципа действия и конструкций центробежной соковыжималки циклического дей­ствия.
1.2 Определение   максимальной   производительности   и удельных энергозатрат при использовании соковыжималки.
1.3 Исследование зависимости выхода сока от режима ра­боты соковыжималки.
1.4 Разработка рационального режима работы центробежной соковыжималки циклического действия с терочным диском.
1.5 Обработка результатов испытаний.

2. Оборудование, инструменты и инвентарь:

Центробежная соковыжималка циклического действия с терочным диском, прибор Чижовой для определения влажности, весы технические, весы аналитические, цилиндры мерные, се­кундомер, емкости для продукта, сока и выжимок, нож, поло­тенце, бумага фильтровальная.
Продукты: яблоки - 15,0 кг; морковь - 15,0 кг; карто­фель - 15,0 кг; свекла -15,0 кг; огурцы -15,0 кг.

3. Изучение устройства и принципа работы

Центробежная соковыжималка циклического действия с терочным диском (рис.8.1) предназначена для извлечения сока из фруктов и овощей в домашних условиях и на предприятиях общественного питания. Соковыжималка центробежная состоит из цилиндриче­ского корпуса 4, под

Рис.8.1. Общий вид центробежной соковыжималки циклического действия с терочным диском: 1 - крышка съемная; 2 - патрубок загрузочный; 3 - защелка; 4 - корпус цилиндрический; 5 - ротор перфорированный; 6 - сито закладное; 7 - патрубок слива сока; 8 - электродвигатель; 9 - рычаг тормозной; 10 -планка тормозная; 11 – диск тормозной; 12 - диск терочный
днищем которого размещен вертикально электродвигатель 8. На верхнем конце вала электродвигателя 8 закреплен цилиндрический перфорированный ротор 5, над днищем которого расположен терочный диск 12. На обечайке рото­ра 5 размещено закладное сито 6. Сверху корпус 4 закрыт съем­ной крышкой 1, в центре которой находится загрузочный патру­бок 2. Крышка 1 крепится к корпусу 4 защелками 3. На днище корпуса 4 расположен патрубок слива сока 7. На нижнем конце вала электродвигателя 8 закреплен тормозной диск 11, под ко­торым с зазором размещена тормозная планка 10, укрепленная на рычаге 9.
При работе соковыжималки продукт загружается через патрубок 2 и попадает на терочный диск 12, который вместе с ротором 5 вращается на валу электродвигателя 8. Измельченный продукт центробежной силой отбрасывается на сито 6, разме­щенное внутри перфорированного ротора 5, и равномерно рас­пределяется по нему. Под действием этой силы сок выделяется из продукта, проходит последовательно сквозь его слой, сито и ротор, а затем отбрасывается на стенку корпуса 4,стекает по ней и отводится из соковыжималки по сливному патрубок) 7. С тече­нием времени увеличивается слой продукта на сите 6. растет его сопротивление фильтрации сока, а ее скорость падает. Для по­вышения производительности соковыжималки ее останавлива­ют для чистки. Выключают электродвигатель 8 и тормозят ро­тор 5, нажимая рычаг 9 и прижимая тормозную планку 10 к тормозному диску 11. Освобождают защелки 3, снимают крышку 1 и вынимают сито 6, удаляя выжимки. После этого сито 6 ставят на место, закрывают крышку 1 и фиксируют ее защелка­ми 3.

4.Техническая характеристика

Перед пуском убедитесь в наличии заземлении и в отсут­ствии посторонних предметов в корпусе соковыжималки. Стенки ротора и сита должны быть чистыми, а сито - плотно прилипать к стенке ротора, не выступая за его верхний край. Проведи­те в течение 30...40 с пуск соковыжималки без продукта и убе­дитесь в ее нормальной работе. Не должно быть сильной вибрации, шума, запаха изоляции и т.д., а при их возникновении не­медленно отключите соковыжималку, найдите и устраните неполадки.
Загрузка продукта должна быть равномерной и постепен­ном, с небольшой высоты. При снижении скорости отвода сока выключите соковыжималку, снимите крышку и выгрузите выжимки.
Периодически контролируйте температуру электродвига­теля и состояние накладок на тормозных диске и планке. Произ­водите эксплуатацию электродвигателя в соответствии с его паспортом.

6. Методика выполнения работы

Взвесьте на технических весах продукт то =1,5кг. На­режьте из него пластин толщиной 1...3 мм общей массой 0,005 кг и уложите их на лист отфильтрованной бумаги, накрыв сверху вторым листом. Взвесьте продукт с бумагой. С помощью прибора Чижовой высушите продукт. Уложив его с бумажным покрытием между нагревательными элементами. Взвесьте продукт вместе с бумагой и определите его исходную влажность Wo(%) по формуле
,
где тв, тс, тб - соответственно масса влажного и сухого про­дукта с бумагой, а также масса бумаги, кг.
Запишите показания счетчика электроэнергии Ао (кВт?ч) и включите соковыжималку. Поставьте мерный цилиндр под патрубок слива сока и засыпьте продукт в загрузочный патрубок. Зафиксируйте время загрузки и окончания измельчения. Во время измельчения через каждые t =15 с фиксируйте объем полученного сока V(л). Через t1 =20 с отключите электродвигатель, отберите пробу выжимок из остановившегося ротора и оп­ределите ее влажность W(%). Включите электродвигатель, за­фиксировав время пуска, а через t2 =30 с вновь отключите его и проведите определение влажности выжимок W2(%). Повторите исследования 5-6 раз и заполните табл. 8.1
Взвесьте на технических весах продукт то=2,5 кг и про­ведите испытания по описанной выше методике. Полученные данные зафиксируйте в табл.1. Взвесьте на технических ве­сах 4,5 кг продукта, проведите аналогичные испытания и зафик­сируйте результаты в табл.2. То же самое сделайте для 6,5 кг продукта.
Рассчитайте текущие значения влажности выжимок, соот­ветствующие моментам t1, t1+t2 , t1+t2+t3 и т.д. для всех опытов.
Рассчитайте производительность соковыжималки по соку Q(л/с) для времени, когда его отжим совмещен с измельчением продукта.
,
где Vi+1, Vi - объемы сока, л, соответствующие моментам вре­мени   ti+1  и ti  с.
Рассчитайте среднюю за цикл производительность соковыжималки Qcp(л/с)
,
где  tЦ=tи+ - длительность цикла, с;
tи  - длительность измельчения, с;
ti - длительность интервала времени отжима выжимок без измельчения продукта, С;
VЦ- объем сока, полу­чаемый за весь цикл работы (включая отжим выжимок), л.

Рассчитайте удельный объем сока Vуd(л/кг), полученного из 1 кг продукта,
,
Сопоставьте с общим объемом сока Vo(л), содержащего­ся в 1 кг продукта, считая ориентировочно плотность сока rс=1000кг/м3,
,
Определите средний за цикл удельный расход электро­энергии Ауд (кВт * ч/л) для получения 1 л сока
,
где А2 и А1  - показания счетчика электроэнергии в конце и в начале цикла, кВт?ч.
Результаты расчетов внесите в табл. 8.2.

7. Расчетная часть

Рассчитайте теоретическую производительность центри­фуги QT(кг/с) по переработанному продукту
QТ=m/tЦ
где т - масса загруженного продукта, кг;
tЦ- длительность цик­ла, с.
tЦ=tи+tв
где tи - длительность работы с измельчением продукта, с;
tв -длительность отжима продукта без его добавления (при отсут­ствии измельчения), с.

Рассчитайте объем сока, который должен быть получен из переработанного продукта Vm(л),
,
где т0, тк - соответственно начальная и конечная масса про­дукта в роторе, кг;
W0, WK - соответственно начальная и конеч­ная влажность продукта в роторе, %;
рс - плотность сока, кг/л.
Сопоставьте расчетный Vmи фактический VЦобъем сока, полученного за один цикл. Выявите вероятную причину расхождения.

8.Графическая часть

Постройте графики следующих зависимостей Q = f(t) при различных т0, Q=f(m0) при различных t. Проанализи­руйте графики, найдите максимальное значение Q. Постройте графики зависимостей W=f(t) при различных т0, Q=f(m0) при различных значениях длительности цикла tц, Q=f(tЦ) при различных значениях т0, а также Aуд= f(Q).
Сопоставьте графики и найдите рациональный режим ра­боты центрифуги, характеризующийся количеством перерабатываемого за цикл продукта и длительностью обезвоживания выжимок.
Выполните рабочий чертеж какой-либо детали соковы­жималки (ротор, диск, корпус) и сделайте спецификацию к нему в соответствии с требованиями ЕСКД.