Размещено на http://www.allbest.ru/

9. Современные способы получения электрической энергии. Общие характеристики электрических станций ГЭС, ТЭС, ТЭЦ, АЭС, ВЭС и др.

Производство электрической энергии и ее потребление -- процесс непрерывный и единый во времени. Электрическую энергию нельзя накапливать в больших количествах, не передавая ее потребителям. В каждый момент времени выработка электрической энергии должна соответствовать потреблению. Отдельные электростанции не могут обеспечить бесперебойную подачу электроэнергии. Поэтому по мере развития энергетики электрические станции, которые объединяют в системы, работают, параллельно на общую нагрузку. Их соединяют между собой линиями электропередачи.

Объединение электростанций в электроэнергетическую систему имеет важное значение для согласования работы станций различных типов, особенно тепловых и гидростанций. Мощности гидроагрегатов ГЭС в периоды паводков и в зимнее время различны. Весной основную нагрузку системы воспринимают гидростанции, на тепловых же станциях часть агрегатов останавливается, что дает возможность экономить топливо и проводить плановые ремонтные работы. В зимнее время роли тепловых и гидростанций меняются. Таким образом облегчается возможность создания экономически выгодных режимов для разных типов электростанций.

Создание энергосистем повышает надежность энергоснабжения и улучшает качество электроэнергии, обеспечивает постоянство напряжения и частоты, поскольку колебания нагрузки воспринимаются многими электрическими станциями.

Электроэнергетические системы линиями высокого напряжения объединены в более крупные объединенные энергосистемы (ОЭС). При параллельной работе нескольких энергосистем в составе ОЭС указанные преимущества проявляются в еще большей степени

В зависимости от вида используемых энергоресурсов и особенностей основного технологического процесса преобразования энергии электростанции подразделяют на тепловые (ТЭС), атомные (АЭС), гидравлические (ГЭС).

В настоящее время большая часть электроэнергии вырабатывается на этих станциях, причем основу советской энергетики составляют тепловые элекростанции.

На тепловых электростанциях преобразуется химическая энергия топлива сначала в механическую, а затем в электрическую.

Топливом для такой электростанции могут служить уголь, торф, газ, горючие сланцы, мазут. Тепловые электрические станции подразделяют на конденсационные (КЭС), предназначенные для выработки только электрической энергии, и теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), производящие кроме электрической тепловую энергию в виде горячей воды и пара. Крупные КЭС районного значения получили название государственных районных электростанций (ГРЭС).

Тепловые конденсационные электростанции имеют невысокий кпд (30-- 40%), так как большая часть энергии теряется с отходящими топочными газами и охлаждающей водой конденсатора. Сооружать КЭС выгодно в непосредственной близости от мест добычи топлива. При этом потребители электроэнергии могут находиться на значительном расстоянии от станции.

Коэффициент полезного действия ТЭЦ достигает 60--70%.

Такие станции строят обычно вблизи потребителей -- промышленных предприятий или жилых массивов. Чаще всего они работают на привозном топливе.

Рассмотренные тепловые электростанции по виду основного теплового агрегата -- паровой турбины -- относятся к паротурбинным станциям. Значительно меньшее распространение получили тепловые станции с газотурбинными (ГТУ), парогазовыми (ПГУ) и дизельными установками.

Первая в мире атомная электростанция (АЭС), преобразующая энергию расщепления ядер атомов тяжелых элементов в электрическую, была построена в 1954 г. в Советском Союзе -- Обнинская АЭС. Основным тепловым агрегатом АЭС, как и ТЭС, является паротурбинная установка. Средой, преобразующей тепловую энергию в механическую, также служит водяной пар. Принципиальное отличие АЭС от ТЭС состоит в том, что теплота, необходимая для выработки пара, получается не при сгорании топлива, а при расщеплении ядер тяжелых элементов в ядерных реакторах. Такими элементами являются природный изотоп урана-235 или получаемый искусственным путем изотоп урана-233 и плутония-239.

Из 1 кг урана можно получить столько же теплоты, сколько при сжигании примерно 3000 т каменного угля.

За годы, прошедшие со времени пуска в эксплуатацию первой АЭС, было создано несколько конструкций ядерных реакторов, на основе которых началось широкое развитие атомной энергетики в нашей стране.

Атомные электростанции классифицируют по типу реактора и в зависимости от числа контуров, по которым теплота, выделяющаяся в реакторе, может передаваться рабочему телу (пару) паровой турбины. Тепловая схема АЭС может быть двух- и трехконтурной. Таким образом, в трехконтурной АЭС контуры первичного теплоносителя, которым могут быть вода и пароводяная смесь, и рабочего тела (пара) разделены. В этой схеме радиоактивный контур включает не все оборудование, а лишь его часть, что упрощает эксплуатацию. Радиационная безопасность персонала и населения, что является важной задачей при эксплуатации атомных электростанций, достигается созданием весьма надежных конструкций, устройств защиты персонала от облучения, очисткой воды и воздуха, извлечением и надежной локализацией радиоактивных загрязнений.

Гидроэлектрическая станция (ГЭС) вырабатывает электроэнергию с помощью падающего потока воды, создаваемого разностью уровней верхнего и нижнего водяного пространства (верхнего и нижнего бьефов).

Принцип работы электростанции заключается в том, что поток воды, падающей с верхнего бьефа, направляется на лопатки рабочего колеса гидротурбины, установленной на нижнем бьефе. Колесо гидротурбины вращает ротор электрического генератора, вырабатывающего электроэнергию. Мощность ГЭС зависит от расхода и напора воды.

Разновидностью ГЭС является гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС), предназначенные для покрытия «пиковых» нагрузок и заполнения «провалов» в графиках потребления элекроэнергии. Работа ГАЭС заключается в смене двух раздельных во времени режимов: накопления энергии и отдачи ее потребителям. Такие станции оснащают обратимыми агрегатами, которые могут работать в режиме как двигателя, так и генератора.

Способность гидротурбинного оборудования ГЭС к быстрому изменению мощности позволяет использовать их для покрытия пиковой нагрузки и обеспечения равномерного режима работы тепловых и атомных электростанций.

Любая электростанция должна вырабатывать электроэнергию с возможно меньшими затратами. Для уменьшения стоимости 1 кВт установленной мощности на электростанциях одного и того же типа и параметров стремятся увеличить единичную мощность основных агрегатов и мощность электростанции в целом. Таким образом, с концентрацией мощностей удешевляется энергия и снижаются затраты на ее производство.

Всем известно, что в дореволюционной России при практически полном отсутствии электрификации сельского хозяйства крестьян выручали ветряные мельницы, которые мололи зерно. В настоящее время, к сожалению, такие мельницы прекратили свое существование, так как переработкой зерна занимаются крупные предприятия промышленности. Однако роль ветроэнергоустановок (ВЭУ) не потеряла своей актуальности для обеспечения энергией объектов, удаленных от центральных усадеб совхозов, колхозов.

19. Трехфазный асинхронный короткозамкнутый электродвигатель с фазным ротором. Устройство, принцип действия, способы соединения обмоток торможения.

электродвигатель электропривод электрическая станция

Асинхронные двигатели получили широкое применение в качестве электропривода различных механизмов. В настоящее время только в России ежегодно производится несколько десятков миллионов штук (80% всех двигателей) асинхронных двигателей по мощности от нескольких ватт до нескольких сот киловатт.

Трехфазные асинхронные электрические двигатели с короткозамкнутым ротором широко применяют в народном хозяйстве, но они имеют ряд недостатков: невозможность плавного регулирования частоты вращения, большой пусковой ток и др. Этих недостатков можно избежать, если вместо короткозамкнутого ротора применить фазный ротор.

Фазный ротор устроен следующим образом: в пазах ротора размещена трехфазная обмотка, подобная обмотке статора;

фазы обмотки ротора соединены звездой; начала фаз соединены соответственно с тремя контактными кольцами, которые изготовлены из меди или латуни и укреплены на одном валу с ротором. Контактные кольца изолированы друг от друга и от вала. К контактным кольцам прижаты угольные или металлографитные щетки, установленные на щеткодержателе, укрепленном на подшипниковом щите.

Для пуска двигателя с фазным ротором щетки соединяют с пусковыми или регулировочными реостатами. Эти реостаты позволяют уменьшить пусковой ток, так как благодаря им увеличивается общее сопротивление обмотки ротора. Реостаты используют также для плавного регулирования частоты вращения двигателя и изменения других рабочих характеристик.

Принцип действия и устройство двигателя

Асинхронные машины используют в основном в качестве электрических двигателей и крайне редко в качестве генераторов.

Рассмотрим принцип действия асинхронного трехфазного электрического двигателя.

При вращении магнита (рис. 1, а) в направлении, указанном стрелками, короткозамкнутый виток аб (показан в разрезе) пересекается магнитным потоком. В витке возбуждается индукционный ток, направление которого определяют по правилу правой руки (учитывается относительное движение витка). В результате взаимодействия индукционного тока и магнитного поля вращающегося магнита возникает пара сил F2 и F2 (их направление определяют по правилу левой руки), приводящая виток во вращение. Вращается виток в том же направлении, что и магнитное поле, но со скоростью, меньшей скорости вращения магнитного поля (иначе магнитный поток, пересекающий виток, не был бы переменным, и в витке не возникал бы индукционный ток). Поэтому вращение витка относительно поля является асинхронным.

В асинхронном трехфазном двигателе (рис. 1, б) вращающееся магнитное поле создается в результате прохождения тока по трем фазам обмотки статора, расположенным под углом 120° по отношению друг к другу. Ротор у данного двигателя короткозамкнутый. Эти трехфазные асинхронные электрические двигатели широко применяют в промышленности и сельском хозяйстве для приведения в действие станков, машин и механизмов.

Рис. 1. Трехфазный асинхронный двигатель:

а -- схема, поясняющая принцип действия асинхронного электродвигателя; б -- устройство асинхронного трехфазного электродвигателя с короткозамкнутым ротором; 1 -- вал, 2 -- шариковый подшипник; 3--подшипниковый щит; 4 -- ротор, 5 -- обмотка статора, 6 -- сердечник статора; 7 -- станина; 8 -- лопасти вентилятора; 9 -- коробка с зажимами; 10 -- лапа с отверстиями для крепления двигателя к фундаменту.

Основные характеристики двигателя

К основным техническим характеристикам трехфазного асинхронного электрического двигателя относятся мощность, частота вращения, коэффициент полезного действия, коэффициент мощности (cos ц), масса. Есть и другие важные характеристики двигателя, о которых будет сказано ниже.

Относительное отставание ротора от вращающегося магнитного поля характеризуется скольжением, которое определяется по формуле:

,

где s -- скольжение;

п1 -- частота вращения магнитного поля статора;

п -- частота вращения ротора.

Учитывая, что частота вращения магнитного поля , можно определить частоту вращения двигателя по формуле:

.

Меняя число пар полюсов обмотки статора, можно регулировать частоту вращения магнитного поля, а следовательно, и частоту вращения асинхронного двигателя.

Важной характеристикой асинхронного двигателя служит вращающий момент. Он создается благодаря действию сил, обусловленных взаимодействием магнитных полей статора и ротора. Значение вращающего момента зависит от скольжения. Устойчивая работа двигателя возможна лишь при скольжении, которому соответствует возрастание вращающего момента, например, при скольжении SA и вращающем моменте МА. При скольжении же SБ и моменте МБ частота вращения двигателя станет уменьшаться и может дойти до нуля.

При пуске асинхронного электродвигателя вращающееся магнитное поле пересекает обмотку ротора с большей скоростью, чем при работе двигателя, так как в момент его пуска ротор неподвижен. Вследствие этого в обмотке ротора индуцируется большая по сравнению с номинальной ЭДС, а значит, по обмотке проходит и больший ток. Увеличение силы тока в обмотке ротора вызывает соответствующее увеличение силы тока в обмотке статора (это можно объяснить, опираясь на правило Ленца и закон сохранения энергии). Таким образом, при пуске асинхронного двигателя по обмотке статора проходит ток, в 5--7 раз превышающий номинальный. Поэтому пусковой вращающий момент больше номинального. Номинальный вращающий момент, как было сказано выше, меньше максимального вращающего момента. Вследствие этого пользуются следующими тремя характеристиками двигателя: кратность пускового тока, кратность пускового момента и кратность максимального момента.

До середины 70-х гг. у нас в стране выпускали трехфазные асинхронные электрические двигатели серии А2 (защищенное исполнение) и А02 (закрытое обдуваемое исполнение). Эти двигатели и сейчас широко распространены в различных отраслях народного хозяйства. В обозначении типа двигателей данной серии число, стоящее после дефиса (черточки) за буквами, условно указывает габаритные размеры (длину и ширину) двигателя, после второго дефиса ставят цифру, указывающую число полюсов, например А2-61-8, А2-92-8, А02-52-4. В паспорте данных двигателей указываются и другие сведения, которые нужно учитывать при эксплуатации двигателей.

Электрические двигатели серии А2 и А02 рассчитаны на работу при напряжении 220 В (соединение звездой) и 380 В (соединение треугольником).

На базе двигателей серии А2 и А02 созданы и выпускаются в настоящее время двигатели единой серии 4А. Они рассчитаны на номинальные напряжения 220, 380, 660 В и мощность от 0,12 до 400 кВт (при частоте вращения 1500 об/мин). Двигатели серии 4А отличаются от серии А2 и А02 главным образом следующим: меньшие габаритные размеры, повышенная нагревостойкость и механическая прочность изоляции, меньший уровень шума и вибраций, большее удобство монтажа и эксплуатации, повышенная надежность.

Основные технические данные трехфазных асинхронных электрических двигателей серии 4А (мощность от 0,12 до 11 кВт)

Монтаж и включение электрического двигателя

Трехфазный асинхронный двигатель устанавливают на лапах и укрепляют с помощью болтов или вмонтируют в оборудование (например, в станок), которое приводится в действие этим двигателем.

Концы фаз обмотки статора соединены с зажимами, расположенными в коробке на станине двигателя. Перед включением двигателя в сеть фазы обмотки статора соединяют звездой или треугольником. Затем к зажимам двигателя присоединяют провода (кабель), которые через коммутационный аппарат (рубильник, магнитный пускатель и т. п.) соединяют двигатель с сетью.

Если начала и концы фаз на коробке зажимов не обозначены (нет их маркировки), то выполняют следующее:

определяют выводы, принадлежащие одной и той же фазе (с помощью омметра, авометра или контрольной лампы), выводы маркируют;

определяют начала и концы фаз: если при включении фазы XI, Х2 в сеть вольтметр не покажет наличия напряжения, то Х4 и Х5 являются либо началами, либо концами фаз (принимается условно); если же вольтметр покажет наличие напряжения, то вывод Х5 является, например, началом, а вывод Х4 -- концом; выводы маркируют.

Физическая сущность данного опыта заключается в следующем. При изготовлении обмотки провода наматывают в определенном направлении, например, по часовой стрелке. Если фазы ХЗ, Х4 и Х5, Х6 соединены таким образом, чтобы совпадали направления намотки их витков, то при прохождении переменного тока по фазе XI, Х2 индуцирующиеся в фазах ХЗ, Х4нХ5, Х6ЭЦС будут складываться, а значит, вольтметр покажет наличие напряжения. В данном случае можно считать, что ХЗ и Х5 -- начала фаз, а Х4 и Х6 -- концы (принимается условно, так как ХЗ и Х5 можно назвать концами фаз, а Х4 и Х6 -- началами). Если же фазы ХЗ, Х4 и Х5, Х6 соединены так, что направления намотки их витков противоположны, то индуцирующиеся в них ЭДС будут противодействовать, а значит, напряжение на участке Х3--Х6 в целом окажется равным нулю. В этом случае, если принять ХЗ за начало фазы, Х5 является концом фазы. Определив указанным способом начала и концы фаз ХЗ, Х4 и Х5, Х6, меняют местами фазы XI, Х2 и ХЗ, Х4, а затем повторяют опыт. Однако в последнем опыте уже известны начало и конец фазы Х5, Х6, поэтому в зависимости от показания вольтметра определяют начало и конец фазы XI, Х2.

Для изменения направления вращения вала двигателя (реверсирования) нужно поменять местами два линейных провода, с помощью которых двигатель подключают к сети.

Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя изменением числа пар полюсов осуществляется лишь ступенями.

Регулирование частоты вращения изменением скольжения достигается включением регулировочного резистора в цепь ротора. Недостатком этого способа является увеличение электрических потерь в цепи ротора, которые пропорциональны скольжению. Однако этот способ позволяет осуществлять плавную регулировку, поэтому он получил наибольшее распространение.

29. Электропривод машин по доению и первичной переработке молока. Схемы включения привода

В подсобных хозяйствах с поголовьем до 10 коров удобно использовать передвижную доильную установку УДПС-1 (рис. 5). От установки АИД-01, УДИ-1, "Березка" и других она отличается тем, что на ней установлен водокольцевой насос.

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДПС-1 включает водокольцевой вакуумный насос 12, электродвигатель 3, бак для воды 6, вакуумный бачок, вакуумметр 11, вакуумный кран 8, доильный аппарат 4, электрокабель с вилкой 2, пульт управления 5, колеса 7, ручку 1, площадку для доильного ведра с ограждениями 13, муфту с кожухом 14 и регулятор вакуума 9.

Рабочий процесс протекает так. В бак для воды заливают около 10 л воды, а перед первым пуском в насос через шланг заливают также 0,5 л воды. Вилку кабеля подключают в однофазную сеть напряжением 220 В и частотой 50 Гц. Включают электродвигатель и по вакуумметру устанавливают величину вакуума 0,5 кГс/см2. Открывают вакуумный кран и проверяют работу пульсатора доильного аппарата. Промывают доильный аппарат. После этого начинают дойку. Закончив доение, установку промывают.

39. Электронагревательные элементы и провода. Элементные водонагреватели

Преобразование электрической энергии в другие виды энергии, в основном используемые в производстве и быту, осуществляется электротехническими устройствами, принцип действия которых основан на способности электрического тока при прохождении через резистивные и реактивные элементы, через воздух и газы при определенных условиях, преобразовываться в тепловую, световую, звуковую и другие виды энергии, а также в электромагнитную энергию (создавать магнитное и электрическое поля).

Эффективная работа электротехнических устройств -- преобразователей энергии -- обеспечивается при определенных параметрах электрического напряжения и тока (значение, форма и частота) и управлении ими. Для этого используют специальные преобразователи электрической энергии: трансформаторы, преобразователи частоты, выпрямительные устройства, инверторы, регуляторы напряжения и тока, электрические аппараты и др.

Преобразование электрической энергии в тепловую основано на следующих физических явлениях: прохождении тока через сопротивления, электрической дуге, индукционном нагреве и др.

В устройствах с нагревательным сопротивлением основным элементом является металлический проводник с повышенным электрическим сопротивлением и высокой температурой плавления. Выделяемая в этом элементе электрическая энергия WЭ = RЭI2t преобразуется в теплоту, в результате чего элемент нагревается, а теплота WT передается в окружающую среду. В установившемся режиме WЭ = WT, откуда

RЭI2t= бТ S ИР

где ИР = ИЭ -- ИCР -- разность температур элемента и окружающей среды: бТ -- коэффициент теплоотдачи с поверхности элемента, S -- площадь поверхности нагревательного элемента.

К устройствам с нагревательным элементом относят электроплиты, нагревательные печи, электрокипятильники и др. Чем выше допустимый нагрев элемента ИЭ, тем эффективнее работа нагревательного устройства.

Наиболее интенсивное преобразование электрической энергии в тепловую происходит при возникновении электрической дуги. Как известно из физики, при разведении первоначально соприкасающихся металлических или угольных электродов, подключенных к источнику напряжения, между ними возникает электрический разряд, называемый электрической дугой. Сила тока в дуге может достигать огромных значений (тысячи и десятки тысяч ампер) при напряжении в несколько десятков вольт. При возникновении электрической дуги происходит термоэлектронная эмиссия с раскаленной поверхности катода и термическая ионизация молекул, обусловленная высокой температурой газа. Практически все межэлектродное пространство заполнено высокотемпературной плазмой, служащей проводником, по которому быстро перемещаются электроны от катода к аноду. Температура плазмы может достигать 10000 К.

Электрическая дуга применяется для сварки металлических деталей и в электропечах для плавки качественных сталей и различных тугоплавких материалов.

Наряду с широким использованием электрической дуги в производстве, в ряде аппаратов она является нежелательной, например в коммутационных электрических аппаратах или в линиях электропередач -- здесь электрический разряд между проводами, проводами и опорами, называемый коронным, приводит к увеличению электрических потерь.

В практике широко используется индукционный нагрев. Его применяют для поверхностной закалки сталей, нагрева, отжига и плавления металлов. Как известно, если поместить деталь в переменное магнитное поле, то в нем индуцируются (наводятся) токи, называемые вихревыми. Эти токи зависят от формы детали, типа металла, от направления и скорости изменения магнитного поля. Вихревые токи из-за малого сопротивления металла могут быть очень большими и вызывать его значительное нагревание. Глубина проникновения вихревых токов (магнитного поля) зависит от скорости (частоты) изменения магнитного поля, так как они создают собственное магнитное поле, которое направлено навстречу внешнему магнитному полю, вызвавшему их появление.

Чем больше частота изменения внешнего поля, тем сильнее противодействие поля вихревых токов и меньше глубина проникновения их внутрь тела.

Глубина проникновения вихревых токов может быть определена по формуле

где г, µ.а--электропроводимость и магнитная проницаемость материала.

Способность вихревых токов создавать собственное поле, противодействующее внешнему полю, используется в технике магнитных экранов. Во многих случаях вихревые токи бывают нежелательными, так как вызывают дополнительные потери и нагревание магнитопроводов электротехнических устройств (электрические аппараты, электрические машины, трансформаторы и др.).

Для уменьшения действия вихревых токов в этих устройствах их магнитопроводы набирают из тонких пластин, изолированных одна от другой.

Преобразование электрической энергии в световую основано на нагревании проводника до высокой температуры (температурные источники света) и на оптическом излучении при дуговом разряде в газах, вызываюшем люминесцентный эффект при движении заряженных частиц в газонаполненном пространстве (люминесцентные источники света). Электрическая энергия в механическую преобразуется в электрических машинах и аппаратах, электроизмерительных приборах.

Их принцип работы основан на физическом законе электромагнитных сил, из которого следует, что если проводник с током поместить в магнитное поле, то на проводник действует электромагнитная сила FЭМ, значение которой определяется как FЭМ = BIl, где В -- магнитная индукция, В*с/м2; I -- ток, А; l -- длина проводника, м.

Направление действия этой силы определяется по правилу левой руки. При равномерном движении проводника со скоростью v электромагнитная сила FЭМ должна уравновешиваться механической силой. FЭМ = FMEX -- это уравнение механического состояния равномерно движущегося проводника с током. Если левую и правую части уравнения умножить на скорость v, то получим уравнение преобразования электрической мощности (энергии) в механическую, которое имеет вид

FЭМ v = FMEXv,

или

PЭМ -- PМEX

Примером водонагревателя служит электронагреватель в автоматических стиральных машинах. По достижении водой определенного уровня клапан горячего водоснабжения закрывается и включается трубчатый электронагреватель, который нагревает воду до температуры 60 0С, при этом двигатель вращает барабан. Затем вода нагревается до 90°С с реверсированием вращения барабана, после чего происходит включение ТЭНа; стирка в течение 5 мин с реверсированием и т.д.

Нагрев и контроль температуры моющего раствора осуществляется соответственно при помощи нагревателя и датчиков реле температуры.

49. Электрифицированное оборудование пунктов промышленного типа и переработка продукции растениеводства

Одним из видов переработки продукции растениеводства является консервирование. Например, консервирование огурцов в заводских условиях стерилизация идет в автоклавах. Преимущественно применяют вертикальные автоклавы, представляющие собой стальные цилиндры с плотно закрывающимися винтовыми зажимами верхними крышками. В нижней части автоклава предусмотрен ввод пара через круговой барботер. В верхнюю часть подают воду, из нижней происходит ее слив. В верхней крышке есть кран для продувки, т. е. удаления воздуха из аппарата. Автоклав снабжен термометром и манометром для контроля температуры и давления при стерилизации, а также предохранительным клапаном, рассчитанным на давление 3 атм.

Заполненные продукцией и укупоренные банки устанавливают в перфорированные металлические корзины, которые с помощью электротельфера (подъемника) опускают в автоклав. Вода в автоклаве при загрузке банок должна быть предварительно нагрета до температуры на 10--15°С выше, чем температура продукции. Затем крышку закрывают и в соответствии с формулой стерилизации повышают давление и температуру постепенно впуском пара вплоть до стерилизующего уровня. Одновременно насосом подают воздух для создания противодавления. Выдерживают установленное время стерилизации, затем -- также в соответствии с формулой стерилизации -- постепенным впуском холодной воды в верхнюю зону и выпуском горячей из нижней охлаждают автоклав. Если давление превысило норму, его снижают, спуская воду через сливную трубу. Если температура поднялась выше нормативной, перекрывают подачу пара и снижают ее подачей холодной и спуском горячей воды, но не нарушая противодавления.

Повышение давления в автоклаве необходимо для поднятия температуры воды выше уровня 100 °С. Кроме того, давление в автоклаве препятствует срыву крышек и деформации банок, так как при нагревании в них вследствие расширения продукта и воздуха также повышается давление. Таким образом, для компенсации давления в банках давление в автоклаве также должно быть повышенным, что называется противодавлением.

Разработаны приборы автоматического регулирования температуры и давления в автоклаве во время стерилизации. Программа регулирующим датчикам и исполнительным механизмам задается программирующим устройством. По окончании охлаждения автоклава и при выравнивании давления в нем с атмосферным крышку снимают, корзины с консервными банками выгружают, банки этикетируют, устанавливают в деревянные ящики или картонные коробки и отправляют на склад или реализацию.

При производстве консервов способом тепловой стерилизации плоды и овощи калибруют и сортируют на столах, транспортерах или специальных сортировально-калибровочных установках. Иногда калибровку и сортировку проводят после мойки на барабанных, лопастных, элеваторных или вентиляторных моечных машинах (рис. 6). Ванна машины заполняется водой, которая бурлит за счет подачи воздуха вентилятором снизу и основательно промывает овощи и плоды. Они выносятся из ванны жестким транспортером, по пути ополаскиваются из душевых установок. Верхний горизонтальный участок транспортера можно использовать для инспекции сырья. Если это предусмотрено технологическими инструкциями, после мойки следует очистка, например, на абразивных клубне- и корнечистках с ручной дочисткой. Затем продукцию измельчают на корнерезках, дробилках, протирочных машинах.

Бланширование (от франц. bianchir -- отбеливать) применяется при производстве почти всех видов консервов и заключается в кратковременной обработке сырья кипящей водой или паром. При бланшировании разрушаются окислительные ферменты, что предотвращает потемнение продукта от окисления дубильных веществ. Кроме того, процесс способствует сохранению витаминов, так как разрушаются окисляющие их ферменты. Продукт частично сваривается, становится эластичнее и меньше по объему, вследствие того что из тканей удаляется воздух. Проницаемость кожицы и тканей увеличивается. Это облегчает пропитывание их сиропами или высушивание, кожицу легче удалить, если это предусмотрено технологией. Обсемененность эпифитной микрофлорой также резко снижается.

Для замораживания плодоовощных продуктов применяют многоплиточные скороморозильные аппараты контактного действия. Замораживание в них происходит достаточно быстро, так что клетки остаются целыми и клеточный сок после размораживания не вытекает. В аппарате имеется несколько полых плит, по которым циркулирует хладагент. Плиты собраны в виде этажерки, расстояние между ними можно менять при помощи гидравлического устройства. Коробки с подготовленными плодами и овощами размещают на плитах, сдвигая их с помощью гидравлического пресса, так что получается контакт с продукцией через тонкий слой упаковки, и замораживают при температуре минус 30--35 °С. Процесс длится в зависимости от хладопроизводительности установки, свойств сырья и упаковки 2--4 ч.

Применяют и другие типы морозильных устройств. Туннельные морозилки представляют собой камеры с интенсивным воздушным охлаждением, они могут быть значительной длины. Эти установки универсальны, их можно использовать для замораживания продукции разных видов и, если необходимо, для хранения. Замораживание в туннельных морозилках происходит в течение более длительного времени, иногда до одних суток. Наряду с установками периодического действия существуют конвейерные морозилки непрерывного действия. Наиболее совершенный способ -- замораживание в токе жидкого азота. Температура его испарения минус 196 °С, поэтому замораживание происходит очень быстро.

Скороморозильная промышленность и соответствующее оборудование торговых предприятий и транспорта в нашей стране быстро развиваются.

Выделение крахмала из клубней картофеля. Клубни моют в моечных машинах различных конструкций, чаще всего -- кулачных. Затем их подают на терочную машину, на барабане которой укреплены стальные пилки, стирают клубни в более или менее однородную массу. В терочной машине есть колодки, при помощи которых можно регулировать зазор между ними и барабаном, добиваясь тем самым нужной степени измельчения клубней. Измельчать ткани нужно тщательно, чтобы по возможности каждая клетка была нарушена -- тогда выход крахмала будет высокий.

На Бирюлевском экспериментальном заводе специалистами ФНПЦ «Прибор» запущена автоматизированная линия вакуумной упаковки пищевых концентратов производительностью до 1000000 упаковок в год, в составе которой представлены все типы упаковочной техники: автомат-группиратор концентратов, термотоннель для усадки полимерной пленки, вертикальная упаковочная машина, транспортная система и вакуумная упаковка.

Более 5 лет предприятие выпускает оборудование для переработки продукции растениеводства:

- установки инфракрасной обратимой сушки с загрузкой до 120 кг, позволяющие сушить овощную и плодово-ягодную продукцию в низкотемпературном режиме за относительно короткое время;

- установки прямой переработки зернового сырья в готовую к употреблению продукцию методом взрывного брикетирования;

- экструзионное оборудование для получения готовых завтраков с участком нанесения вкусовых добавок.

В Федеральном научно-производственном центре "Прибор" создано технологическое оборудование для переработки молока на основе минипивоваренных заводов.

Безусловно, пиво и молоко далеко не одно и то же, но технологическое оборудование, используемое для производства пива и переработки молока, по многим позициям совпадает. И в том, и в другом случае необходимо иметь емкости для хранения (молока) и брожения (пива), холодильные установки, насосы, трубопроводы, другие подобные агрегаты. Так, на основе технологического единства достаточно быстро были созданы заводы малой и средней мощности (до 10 т в сутки) по переработке молока. Они эффективно используются в тех хозяйствах, где много молока, но есть трудности с его транспортировкой и сбытом.

Федеральный научно-производственный центр "Прибор" на базе мини - пивоваренных заводов создал заводы по переработке молока. Безусловно, пиво и молоко далеко не одно и то же, но технологическое оборудование, используемое для производства пива и переработки молока, по многим позициям совпадает. И в том, и в другом случае необходимо иметь емкости для хранения (молока) и брожения (пива), холодильные установки, насосы, трубопроводы, другие подобные агрегаты. Так, на основе технологического единства достаточно быстро были созданы заводы малой и средней мощности (до 10 т в сутки) по переработке молока. Они эффективно используются в тех хозяйствах, где много молока, но есть трудности с его транспортировкой и сбытом.

59. Классификация электроустановок и помещений по степени опасности поражения в них людей электрическим током.

Требования безопасности зависят от вероятности и возможной тяжести электропоражения в тех или иных условиях эксплуатации электрооборудования. Поскольку сопротивление тела человека непостоянно, трудно оценивать условия безопасности по току, который может проходить через тело человека при электропоражении. Поэтому электроустановки классифицируют по значению напряжения. До недавнего времени различали установки высокого и низкого напряжения, то есть установки, где напряжение между любым из проводов и землей может длительно превышать 250 В, и установки, где этого нет. Однако при напряжении 220 В и более низком случаи со смертельным исходом бывают чаще, так как эти установки шире распространены и подчас с ними связаны лица, не имеющие электротехнических знаний. Кроме того, термин «низкое напряжение» многие понимают как «безопасное напряжение» и пренебрегают требованиями безопасности. Теперь правила безопасности различают установки с номинальным напряжением до и выше 1000 В. Применяют также термин «малое напряжение». Это номинальные напряжения до 42 В.

Безопасность обслуживания электрооборудования зависит от характера среды, в которой оно работает. Например, жара и влажность способствуют как быстрому ухудшению изоляции, так и снижению сопротивления кожи человека. По степени опасности поражения электрическим током помещения делят на три класса.

1. Помещения без повышенной опасности, в которых отсутствуют признаки помещений двух других классов.

2. Помещения с повышенной опасностью, имеющие один из следующих признаков: а) сырые, то есть с относительной влажностью воздуха, длительно превышающей 75 %; б) с проводящей пылью, выделяющейся по условиям производства в таком количестве, что она может оседать на проводах, проникать внутрь машин и аппаратов и ухудшать их изоляцию или охлаждение; в) с токопроводящими полами (земляные, сырые деревянные); г) жаркие (с температурой более + 35°С постоянно или периодически -- более 1 суток); д) с возможностью одновременного прикосновения человека к металлическим корпусам электрооборудования, с одной стороны, и к соединенным с землей металлоконструкциям здания или механизмам -- с другой.

3. Помещения особо опасные, имеющие один из следующих признаков: а) особо сырые (относительная влажность воздуха близка к 100%, при этом потолок, стены и все предметы покрыты влагой); б) с химически активными парами, газами, разрушающими изоляцию; в) имеющие одновременно два или более признаков помещений с повышенной опасностью.

К помещениям первого из этих классов относятся, например, учебные лаборатории при условии, что электрическая аппаратура установлена достаточно далеко от радиаторов и труб отопления и водопровода и не связана с землей. Ко второму классу можно отнести, например, склады с земляными полами, а к третьему -- бани, коровники.

Согласно ГОСТ 12.1.013 -- 78 (электробезопасность в строительстве), различают не помещения, а условия повышенной или особой опасности, которые могут быть или не быть и вне помещений, причем жаркими считаются не только условия при температуре более +35°С длительно, но и более + 40°С кратковременно. Особо сырыми являются условия, когда на рабочем месте -- снег, дождь или частое обрызгивание.

Помещения, содержащие электроустановки, различают еще и по доступности электрооборудования для неквалифицированного в области электробезопасности персонала. Электропомещениями называют помещения или части их (огороженные, например, сетками), доступные только для квалифицированного обслуживающего персонала. В них установлено находящееся в эксплуатации электрооборудование, предназначенное для производства, преобразования или распределения электроэнергии. Требования к конструкции оборудования, к его изоляции здесь могут быть менее строгими, чем в остальных помещениях, где с электрооборудованием, предназначенным для использования электроэнергии, соприкасаются и лица, не имеющие электротехнической подготовки.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.П. Семаков, Н.А. Зубрилова, ЗАО "Институт Гипромясомолпром";Канд. техн. наук А.Л. Вассерман, 000 НПФ "АГАМА" Оригинал: "Мясная Индустрия" №8, 2002 г.

2. Жеребцов И. П. Электрические и магнитные цепи. Основы электротехники.-- 2-е изд., перераб. и доп. -- Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отделение, 1987. -- 256 с.: ил.

3. Котельников С.К. Справочник сельского электромонтера. Челябинск, Кн. изд., 1963 г. 228 стр. (Челяб. обл. управление «Челябсельэнерго»).

4. Луковников А. В. Охрана труда. -- 5. изд., перераб. и доп.-- М,: Колос, 1984.--288 с., ил. -- (Учебники и учеб, пособия для высш. с.-х. учеб, заведений).

5. Поляков В. А. Электротехника: Учеб. пособие для учащихся 9 / 10 кл. -- М.: Просвещение, 1982. --239 с. ил.

6. Поляков В. А. Электротехника: Учеб. пособие для учащихся 9 / 10 кл. -- М.: Просвещение, 1982. --239 с. ил.

7. Сельский механизатор. 1998 N 2 c.22-23 N 2 c.27-28. П1847

8. Соколова Е. М. Электрическое и электромеханическое оборудование: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. учреждений сред. проф. образования. - М.: Мастерство, 2001. - 224 с.

9. Широков Е. П. Технология хранения и переработки плодов и овощей с основами стандартизации.-- М.: Агропромиздат, 1988.-- 319 с.: ил.-- (Учебники и учеб, пособия для студентов высш. учеб, заведений).

10. Электротехника: Учеб для ПТУ/Шихин А. Я., Белоусова Н. М., Пухляков Ю. X. и др ; Под ред. А. Я. Шихина. -- М.: Высш. шк., 1989. -- 336 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru