Лабораторна робота № 3 Тема: Апарати з нвч і іч-нагрівом харчових продуктів

Мета роботи:

1. визначити технологічне призначення, вивчити принцип дії, галузь застосування апаратів з НВЧ і ІЧ-нагрівом;

2. випробувати НВЧ-апарат в роботі і визначити показники його ефективності.

Обладнання і матеріали: мікрохвильова піч, експериментальний стенд з дослідження показників ефективності роботи мікрохвильової печі, спиртовий термометр, секундомір, ваги, ємкість для води, 1 кг води, комп’ютер, олівець, лінійка.

Література: 2, с. 13-26, 343-361; 3, с. 7-16, 219-235; 6, с. 23-32; 7, с. 80-84

Контрольні питання на допуск до лабораторної роботи

1. Мета лабораторної роботи?

2. Що собою являє ІЧ-нагрів харчових продуктів?

3. Який діапазон електромагнітного випромінювання відповідає ІЧ-нагріву харчових продуктів?

4. Який діапазон ІЧ-випромінювання найбільш ефективний при обробці харчових продуктів?

5. В чому полягають конструктивні особливості грилів?

6. Чому шашличні печі відносяться до печей з ІЧ-нагрівом?

7. Назвіть основні технологічні ефекти, що досягаються при ІЧ - нагріві.

8. Особливості НВЧ - нагріву харчових продуктів.

9. Як НВЧ-енергія трансформується в теплоту при обробці харчових продуктів?

10. Що таке поляризація діелектриків та яку роль вона відіграє при впливі НВЧ-випромінювання?

11. Види поляризації харчових продуктів. Який вид поляризації відіграє визначальну роль при НВЧ-нагріві?

12. Методика виконання експерименту.

Зміст роботи

Під час самостійної підготовки до лабораторної роботи:

1. Вивчити технологічне призначення, принцип дії НВЧ-апаратів, занести їх в лабораторний журнал. Звернути увагу на особливості перетворення електричної енергії, що споживається цими апаратами, в теплову, на основні фактори, які впливають на ефективність теплової обробки.

2. Вивчити технологічне призначення, принцип дії апаратів з ІЧ-нагрівом, занести їх в лабораторний журнал. Звернути увагу на те, що джерелами ІЧ-випромінювання може бути електричні та газові пристрої, але незалежно від засобу отримання ІЧ-випромінювання ці генератори можуть бути темними та світлими. Вивчити конструктивні особливості цих випромінювачів, а також вплив їх на харчові продукти.

3. Вивчати принципову схему стенда з дослідження показників ефективності роботи мікрохвильової печі.

4. Ознайомитись зі змістом, методиками виконання експерименту і розрахунків.

Після проведення допуску до лабораторної роботи в лабораторії:

1. Ознайомитися зі складом стенда з дослідження показників ефективності роботи мікрохвильової печі, призначенням окремих конструктивних елементів. Ознайомитися з елементами керування мікрохвильової печі.

2. Провести експериментальну частину роботи.

Під час експерименту визначаються:

1. початкова і кінцева температура води, що завантажується в мікрохвильову піч;

2. маса води до і після обробки в мікрохвильовій печі;

3. витрата електроенергії на процес теплової обробки.

Методика виконання експерименту

1. Шляхом зовнішнього огляду переконатись у справності експериментального стенда з дослідження показників ефективності роботи мікрохвильової печі.

2. Залити в ємкість 1 кг холодної води.

3. Розмістити ємкість всередині робочої камери.

4. Визначити початкову температуру картоплі за допомогою спиртового термометра.

5. Задати режим обробки “Мікрохвилі” з потужністю 1000 Вт на протязі 20 хв.

6. Натисканням на кнопку “Старт” почати теплову обробку води, що імітує продукт, попередньо відмітивши початкові показники лічильника електроенергії.

7. Через 5 хв. відкрити дверці печі (при цьому НВЧ-обробка зупиняється), виміряти температуру води. Після закриття дверцят обробка продовжиться. Виміри температури здійснювати через 5 хв. Забороняється залишати термометр в робочій камері під час теплової обробки.

8. При досяганні заданого часу (теплова обробка води автоматично припиняється) відмітити тривалість теплової обробки (без часу на здійснення вимірів температури води) і витрату електроенергії за лічильником. На вагах визначити масу води після теплової обробки.

За результатам проведеного експерименту провести розрахунки показників ефективності роботи мікрохвильової печі в режимі “Мікрохвилі”.

Методика розрахунків показників ефективності роботи мікрохвильової печі

1. Корисно використане тепло в процесі нагріву:

Q₁ = m · c · (t_к – t_поч.) + ΔW ·r, кДж;

де m - маса води, що завантажується в робочу камеру печі, кг;

c - теплоємність води, с = 4,19 кДж/(кг·˚С);

t_к, t_поч. – відповідно, кінцева та початкова температура води, ˚С.

ΔW – кількість випареної води під час теплової обробки (визначається за різницею мас до і після обробки), кг

r – теплота пароутворення, r = 2256 кДж/кг.

2. Коефіцієнт корисної дії печі:

, %;

де А - витрата електроенергії на процес теплової обробки, кВт·год.

3. Питома витрата електроенергії на процес теплової обробки

, кВт·год./кг;

де т₁ - маса води після теплової обробки, кг.

Отриманні значення показників ефективності порівняти з показниками ефективності роботи інших спеціалізованих апаратів.

Після виконання необхідних розрахунків оформлюється звіт про виконану роботу.

Зміст звіту

1. Тема і мета лабораторного заняття.

2. Параметри та величини, виміряні у ході експерименту.

3. Розрахунок показників ефективності.

4. Графік зміни температури води під час теплової обробки.

5. Аналіз отриманих експериментальних даних.

6. Висновок про виконану роботу.