ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ «ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОГО

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЕТЕЙ «ЦЕНТР ТВОРЧЕСКОГО
РАЗВИТИЯ И ГУМАНИТАРНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ОДАРЕННЫХ
ДЕТЕЙ «ПОИСК»»
УСТАНОВКИ ДЛЯ ОМАГНИЧИВАНИЯ ВОДЫ
Выполнил учащийся 11 класса ФМО
Приколота Дмитрий
Научный руководитель профессор
Стародубцева Г.П.
г. Ставрополь
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
1. Установки для омагничивания воды и ее использование.
1.1.
Патентный поиск устройств для омагничивания воды.
1.2.
Использование омагниченной воды в хлебопечении.
2. Установка трубчатая водоомагничивающая, проточная.
ВВЕДЕНИЕ
Проблема изменения свойств воды и водных систем с помощью воздействия
магнитным полем и другими физическими факторами окружающей среды с
каждым годом приобретает всё большее научное и практическое значение.
Вода, прошедшая обработку магнитным поле, находит применение для
предупреждения
или
удаления
образовавшейся
теплоснабжения, используется для
накипи
в
системах
придания воде, сокам, напиткам
биологически активных свойств, повышения посевных качеств семян
зерновых и овощных культур, а также в хлебопечении. Поэтому мы считаем
целесообразным разработать установку по обработке воды магнитными
полями.
1. УСТАНОВКИ ДЛЯ ОМАГНИЧИВАНИЯ ВОДЫ И их
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ.
1.1.
Патентный поиск устройств для омагничивания воды.
Конструкция
для
электромагнитной
предложенная Г.М. Федорищенко, (1996),
обработки
(рис.1).
жидкости,
Коаксиально
размещены жидкостипровод, сердечник, металлическая диамагнитная
труба, намагничивающая катушка и магнитопровод.
Рис. 1. Устройство для электромагнитной обработки жидкости.
1 – жидкостипровод, 2-диамагнитный цилиндр, 3 –кольцевая полость, 4 –
магнитопровод, 5 – обмотка, 6 – сердечник, 7 – оболочка, 8 – полость, 9,
11,12,13 – отверстие, 10 – рассекатель, 15 – резьба.
Кольцевой зазор образован между сердечником и диамагнитным
цилиндром с магнитопроводом. Магнитная система этого устройства может
быть отнесена к
трансформаторному типу. (см. электронагревательное
устройство трансформаторного типа, пат. № 2101882 РФ, Н 05 В 6/10, Г 24 Н
1/10, опубл. 10.01.1998), где намагничивающая катушка является первичной
обмоткой, а металлическая диамагнитная труба -
вторичной. Жидкость
подвергается обработке на протяжении всего сердечника. В стенке жидкости
провода выполнены отверстия по обе стороны сердечника, а внутри его
расположены рассекатель и шток. При омагничивании рассекатель частично
перекрывает поток жидкости в жидкостипроводе и делит его на две части.
Такая конструкция позволяет обрабатывать только часть жидкости,
поступившей
из трубопровода, а другая часть жидкости минует зону
обработки и идет на охлаждение сердечника.
К недостаткам устройства относятся: рабочий зазор полюса не
регулируется, конструкция не предполагает получение воды с качествами,
необходимыми
для
использования
в
пищевой
промышленности.
Диамагнитная труба в качестве водовода вносит дополнительные потери
электрической мощности.
Конструкция устройства для магнитной обработки
Н.И.Пупков и др. (1995), содержит индуктор с
жидкости,
сердечником и
магнитопроводом (рис.2.).
Индуктор размещен на диамагнитной трубе, служащей для прохода
жидкости и создания рабочего
кольцевого зазора с сердечником. Он
содержит многовитковые намагничивающие катушки. Вода на обработку
поступает под давлением через входной патрубок в рабочий кольцевой зазор.
Проходя по нему, вода обрабатывается, затем через радиальное отверстие
направляется во внутреннюю полость сердечника и выводится из устройства.
Рис.2. Устройство для магнитной обработки жидкости.
1 – диамагнитная труба, 2- входной патрубок, 3-трубчатый сердечник, 4 –
кольцевой зазор, 5 – индуктор, 6 – заглушка, 7 – кольцевой эластичный
элемент, 8 – выточка, 9 – радиальные отверстия, 10 – намагничивающие
катушки.
К недостаткам этой конструкции относятся:
-
не
предусмотрено
профилактическая
промывка
полости
омагничивания жидкости;
-
не регулируется рабочий зазор магнитной цепи;
-
велика потребляемая мощность из-за металлической диамагнитной
трубы, являющейся короткозамкнутым витком на сердечнике;
-
затруднена замена узлов и катушки индуктора;
-
совместное разрушение структуры воды факторами температуры и
магнитного поля ограничивает
диапазон применения данной
конструкции.
1.2.
Использование омагниченной воды в хлебопечении.
Вода – один из главных компонентов хлеба. От ее количества, состава,
биологической активности зависит интенсивность микробиологических,
ферментативных процессов,
а от образования связи влаги со
структурными элементами теста - реологические свойства и качества
готовых изделий. Вода, применяемая при производстве хлеба, должна
удовлетворять всем требованиям, предъявляемым к питьевой воде (ГОСТ
2874-82).
Контроль
за
пригодностью
воды
для
хлебопечения
осуществляется органами государства санитарной инспекцией.
Вода является
продуктов.
основным компонентом
большинства пищевых
Свойства теста и хлеба зависят от состояния воды,
содержащейся в них, количества влаги, находящейся в свободном или
связанном состоянии. Установлено, что в процессе хранения хлеба резко
снижается содержание «связанной» воды, особенно в первые сутки. На
практике для замедления очерствения в хлеб добавляют химические
поверхностно – активные вещества (ПАВ). Однако, использование
различных химических добавок для ускорения тестоведения
безразлично
для
здоровья
человека.
Поэтому,
не
использование
омагниченной воды при производстве хлеба является целесообразным и
перспективным.
В.И. Карчагин, 1999, (128) изучил влияние предварительной очистки
воды на структурно-механические, биохимические свойства теста и
качество готовых изделий. Качество воды до обработки соответствовало
требованиям стандарта и очистку ее проводили
исследовательских целей.
исключительно для
Установлено, что явно выраженной интенсификацией биохимических
процессов в образцах теста, приготовленных на очищенной воде не
происходило. В хлебопекарной отрасли важной проблемой является
повышение бродильной способности
теста с целью
ускорения
технологического процесса в непрерывном цикле. Исходя из этого
Э.Насретдинов,
Р.Рахимов,
технологический
институт
К.Махмедов
пищевой
и
1997,
легкой
(50),
Бухарский
промышленности
(Узбекистан г. Бухара) исследовали влияние омагниченной воды
на
подъемную силу (ПС) прессованных дрожжей.
На основании опытных данных, обработка воды в ЭМП улучшает
подъемную силу прессованных дрожжей. Это обеспечивает быстрый ход
теста приготовления, что важно для промышленной технологии.
Полученные
подтвердили
экспериментальные
результаты
и
в
этом
случае
эффективность воздействия электромагнитного поля
в
стадии приготовления ржаного теста.
3. УСТАНОВКА ТРУБЧАТАЯ ВОДООМАГНИЧИВАЮЩАЯ,
ПРОТОЧНАЯ.
Широко известные устройства для омагничивания воды представляют
собой в эксплуатации кинетически неподвижную сборочную единицу,
исполнение которой с отличающимися межполюсными расстояниями не
рационально. Техническое решение задачи по установке и изменению в
работе величины межполюсного расстояния может включать способ ручной
регулировки толщины слоя обрабатываемой
жидкости. И, конечно,
потребует рационализации электромагнитного устройства.
Так как магнитная система известных устройств для обработки воды
ПЭМП не имеют подвижных звеньев, связанных с полюсами и, как правило,
выполняются с несколькими парами полюсов с кольцевыми зазорами, то
механическое исполнение
сердечника и магнитопровода, способного
изменять при регулировки положения относительно друг друга, привело бы к
увеличению их протяженности и к изменению массы металла в каждом
случае выставление зазора. Это нарушило бы квадратичную зависимость
индукции от зазора.
Для регулировки толщины слоя омагничиваемой воды
предложено
техническое
решение,
позволяющее
нами
усовершенствовать
конструкцию устройств для омагничивания жидкости. Нами разработано
установка трубчатая водоомагничивающая проточная, рекомендуемая для
использования в хлебопечении, опытный образец которого изображен на
рисунке.Она содержит размещенное коаксиально:
не металлический диамагнитный трубопровод 1 из литьевого полиамида,
намагничивающую
сердечник 3
многовитковую
катушку
2,
стальной
трубчатый
с уступами 4, 5,6 на обоих концах 7 и 8, выходящих за
цилиндрический магнитопровод 9 с торцевыми крышками 10, сидящими на
его резьбе, на концах,
связанных между собой жестко тягой 11 с
возможностью совместного перемещения
при вращении.
Стальной
трубчатый сердечник 3 охвачен в натяг не магнитным трубопроводом 1 с
образованием полостей 12 и 13 для пропуска жидкостей. Уступы 5
трубчатого сердечника 3 при наличии тока в намагничивающей катушке 2
образуют в полости 12 и 13 пары магнитных полюсов с поверхностями 14
сквозных отверстий торцевых крышек 10 и кольцевые рабочие зазоры 15 и 16
магнитной цепи устройства, используемые для омагничивания воды в
потоке. Протяженность каждой ступени больше или равна толщине В
стенки торцевой крышке 10. За ступенями 4,5 и 6 в трубчатом сердечнике 3
выполнены сквозные радиальные отверстия 18, соединяющие полости 12 и
13 с продольным отверстием сердечника 19.
На равнозначных входе и выходе продольного сечения 19 трубчатого
сердечника 3
выполнена резьба, выходящая за сквозные радиальные
отверстия 18 для использования при омагничивании одной парой полюсов. В
этом случае вода подается непосредственно на вход сквозного продольного
отверстия 19 трубчатого сердечника 3, для чего заглушка 20 снабжена
сквозным осевым отверстием (на рисунке не изображено).
Установка для омагничивания воды работает следующим образом:
Перед подачей напряжения от источника переменного или постоянного
тока вращением перемещает торцевые крышки 10 (рис.2) цилиндрического
магнита провода 9 до достижения ими
заданного ступени 5 трубчатого
сердечника 3, чем устанавливается величина рабочего кольцевого зазора
магнитной цепи и
толщина слоя жидкости, идущего в потоке на
омагничивание. Концы не магнитного
трубопровода в любом порядке
подсоединяются с патрубками со стороны источника и потребителя.
Подают напряжение от источника на штепсельный разъем 21
на
магничивающей многовитковой катушке 2, в кольцевых рабочих зазорах 15
и 16
образуются пары полюсов. Вода, проходя полость 12, попадает в
рабочий кольцевой зазор 15 потоком мерной толщины и омагничивается
одной парой полюсов, затем через радиальные отверстия 18 трубчатого
сердечника 3 проходит по его сквозному продольному отверстию 19 и через
радиальное отверстие 18 на другом конце трубчатого сердечника 3 и полости
13 попадает в другой кольцевой рабочей зазор 16 и омагничивается парой
полюсов
другой ориентации. Из полости 13 вода по немагнитному
трубопроводу поступает к потребителю.
Установка используется в хлебопекарном производстве, где позволяет
вести омагничивание ПЭМП промышленной частоты на одной и двух парах
полюсов, вести обработку воды электромагнитным полем постоянного тока,
изменять соотношение воды, идущей на омагничивание, с потоком, не
подвергающимся
обработке. Она имеет следующие преимущества над
известными:
-
Имеет три диапазона регулирования, позволяющие устанавливать
различную толщину слоя жидкости в потоке.
-
Работает на переменном и постоянном токе.
-
Работоспособно при любой ориентации в пространстве.
-
Позволяет пропуск жидкости от входного патрубка к выходному и
наоборот.
-
Имеет меньшую потребляемую мощность за счет замены
диамагнитной металлической трубы на не металлическую.
-
Позволяет вести омагничивание как на одной, так и на двух парах
чередующихся полюсов.
-
При необходимости позволяет омагничивать
проходящей через устройство.
часть жидкости.