Peculiarities of heat exchange in dough under rotary rollers action

Abstract

Вплив механічної дії на в’язке середовище сприяє формуванню об'ємної губчасто- сітчастої суцільної структури в глютеновий каркас, оскільки він визначає еластичні та пружні властивості середовища й актуальний при диспергуванні газу в рідині. Тому мета дослідження – було встановлення зв’язку між робочою поверхнею робочого органа та кількістю теплоти Q, що передається за одиницю часу від стінки валка до середовища. Вирішено задачу розроблення узагальненої моделі робочого процесу дії валків на середовище. Вона спрямована на отримання конструктивних, витратних та енергетичних характеристик і визначення шляхів підвищення ефективності роботи такого класу машин у деформаційних режимах. Розглянуто особливість ділянки стиснення, де величина температурного напору за кутом повороту весь час змінюється. Відзначено, що величина коефіцієнта тепловіддачі α може бути визначена досить приблизно, оскільки необхідно враховувати наявність ділянки, що впливає на теплообмін та швидкість руху на поверхні валка робочого тіста у зоні нагнітання. Встановлено зміну температурного стану тіста при виробництві бубликів у процесі його стискання, нагнітання та транспортування. Відзначено, що плив температури рідинної фази робочого середовища Tх визначається величиною її кінематичної в’язкості νх . Визначення зміни температури виконано тепловізійною зйомкою дослідної установки. Аналіз наведених результатів вимірювань та обчислень встановив, що із різниці ефективного накопичення та віддачі отриманої температури валком при взаємодії з середовищем після третього циклу нагнітання температура має однакове значення. Це свідчить про стабільність температури в подальшому нагнітанні середовища. Також температура робочого середовища на ділянці стиснення й нагнітання практично змінюється за кутом повороту валка, що свідчить про її інтенсивне транспортування й часткове перемішування. При визначенні температури в осьовому напрямку не виявлено жодної її зміни.

Any impact of mechanical action on a viscous medium contributes to the transformation of a volumetric spongy-reticular solid structure into a gluten skeleton, as it defines the elastic and viscous characteristics of the medium and it is important in gas dispersion in a liquid. Thus, the aim of the study under consideration was to determine the relationship between the working surface of the working body and the amount of heat Q transferring per unit of time from the roller wall to the medium. The problem of the development of a generalized model of a working process of rollers’ action on the medium has been solved due to the study under discussion. The problem is aimed at obtaining the structural, expenditure, and energy characteristics, as well as at determining the ways of increasing the efficiency of such class of machines operation under deformation modes conditions. Some peculiar features of the compression area have been taken into consideration in cases when the temperature pressure value by the angle of rotation varies constantly. It was proved, that the heat-transfer coefficient value α can be calculated quite approximately as it is necessary to take into account an available area influencing the heat exchange and the movement speed on the working dough roller surface in the injection area. Some temperature state variations of the dough in bagels production during its compressing, injection, and transportation have been determined. It was admitted, that the impact of the liquid phase temperature of the working medium Tх is determined by the value of its kinematic viscosity νх . The temperature variations were determined by means of thermal imaging of a pilot plant.