Температура. Для вимірювання температури використовують ртутні і спиртові термометри

Для вимірювання температури використовують ртутні і спиртові термометри, а також самописні термографи.

Термометри уявляють собою скляний резервуар, який заповнений рідиною. У верхню частину резервуару впаяна скляна звакуумована капілярна трубка, яка має шкалу температури. Термометри цього типу випускаються з ціною ділення 2, 1, 0,5 та 0,1 ⁰С.

Принцип дії рідинних термометрів заснований на залежності об’єму рідини від її температури. Ці прилади дуже інерційні, тому показники знімають через 5 …10 хвилин для рідких та твердих тіл, і 30 хвилин – для газів після початку вимірювань.

Для вимірювання температури до –30⁰С використовують ртутні термометри. Для вимірювання температур нижче –30⁰С використовують спиртові термометри.

Перед початком вимірювань термометри необхідно перевіряти. Методика перевірки описана нижче.

Рисунок 8.1. Термограф

1 – паперова стрічка, 2 – барабан з годинниковим механізмом, 3 – перо, 4 – стрілка, 5 – передатний механізм, 6 – біметалева пластина

Термографи – самописний прилад (рисунок 8.1), який застосовують для безперервної реєстрації температури повітря вздовж доби або тижня. Робочою частиною термографа є біметалева пластинка, яка складається з двох спаяних між собою штабок різнорідних металів, що мають неоднаковий коефіцієнт теплового розширення. Один кінець пластинки в термографі закріплений нерухомо, другий за допомогою систем важелів з’єднаний із стрілкою, на кінці якої розташовано перо. Перо викреслює криву температури на спеціальній паперовій стрічці, закріпленій на вертикальному циліндрі (барабані), який повільно обертається за допомогою годинникового механізму. На стрічці вертикальної лінії показують години доби, горизонтальні – температуру повітря. Перо заповнюють спеціальним довго невисихаючим чорнилом, до складу якого входить гліцерин, анілінова фарба, спирт, гуміарабік.

Термографи необхідно перевіряти не рідше, як один раз на місяць за точно вивіреним термометром.

За діючими технологічними інструкціями у сховищах повинно бути декілька термометрів, один з них поблизу вхідних дверей (воріт) на висоті 0,2 м від підлоги. В цій зоні зимою найнижча температура. Другий розміщують під перекриттям, щоб визначити температуру відпрацьованого повітря, і третій – для фіксування середньої температури – в проході (проїзді) на рівні очей споглядача (1,6…1,7 м).

Рисунок 8.2. Термометри:

а – буртовий, б – термоштанга, в – кагатний термометр.

1 – контрольна трубка, 2 – держак, 3 – шкала термометра, 4 – металевий наконечник.

Для визначення температури в штабелі продукції використовують буртові термометри (рисунок 8.2 а). Контрольні трубки 1 бувають квадратні або круглі. Виробляють їх з дощечок товщиною 10 мм та довжиною 1500…1700 мм. Нижню частину роблять решітчастою або з отворами. Установлюють контрольні трубки в насип продукту під кутом 60…75⁰, зачиняють кришками або затикають пробками, щоб не затікала вода. Сам термометр укладений в дерев’яну або пластикову циліндричну оправу з металевим наконечником. На дно наконечнику насипають мідну тирсу, опускають туди термометр та заливають нижній його кінець гіпсом або парафіном. Такий термометр протягом 10…20 хвилин не змінює показання температури під дією атмосферного повітря, що дозволяє фіксувати його данні. В контрольні трубки термометр опускають за допомогою стержня або шпагату. Якщо термометр тільки що встановлений в контрольну трубку, то виймати його для зняття показань можна не раніше ніж через 20 хвилин.

У кагатних термометрів та термоштанг (рисунок 8.2 б,в) шкала термометра 3 розташована в верхній частині трубки, тому їх встановлюють на постійне місце. В кожному бурті або траншеї повинно бути не менш двох термометрів. Один з них розташовують на висоті 0,1…0,2 м від основи та на відстані 1…2 м від північної торцевої частини (для визначення найбільш низької температури), другий – в середині на глибині 0,3…0,4 м від гребня (для визначення самої високої температури).

Крім того, для вимірювання температури в штабелі продукту використовують термометри опору і термопари, які встановлюються при завантажені камер. Принцип дії термометрів опору (металевих чи напівпровідникових) полягає в зміні електрорушійної сили струму при зміні температури. В термопарах (термісторах) виникає електричний струм, величина якого також залежить від різниці температур.

Рисунок 8.3. Схема автоматичного управління активним вентилюванням у сховищах.

1 – блокування роботи вентилятора, який включається вручну; 2 – вентилятор включається і виключається термодатчиком у штабелі продукту; 3 – термодатчики управляють роботою вентилятора і установкою заслінок зовнішнього і внутрішнього повітря.

Ці прилади дають можливість контролювати і автоматично регулювати температуру в повітрі сховища і в продукції дистанційно (рисунок 8.3).

Показниковим приладом, може бути мілівольтметр або потенціометр.

Керування вентиляційним, опалювальним та холодильним обладнанням стаціонарних сховищ з різними способами охолодження здійснюється за допомогою таких систем автоматики: ШАУ – АБ (керує однією вентиляційною установкою в межах від мінус 10 до +15⁰С), “Среда - 1”(керує 8 вентиляційними установками в межах від мінус 20 до + 20⁰С), “Среда - 2” (керує режимом у цибулесховищах) в межах від мінус 20 до +60⁰С). Ці системи забезпечують: подачу в масу продукції зовнішнього повітря з нижчою температурою, що забезпечує її охолодження; періодичне вентилювання для подачі додаткового об’єму кисню в лікувальний період; прогрівання верхньої зони сховищ за допомогою рециркуляційних апаратів (електрокалориферів); аварійний захист продукції від переохолодження та перегрівання; автоматичне перекриття заслінки змішувального клапана при зупинці вентилятора; подачу команд на вимикання холодильних установок.

В овочесховищах з системою активного вентилювання температуру повітря контролюють: в припливній шахті, повітророзподільному каналі, в нижній і верхніх зонах сховища, а також в масі штабеля продукції на глибині 0,5 м від її поверхні.

В камерах холодильників з РГС датчики температури встановлюють в п’яти місцях: один в центрі, два біля повітроохолоджувача і два біля дверей.

Відносну вологість повітря (ВВП) у сховищах визначають за допомогою гігрометрів, психрометрів, добового та тижневого гігрографів.

Рисунок 8.4. Прилади контролю режимів зберігання

1 – гігрограф М – 21АН, 2 – гігрограф МВК, 3 – психрометр Ассмана, 4 – психрометр Августа, 5 – термограф М – 16АН.

Гігрометр – це прилад, що безпосередньо визначає відносну вологість за зміною довжини знежиреного волосся. При збільшенні вологості волосся подовжується, приводить в рух стрілку, яка переміщується по шкалі, на якій нанесені цифри відносної вологості повітря.

Гігрограф – самописний прилад (рисунок 8.4) для безперервної реєстрації зміни ВВП протягом доби або тижня. Прилад побудований аналогічно термографу. Робочою частиною, яка реагує на зміни вологості повітря, править пучок волосин, натягнутий на раму.

Пучок всередині надітий на гачок, який при допомозі системи важелів з’єднаний із стрілкою з пером. В залежності від вологості повітря довжина пучка змінюється, що надає рух важелям і стрілці, яка викреслює на стрічці барабана криву відносної вологості повітря.

Психрометри Августа і Ассмана (рисункм 8.4, 8.5) складаються з двох однакових ртутних або спиртових термометрів, які умовно називають “змоченим” і “ сухим ”. Резервуар змоченого термометра обгорнутий шматочком тонкої матерії (батист, марля), кінець якої опущений в посудину з дистильованою водою, його верхній край розміщують на відстані 3…4 см від резервуара термометра.

Рисунок 8.5. Психрометр Ассмана.

1 – трубочки, 2 – батист або марля, 3 – сухий термометр, 4 – змочений термометр, 5 – захисні пластини, 6 – загальний канал, 7 – вентиляторний диск, 8 – пружинний механізм приводу вентилятору.

З поверхні вологої матерії випаровується вода, і на цей процес витрачається тепло, тому “змочений” термометр показує нижчу температуру, ніж “сухий”. Процес випаровування іде тим інтенсивніше, чим нижча вологість повітря.

В психрометр Ассмана для стабілізації випаровування води вмонтований невеликий пружинний вентилятор для створення постійного потоку повітря біля кульок термометрів, при цьому показники приладу стають більш надійними. Розміщують психрометр Ассмана без вентилятора так, щоб до нього був вільний доступ потоків повітря; в застійному повітрі його показники дещо перекручені. За різницею температур сухого й змоченого термометрів, використовуючи таблиці (додаток Б1), які додаються до приладу, визначають відносну вологість повітря.

Замість скляних термометрів у сучасних психрометрах використовують термопари, термометри опору та напівпровідникові термометри. Останні дають змогу автоматизувати контроль вологості повітря. Їх недоліком є зниження точності показання при температурах нижче 0⁰С.

Найбільше практичне значення мають нині вологометричні прилади, які забезпечують дистанційність вимірювання та безпосередній відлік без використання первинних таблиць у широкому інтервалі температур.

Для вимірювання й регулювання ВВП у сховищах великої місткості використовують установку “Туман”, яка може регулювати ВВП у межах 30…90%.

Відносну вологість повітря у межах від 20 до 90% можна вимірювати і регулювати установкою ВВ4 при температурі повітря 5…40⁰С. Вона може складатись з трьох, шести або дванадцяти первинних перетворювачів вологості і температури ДНВТ – 2, які монтуються в захищених від тепла та води місцях, і вторинного приладу КСМ – 4, який дає змогу послідовно вмикати в схему вимірювання первинні перетворювачі. Постійне вимірювання ВВП в межах 10…100% при температурі від 0 до 40⁰С та сигналізацію про відхилення забезпечують гігрометри підігрівні ГП – 215, ГП – 225.

В технології зберігання плодів і овочів важливе значення має попередження запотівання продукції, яке буває причиною швидкого її псування.

Запотівання відбувається з таких причин:

- якщо температура у сховищі знижується нижче точки роси. При високій відносній вологості повітря, яка рекомендується для зберігання більшості плодів і овочів, запотівання може відбутися навіть при незначному зниженні температури. Конденсат випадає на самих охолоджених поверхнях – стінах, перекритті сховищ, на поверхні продукції;

- якщо охолоджену продукцію переносять з камери холодильника у тепле приміщення, на поверхні плодів і овочів утворюються крапельки конденсату.

Рисунок 8.6. Діаграма, що характеризує випадіння конденсату вологи при різних умовах.

Діаграма (рисунок 8.6) характеризує умови утворення конденсату (запотівання) при різній температурі продукції і різних комбінаціях температури і відносної вологості зовнішнього повітря.

Користуючись діаграмою, можна вирішувати важливі технологічні питання. Наприклад, якщо температура зовнішнього повітря нижча, ніж всередині сховища на 6⁰С, то після вентилювання ВВП у сховищі не підніметься вище 70%. Це необхідно враховувати при зберіганні цибулі.

При температурі зовнішнього повітря 20⁰С і ВВП 40% точка роси, як це видно з діаграми, дорівнює 6⁰С. Якщо продукція охолоджена до більш низької температури, при перенесенні із сховища вона запотіває, тому її слід попередньо витримати в приміщенні з температурою, вищою ніж в камері зберігання, і нижчою, ніж на зовні.

За діаграмою можна визначити, при якому знижені температури у сховищі наступить запотівання. Наприклад, при температурі у сховищі 4⁰С і ВВП 90% точка роси і утворення конденсату досягається при зниженні температури приблизно на 2⁰С.

Для визначення швидкості руху повітря у вентиляційних каналах сховищ, камерах зберігання використовують механічні та електричні анемометри і катотермометри.

Рисунок 8. 7. Чашковий анемометр.

1- чашечки, 2 – корпус з лічильним механізмом, 3 – лічильник одиниць та десятків обертів, 4 – лічильник тисяч обертів, 5 – лічильник сотень обертів, 6 - обмежник, 7 – важелі пускові, 8 – стержень з гвинтовою нарізкою.

Механічні анемометри – можуть бути чашкові та крильчасті (рисунок 8.7). Чашкові анемометри вимірюють швидкість руху повітря від 1 до 50 м/с, а крильчасті – від десятих долей до 3…4 м/с. Датчиком швидкості руху повітря є вертушка, що має чашечки (1) або крила. Чим вище швидкість руху повітря, тим більше частота обертання вертушки. Ось вертушки через передачу з’єднана з лічильним механізмом. Час розгону вертушки анемометра становить не менш 5 с, і тільки потім можна знімати показання. Для цього важелем 7 включають лічильник та секундомір. За допомогою лічильників 3,4,5 визначають, скільки обертів зробила вертушка за певний відрізок часу, а потім знаходять частоту обертання. Кожний анемометр має тарировочне свідоцтво з указанням залежності швидкості руху повітря від частоти обертання вертушки. За цим свідоцтвом і визначають швидкість руху повітря.

Катотермометри - використовують для вимірювання швидкості руху повітря менш 0,5 м/с. Він має вигляд термометру з циліндричною судиною для спирту висотою 40 мм і діаметром 16 мм з дном. Зверху судина переходить в капілярну трубку висотою 200 мм, яка має шкалу з границями температур від 38 до 35⁰С. Користуються цим приладом наступним чином: нагрівають його в воді до 40⁰С, після чого витирають та поміщають в потік повітря. Заміряють час, протягом якого катотермометр остудиться з 38 до 35⁰С. Темп охолодження прибору залежить від швидкості руху повітря, тому заміряний час і буде функцією від швидкості руху повітря. Використовуючи результати вимірювань, визначають швидкість руху повітря за номограмою, яка додається до катотермометра.

Електричні анемометри – використовують для дистанційного контролю швидкості руху повітря. Принцип дії цих приборів заснований на охолоджені потоком повітря провідника, який нагрівається електричним струмом. Чим вище швидкість руху повітря при постійній силі струму через провідник, тим інтенсивніше іде відведення теплоти, а отже, нижче температура провідника. Температуру провідника заміряють термопарами.

Для контролю за концентраціями двооксиду вуглецю і кисню в камерах використовують автоматичні самописні газоаналізатори (система газів – САГ - 1), або портативні хімічніц газоаналізатори типу ГХП – 3М, ГХП – 100, ВТІ – 2. Дію автоматичних газоаналізаторів час від часу перевіряють хімічними газоаналізаторами. Контроль складу середовища пристроєм САГ – 1 можна проводити від 0 до 20% за вмістом двооксиду вуглецю з точністю до + 0, 2%. Через систему пропускається від 0,015 до 0,03 м³/год газової суміші. Пристрій виводиться на стабільні показники після підключення чергової камери впродовж 5 хв. Тривалість роботи на кожну камеру задається програмою і становить від 5 до 30 хв. Для візуального контролю за складом середовища на лицьову панель шафи системи виведені сигнальні лампочки – вказівники номера камери, в якій беруть пробу, а також шкали газоаналізаторів та ручка керування газовим перемикачем.

6. Зміст роботи

6.1 Ознайомитись з улаштуванням та принципами дії приладів контролю режиму зберігання харчової продукції.

6.2 Перевірити роботу термометрів за наступною методикою.

У відро з льодом або снігом (утвореним з дистильованої води), що тануть, занурюють на 10 хвилин термометр і визначають його показники. Правильно відкалібрований термометр повинен показувати 0⁰С. Потім цю воду доводять до кипіння і перевіряють відмітку 100⁰С. Якщо показники термометра у відрі з льодом або киплячою водою не виходять за межі +0,2⁰С, то його можна використовувати з відповідною поправкою. Термометри, поправка яких виходить за межі +0,2⁰С, використовувати не рекомендується.

6.3 Скласти схему розміщення приладів у різних типах сховищ: буртах, траншеях, овочесховищах з природною, примусовою і активною системою вентиляції, в плодосховищах – холодильниках і холодильниках з РГС.

6.4 Проаналізувати за діаграмою (рисунок 8.8) умови запотівання продукту під час зберігання (за варіантом, додаток Б 2)

7. Оформлення звіту

7.1 Тема та ціль роботи

7.2 Описання конструкції (з рисунками) та принципу роботи приладів

7.3 Схеми розміщення приладів у сховищах.

7.4 Результати визначень за діаграмою умов відпотівання продукту

7.5 Висновки.

ЛІТЕРАТУРА

1. Найченко В. М., Осадчий О. С. Технологія зберігання і переробки плодів та овочів з основами товарознавства. – Київ: Школяр, 1999.- 502 с.

2. Холодильная техника и технология: Учебник/ Под ред. А. В. Руцкого. – М.:ИНФРА – М, 2000. – 286с.

3. Головкин Н.А. Холодильная технология пищевых продуктов. – М.: Легкая и пищевая пром – сть, 1984. – 240 с.

4. Данилов А. М. Холодильная технология пищевых продуктов. – Киев: «Вища школа «, 1974. – 254 с.

5. Маркова К. Д., Школьникова Е. Ф. Холодильная технология пищевых продуктов. – М.: Торговая литература, 1962. – 156 с.

Дата добавления: 2015-08-18