А) однолопастная; б) многолопастная; в) пропеллерная; г) турбинная; д)рамная; е) якорная; ж) шнековая.

 

Рисунок 3.1 – Механические мешалки

 

 

2) пневматические – через слой жидкости прокачивают воздух, применяются при замачивании и мойке зерна и крупы;

3) циркуляционные – для получения эмульсий и суспензий;

4) в потоке при турбулизации или турбулизационные – когда жидкости хорошо перемешиваются друг в друге.

 

 

 

 

А – пневматическая, Б – циркуляционная, В – в потоке

Рисунок 3.2 - Мешалки

 

Оценочные характеристики: интенсивность перемешивания:

; (с^-1)

Степень перемешивания: , (%)

Где n – число проб, Х – относительная концентрация компонентов в пробе.

 

 

3 Диспергирование

Диспергирование – это измельчение жидкостей, газов, твердых веществ в жидкостях или жидкостей и твердых веществ в газах. Для устойчивости добавляют поверхностно активные вещества (ПАВ).

 

Диспергирование делится:

1. Эмульгирование (майонез получают в центробежном эмульсоре, размер жировых частиц при этом составляет 8 – 10 мкм).

2. Гомогенизация – дальнейшее диспергирование эмульсий (молоко, сливки получают в гомогенизаторе, размер частиц 1 – 2 мкм и менее).

3. Распыление жидкостей в газовую среду:

3.1. Гидравлическое;

3.2. Механическое;

3.3. Пневматическое;

3.4. Электрическое;

3.5. Ультразвуковое;

3.6. Пульсационное.

 

 

А – центробежный эмульсор, Б – коллоидная мельница, В – гидродинамический свисток, Г - гомогенизатор

 

Рисунок 3.3 – Аппараты для диспергирования

 

При гомогенизации средний диаметр частиц можно рассчитывать по формуле:

, где давление в МПа

 

При распыливании жидкостей в газовую фазу определяют количество частиц (1) и их удельную поверхность (2):

 

1) 2)

 

4 Пенообразование и псевдоожижение

4.1 Пенообразование

Пенообразованием получают коктейли, кремы, суфле, мороженое. Для придания устойчивости пены используют ПАВ – яичные и молочные белки, агар-агар, желатин.

Газосодержание пены: ,

где N – количество пузырей.

 

Удельная поверхность контакта газообразных и жидких фаз:

 

 

Аппараты (рисунок 3.4) делятся на аппараты для пенообразования (А) и взбивания (Б).

			Б
	А

 

 

А – пневматический, Б – взбивальный аппараты

 

Рисунок 3.4 – Аппараты для пенообразования

 

При пенообразовании плотность и вязкость пены зависят от размера пузырьков (3.5А), который определяется составом и концентрацией ПАВ. При возрастании концентрации ПАВ размер пузырьков уменьшается (3.5Б), а вязкость и плотность пены увеличиваются. При взбивании плотность продукта уменьшается. Обычно .

 

 

 

 

А – зависимость характеристик пены от концентрации ПАВ, Б – зависимость плотности пены от продолжительности взбивания

 

Рисунок 3.5 – Зависимости характеристик пены

 

4.2 Псевдоожижение

Процесс псевдоожижения (кипящий слой) применяется при сушке сыпучих материалов. Например зерна.

Воздух с определенной скоростью, обеспечивающей нахождение материала во взвешенном состоянии, подается через отверстия в поде камеры (рисунок 3.6).

 

 

Рисунок 3.6 – Схема образования кипящего слоя (КС).

 

Если скорость подачи воздуха меньше первой критической v _кр1, то слой материала неподвижен, если больше v _кр2, то материал уносится из камеры. Процесс проводят при скорости v ₀, имеющей значение между первой и второй критической, которую определяют из уравнения:

 

v ₀ = К_п ^. v _кр1, где К_п ≥ 2 – число псевдоожижения

 

Первую критическую скорость находят по уравнению:

 

v _кр1 = f (Re, Ar) 1)

2)

3) v _кр1 =

 

Контрольные вопросы

1 С какой целью применяется перемешивание в пищевой технологии?

2 Какой показатель характеризует качество смешивания?

3 Какие существуют способы перемешивания в жидких средах?

 

Основная литература:

1[3,4,5,7,9,10]

Дополнительная литература:

ЛЕКЦИЯ № 7 Тема: Разделение гетерогенных систем

Цель лекции:

План лекции:

1 В поле силы тяжести

Центрифугирование

1 Разделение гетерогенных систем необходимо, когда нужно осветлить раствор.

Делится:

1.В поле силы тяжести.

2.Центрифугирование (в поле центробежных сил).

3.Фильтрация.

В поле силы тяжести

Критерий Рейнольдса: ,

Если Re £ 2 – ламинарный,

Если Re > 300 – турбулентный.

Разделение в поле силы тяжести происходит под действием силы (закон Архимеда):

Осаждение происходит при положительном F_p и всплытие при отрицательном F_p.

Сила сопротивления среды (Стокса):

Скорость частицы:

Процессы отстаивания и осаждения бывают периодическими (рис. 3.7А) и непрерывными (3.7Б).

 

 

А – периодическое, Б – непрерывное осаждение

 

Рисунок 3.7 – Аппараты для осаждения (отстойники)

 

 

Расход:

Материальный баланс:

Где М – количество жидкости в исходном, осветленном, осадке;

О – количество дисперсной фазы; - соответственно высота осветленного слоя, ширина и длина аппарата.

Центрифугирование

Разделение происходит под действием центробежных сил. Интенсивность центрифугирования определяют критерием Фруда:

 

Fr>3000 необходимы сверхцентрифуги.

 

На частицу действуют силы:

1) Центробежная

2) Архимеда

3) Сопротивления среды (Стокса)

Решая совместно уравнения, находят скорость осаждения частицы:

 

 

 

 

 

1 – отстойная центрифуга, 2 – фильтрующая центрифуга, 3 - гидроциклон

 

Рисунок 3.8 – Аппараты для разделения в поле центробежной силы

 

Показатели процесса:

Фактор разделения: , (м/с²)

Индекс производительности: , (м/с²), S – поверхность осаждения.

Производительность: , (м³/с), где - коэффициент эффективности (0,7 – 0,9).

 

 

Контрольные вопросы

1 Какие типы отстойных центрифуг применяются для разделения суспензий?

2 Что является движущей силой в центрифугах, сепараторах?

3 Какие неоднородные системы разделяют методом отстаивания?

 

Основная литература:

1[3,4,5,7,9,10]

Дополнительная литература:

ЛЕКЦИЯ № 8 Тема: Фильтрование

Цель лекции:

План лекции:

1 Виды фильтрования

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: