Free Student HQ / FSHQ / "Штаб-Квартира свободного Студента"

Оценка производительности, давления, сил и мощности тестовальцовочных машин / пищевая инженерия

При анализе действия раскатных вальцов обычно предполагают, что реологические свойства теста могут быть описаны простой степенной моделью.

Как указывалось выше, значение показателя текучести п для теста, вероятно, лежит в диапазоне от 0,25 до 0,5. Признано, что тесто проявляет значительные вязко-упругие свойства и объемную вязкость, но в анализе проблем раскатывания этой сложной текущей среды достигнуто весьма мало успехов.

Подача теста вальцами на единицу ширины описывается формулой

Q / W = UB

Соотношение толщины при отделении к величине зазора является функцией показателя текучести, степени раскатывания и разности скоростей вальцов. Это соотношение представлено на рис. В работе предполагается, что уравнение 1 в обычном диапазоне раскатывания может быть корректно аппроксимировано следующим образом:

Q / W = 1,1UB0

Данные, подтверждающие уравнение 2, иллюстрирует рис. 1. Обратите внимание, что подача теста пропорциональна средней скорости вальцов и обратно пропорциональна зазору между ними.

Максимальное давление, развиваемое вальцами, дается уравнением. Для использования этого уравнения нужны два коэффициента. Старший коэффициент является функцией нижнего индекса. Этот коэффициент найден в и представлен на рис.

Коэффициент запаздывания является функцией показателя текучести, степени раскатывания и разности скоростей вальцов. Значения коэффициента запаздывания даны на рис.

Давление, развиваемое вальцами, и, предположительно, тенденция дегазировать тесто увеличиваются со скоростью вальцов, их диаметром, степенью раскатывания и уменьшающим толщину ленты зазором.

Обратите внимание на то, что влияние разности скорости вальцов может быть сильно выражено. В диапазоне обычных степеней раскатывания введение разности скоростей может привести к снижению давления примерно в три раза при неизменной средней скорости вальцов. Это и использование небольших вальцов — одно из достоинств вытяжного устройства и многовальцовых систем, которые используют значительные разности скоростей между движущимися поверхностями.

Сила разделения, развиваемая вальцами, определяется уравнением. Как с уравнением развития давления, для его применения нужны два коэффициента. Старший коэффициент является функцией показателя текучести. Как и в случае уравнения для давления, коэффициент запаздывания является функцией показателя текучести, коэффициента раскатывания и разности скоростей вальцов.

Сила разделения, развиваемая вальцами, и напряжения на вальцах, валах и подшипниках, увеличиваются с ростом скорости вальцов, их диаметром, степенью раскатывания и уменьшением зазора. Обратите внимание, что влияние разности скоростей вальцов может быть очень значительным. В диапазоне обычных степеней раскатывания введение разности скоростей может привести к уменьшению давления в 2-3 раза, при той же средней скорости вальцов. Этот фактор позволяет вытяжному устройству и многовальцовым системам, имеющим значительную разность скоростей между движущими поверхностями, использовать в своей конструкции вальцы меньшего диаметра без избыточного их отклонения (прогиба).

Мощность, необходимая для вращения вальцов и рассеяния в тесте, определяется уравнением. Как и в случае уравнений для давления и силы, имеется два коэффициента, необходимых для применения уравнения. Максимальный коэффициент является функцией показателя текучести. Коэффициент запаздывания является функцией показателя текучести, степени раскатывания и разности скоростей вальцов. Значение коэффициентов запаздывания приведены на рис.

Мощность, потребляемая вальцами и рассеиваемая в тесте, увеличивается со скоростью вальцов, их диаметром, степенью раскатывания и уменьшением зазора. Обратите внимание на то, что влияние разности скорости вальцов может быть весьма сильным. В диапазоне обычных степеней раскатывания введение разности скоростей может привести к увеличению потребления мощности примерно до 10 раз при той же средней скорости вальцов. Это один из потенциальных недостатков вытяжного устройства и многовальцовых систем, которые используют значительные разности скоростей между движущимися поверхностями.

Совершаемая работа — это потребляемая мощность, поделенная на скорость подачи. Поскольку скорость подачи линейно возрастает со скоростью вальцов, а мощность возрастает в степени (1 + n) от скорости, то совершаемая работа должна возрастать с увеличением линейной скорости. Это предполагает, что даже простое увеличение линейной скорости для увеличения производительности может влиять на качество продукта.

Вогнутая форма зависимостей степенных коэффициентов запаздывания предполагает, что выбираемый нами путь достижения некоторого уменьшения толщины ленты (количество вальцов, профиль зазоров) определяет количество общей работы, необходимой для достижения заданного уменьшения толщины. В работе демонстрируется влияние количества раскатываний, требуемых для достижения заданной степени раскатывания. Авторы принимают показатель текучести равным 0,5; профили геометрического уменьшения толщины (степени раскатывания) приводятся в табл.

Влияние профилей раскатывания на относительную затраченную работу и максимальное развиваемое давление приведены в табл. Процесс становится более «мягким» при увеличении числа раскатываний для уменьшения толщины ленты теста. Обратите внимание, что это еще одно преимущество многовальцовой или вытяжной систем над одной парой вальцов. Много роликов, по сути, создают систему, использующую множество небольших уменьшений толщины ленты. Теория предполагает, что «самый мягкий» процесс — это процесс с бесконечным количеством бесконечно малых уменьшений толщины. Такой процесс, по крайней мере теоретически, не подвергает тесто никакому давлению и никакая работа на обработку теста не затрачивается.


Теория предполагает, что независимо от того, насколько хрупко тесто, можно сконструировать систему для успешного уменьшения толщины такого теста при условии, что стоимость вальцов не играет никакой роли, но, к сожалению, это не так.

Другая причина для обсуждения теоретического подхода к раскатыванию теста — подготовка инженера к возникновению потенциальной проблемы. Пекари и пищевики-технологи знают, что множество небольших уменьшений толщины теста — это хороший способ сохранения его свойств. В результате для получения наилучшего возможного лабораторного опытного образца изделия они используют реверсивную тестовальцовку и минимально возможный шаг изменения зазора для получения максимального количества раскатываний теста. Этот подход является приближением к бесконечному числу раскатываний, но он не пригоден для промышленного применения. Проблема становится явной, когда качество промышленного продукта не соответствует качеству лабораторного продукта.





Связь мощности и степени раскатывания, показанная на рис. предполагает возможность оптимизации профиля раскатывания для заданного числа вальцов. Для четырехступенчатого раскатывания в рассмотрены три разных профиля — нормальный, мягкий и жесткий. Эти профили описаны в табл.

Для параметров, приведенных в табл., влияние профилей раскатывания на относительную затраченную работу и максимальное развиваемое давление показано в табл. На основании данных табл. можно предположить, что, вероятно, существует оптимальный профиль раскатывания для любого заданного количества вальцов. При выполнении большого раскатывания на одной паре вальцов тесто будет более мягким, если оно толстое в начале процесса раскатывания. Наконец, можно сделать простой вывод по ежедневной работе линий. Если целевая конечная толщина теста меняется, следует перенастроить весь комплект вальцов, а не только зазор на последней паре. К сожалению, обычно этого не делают. Объясняется это просто. Если целевая толщина возрастает и увеличивается только последний зазор, можно заменить четырехвальцовую стойку на трехвальцовую. Наоборот, если целевая толщина уменьшается, и при этом уменьшают только последний зазор, мы превращаем «мягкий» профиль раскатывания в «жесткий».

 

Друзья! FSHQ довольно молодой ресурс, мы группа создателей сайта имеем общее увлечение всей нашей жизни в лице этого проекта, мы пытаемся нести пользу людям. Мы не хотим, и не будем заваливать весь проект огромным количеством рекламы для того чтобы была финансовая возможность строить этот ресурс, потому мы решили обратиться к нашим читателям с просьбой поддержать наш проект, всего 5 рублей, большего не просим. Надеемся, что данная сумма не станет большой потерей для бюджета наших посетителей, эта помощь будет просто неоценима, для проекта это жизнь, а вместе с ним живем и работаем мы. Это очень важно для нас. Спасибо! VISA - 4276020013209090; WebMoney - R256677704329; Z164891118384;

 

Сайт создан в 2012 г. © Все права на материалы сайта принадлежат его автору!
Копирование любых материалов сайта возможно только с разрешения автора и при указании ссылки на первоисточник.
Яндекс.Метрика