ВСТУП

Лабораторний практикум охоплює основні розділи курсу «Процеси і апарати харчових виробництв» та надає можливість виконати лабораторні роботи без попереднього прослуховування лекцій (за навчальним планом лабораторні заняття можуть проводитися паралельно або до прослуховування лекцій за окремою тематикою). Для цього у кожній лабораторній роботі викладаються теоретичні положення і основні розрахункові формули необхідні для її виконання.

Опис кожної лабораторної роботи надається за єдиним планом: мета роботи, основні теоретичні положення, опис устаткування, методика виконання роботи, обробка отриманих даних. Для запису експериментальних і розрахункових даних наводяться форми протоколів. Наприкінці кожної роботи наводяться контрольні питання та тестові завдання для самоперевірки знань студентів.

Порядок виконання лабораторних робіт

1. Студенту необхідно завчасно підготуватися до виконання роботи, вивчивши відповідний матеріал, викладений у підручнику, лекційному курсі і методичних вказівках. При цьому студент повинен засвоїти: призначення і особливості досліджуваного процесу, зміст роботи, фізичний зміст величин що визначаються, їхній вплив на процес, методику виконання роботи, конструктивну будову установки і окремих її елементів.

2. До початку занять студент повинен у своєму робочому зошиті відобразити короткий опис мети і методики виконання роботи, схему установки і форму протоколу експериментів.

3. Перед початком роботи студент з'ясовує у викладача питання, що виникли під час підготовки, після чого проходить контроль знань для з'ясування рівня теоретичної підготовки і допуску до роботи.

4. Студенти, які одержали допуск до виконання лабораторної роботи, приступають до експериментальних досліджень відповідно до цих методичних вказівок. Пуск установки здійснюється тільки з дозволу та у присутності викладача чи лаборанта.

5. Під час виконання лабораторної роботи не можна залишати без догляду працюючі установки.

6. Про всі зауваження, неполадки і несправності в роботі експериментальних установок студенти зобов'язані негайно довести до відома викладача чи лаборанта.

7. Виміри всіх необхідних параметрів кожен студент у процесі роботи записує до підготовленого протоколу.

8. Вимикати установку дозволяється тільки після перевірки викладачем результатів експерименту у протоколі.

9. За результатами зроблених вимірів студенти виконують розрахунки необхідних величин, складають схеми, графіки, діаграми, таблиці, а також проводять аналіз отриманих результатів.

10. Після закінчення роботи студент подає викладачу на підпис протокол експериментів і виконаний розрахунок, приводить до ладу своє робоче місце.

11. Після цього, за умови правильно виконаних експериментів та розрахунків, і повністю оформленого та захищеного звіту студенту зараховується виконання роботи.

Оцінка результатів роботи студентів за курсом «Процеси і апарати харчових виробництв» проводиться у вигляді захисту курсового проекту та екзамену. До екзамену можуть бути допущені лише ті студенти, які за результатами складання поточного модульного контролю (ПМК) отримали не менше 35 балів. Максимальна сума балів, які може отримати студент під час здачі ПМК складає 60 балів.

За виконання лабораторних робіт студент може отримати 42 бали. Максимальна кількість балів за виконання кожної з представлених у методичній розробці лабораторних робіт, які виконуються під час освоєння модулів, складає 6 балів.

Лабораторна робота № 1 Контрольно-вимірювальні прилади

Мета роботи:	1.Вивчити будову приладів для вимірювання температури, тиску, ваги, швидкості повітря, щільності суміші рідин й ін.
	2.Придбати практичні навички роботи з термометрами, термопарами, мультиметром, манометрами, мано-вакуумметрами, вагами.

Основні теоретичні положення Прилади для вимірювання температури

Температура (від лат. temperature - нормальний стан) - величина, що характеризує тепловий стан, тобто ступінь нагріву тіла.

Вимірюють температуру термометрами в градусах різних температурних шкал: F (Фаренгейт), R (Реомюр), С (Цельсій), К (Кельвін).

За шкалою Кельвіна вимірюється абсолютна температура, яка відлічується від абсолютного нуля та дорівнює температурі за шкалою Цельсія, плюс 273,16 градусів.

При цьому .

Температура, рівна абсолютному нулю, характеризує ідеалізований стан речовини, при якому хаотичний тепловий рух складових його молекул відсутній і речовина володіє тільки так названою нульовою енергією.

Температуру вимірюють термометром.

Для виміру температури у лабораторіях використовуються прилади, принцип дії яких заснований:

1) на здатності рідини розширюватися при нагріванні;

2) на ефекті Зеєбека (зміні термоелектрорушійної сили при нагріванні спаю провідників).

Рідинні термометри. Принцип дії заснований на зміні об’єму рідини зі зміною температури. Рідинні термометри - це скляні трубки з капілярами усередині й резервуарами, заповненими залежно від призначення термометра різними рідинами. Найбільше поширення в якості робочої рідини одержали ртуть і підфарбовані спирти. При нагріванні об’єм рідини збільшується, за рахунок чого змінюється її рівень у капілярній трубці. Відлік показань здійснюється за шкалою, яка розміщена поблизу капіляра.

Для точного вимірювання температури рідини термометр занурюють на глибину, рівну показанням стовпчика рідини в капілярі, при цьому резервуар зі спиртом повинен перебувати на однаковій відстані від стінок сосуду, Термометр тримають доти, поки стовпчик перестане підніматися або опускатися.

Переваги рідинних термометрів: їх наочність, простота конструкції, точність вимірювань. Недоліки: низька механічна міцність, інерційність, обмеженість застосування.

Термопари широко застосовують для вимірювання температури різних об'єктів, а також в автоматизованих системах керування й контролю. Простота, зручність монтажу, можливості вимірювання локальної температури, мала інерційність, можливість вимірювання малих різностей температур - ці й інші переваги забезпечили широке застосування термопар.

В основу способу вимірювання температури за допомогою термопар покладені термоелектричні явища, засновані на існуванні певної залежності між термоелектрорушійною силою, що виникає в мережі, складеної з різнорідних провідників, і температурою їхнього з'єднання (спаю). При підвищенні температури електрони «пересуваються» з місць підвищеної концентрації (гарячий кінець провідника) у місця зниженої концентрації (холодний кінець провідника). У результаті виникає термо-ерс між негативно зарядженим холодним й позитивно зарядженим гарячим кінцями провідника (ефект Томсона).

Термоелектрорушійна сила, що розвивається термопарою, невелика - 0,01-0,06 мВ на кожен градус, але її цілком достатньо для вимірювання. Схеми вимірювання термоелектрорушійної сили за допомогою термопари представлені на рис. 1.1.

Рис.1.1. Принципові схеми вимірювання термо-ЕРС термопарою

Найбільше поширення у лабораторних й науково-дослідних роботах для вимірювання температур одержали хромель-копелеві і хромель-алюмелеві термопари.

До основних переваг термопар відносяться великий температурний діапазон вимірювань (від -50 °С до 1800-2200 °С).

Для переводу термо-ерс у °С використовують спеціальні таблиці (див. таблицю 2 додатків) або графіки. Таблиці й графіки складені для умов, при яких температура вільного (холодного) спаю термопар дорівнює 0°С. У практичних умовах температура вільних кінців може бути вище, тоді для одержання дійсного значення вимірюваної температури треба до показань, отриманих за допомогою таблиць (графіків) додати температуру вільного спаю. Температура вільного спаю чисельно дорівнює температурі навколишнього середовища. Для отримання більш точних показань вільний «холодний» спай поміщають у лід, що тане (0⁰С). Ємність, із льодом що тане, для розміщення «холодного» спаю термопар, отримала назву сосуд Д’юара (термос).

Мультиметри – це прибори, які застосовується для вимірювання багатьох (мульти) різних параметрів: опору мережі, напруги, струму (термо-ерс), а також для перевірки акумуляторних батарей та ін.

У лабораторіях мультиметри застосовуються для визначення значень термо-ерс під час вимірювання температур. Підключення термопар до мультиметра (або потенціометра) здійснюється через багатопозиційний перемикач, від якого на передню панель стенду виводиться два контакти.

Мультиметр приєднується до вимірювальної схеми за допомогою двох проводів (див. рис. 1.2): один із проводів через червоний щуп приладу, підключають до гнізда (поз.2), другий (через чорний щуп) - до гнізда СОМ (поз. 1). Для вимірювання термо-ерс перемикач режимів роботи встановлюють у положення DCV на відповідну межу (як показане на рис. 2, на 200m.

Рис. 1.2. Мультиметр

Також для визначення термо-ерс можна скористатися термопарою, яка додається до мультиметру (вона не має «холодного» спаю). Для цього на шкалі мультиметра необхідно встановити значення TEMP ⁰С (поз.3 на рис. 1.2). Показання на екрані мультиметра будуть відображатися в градусах Цельсія, але більшість мультиметрів у разі такого способу вимірювання температури дає досить велику погрішність.