Учебный лабораторный стенд по исследованию процессов неизотермического перемешивания пищевых материалов

Комплектация лабораторного стенда:

• Лабораторный стол с металлической надставкой - 1 шт.
• Пульт автоматизации и управления - 1 комплект.
• Перемешивающий аппарат с частотно-управляемым приводом - 1 шт.
• Набор перемешивающих насадок - 1 комплект.
• Термостат с программным управлением теплового режима смеси - 1 шт.
• Датчик температуры - 1 шт.
• Датчик усилия - 1 шт.
• Частотный преобразователь - 1 шт.
• Многоканальная плата автоматического сбора данных и программного управления экспериментом, подключаемая к компьютеру - 1 шт.
• Методические описания по проведению лабораторных работ и программное обеспечение - 1 комплект.
• Кабель USB тип A-B для подключения лабораторной установки к компьютеру и ноутбуку - 1 шт.

Параметры функционирования лабораторной установки:

• электропитание 220 В, 50 Гц;
• температура окружающей среды в диапазоне от +10°C до +45°C;
• относительная влажность в диапазоне от 20% до 80%;
• максимальная потребляемая мощность 2 кВт;
• лабораторная установка имеет возможность подключения к компьютеру для передачи и фиксации данных, полученных в ходе работы установки в специализированном программном обеспечении сбора и обработки данных.

На учебном стенде размещены следующие элементы:

• Металлическая надставка. Надставка имеет на своей лицевой поверхности три клавишных выключателей, один двухполюсной автомат, одну индикаторную лампу и одну аварийную кнопку. Основание для металлической надставки выполнено в виде прямоугольной панели из ламинированной древесностружечной плиты.
• Пульт управления и автоматизации включает в себя 3 кнопки с подсветкой – однофазные выключатели на напряжение 220 В с частотой 50 Гц, максимальный ток 6А; однофазный автоматический выключатель на напряжение 220 В с частотой 50 Гц, максимальный ток 20А, защита от короткого замыкания в цепи; индикаторная лампа – диодная лампа с преобразователем на напряжение 220 В.
• Перемешивающий аппарат с частотно-управляемым приводом; регулируемое число оборотов; регулирование и поддержание температуры перемешиваемой смеси.
• Набор перемешивающих насадок.
• Термостат с программным управлением теплового режима смеси.
• Датчик температуры.
• Датчик усилия (чувствительный элемент датчика – тензометрический модуль с инструментальным усилителем сигнала. Чувствительный элемент закреплен на неподвижной части дежи, чтобы при возникновении поворотно момента на него создавалось воздействие, передаваемое на многоканальную плату сбора данных.
• Частотный преобразователь от входного напряжения.
• Многоканальная плата автоматического сбора данных и программного управления экспериментом, подключаемая к компьютеру (модуль подключения и усиления различных датчиков: температуры, давления, уровня, расхода, напряжения, тока. Поддержка всех видов термопар и датчиков температуры. Многоканальная плата имеет возможность и вручную и с персонального компьютера изменять калибровочные коэффициенты датчиков, запоминая их в собственной энергонезависимой памяти.
• Преобразователь сигнала RS 485 ModBUS RTU в USB 2.0.

Методические указания содержат подробное описание проведения экспериментов, которые проводятся на лабораторной установке. По каждой лабораторной работе в методических указаниях указаны теоретические сведения, подробный сценарий хода лабораторной работы (включая описание работы с установкой), последовательный алгоритм по обработке полученных данных, перечень контрольных вопросов для закрепления полученных знаний. Методические указания содержат описание следующих практических работ:
- Изучение закономерностей неизотермического перемешивания различных материалов;
- Изучение влияния конструктивных и режимных параметров на эффективность процесса перемешивания;
- Изучение приемов использования критериальных оценок для расчета процессов перемешивания;
- Определение мощности, потребляемой на механическое перемешивание;
- Непрерывное определение температуры смеси и момента вращения дежы при перемешивании.

Программное обеспечение сбора и обработки данных представляет отдельное приложение для операционной системы (ОС) Windows, которое взаимодействует (получает и передает данные) с многоканальной платы автоматического сбора данных и программного управления экспериментом посредством протокола ModBus-RTU. Программа сохраняет полученные данные в формате табличных процессоров MS Excel.

Лабораторные работы

1. Изучение закономерностей неизотермического перемешивания различных материалов;
2. Изучение влияния конструктивных и режимных параметров на эффективность процесса перемешивания;
3. Изучение приемов использования критериальных оценок для расчета процессов перемешивания;
4. Определение мощности, потребляемой на механическое перемешивание;
5. Непрерывное определение температуры смеси и момента вращения дежы при перемешивании.