Оборудование для соединения компонентов, с целью получения жидких полупродуктов.
Известно, что степень перемешивания различных компонентов смесей зависит от создания мешалкой вихревых потоков. При данном общем числе совершенных оборотов она тем выше, чем выше угловая и линейная скорости движения мешалки. Однако, при этом возрастает и потребная мощность.
При получении жидких смесей часто используются турбинные мешалки, в которых обычно внешний диаметр составляет примерно ⅓ от диаметра аппарата. Например, наибольшая эффективность перемешивания в аппаратах объемом 76 м3 достигается при скорости V = 5,6 м/с соответствующей частоте вращения n равной 1,17 об/сек.
При получении жидких смесей используются также ленточные, рамочные, якорные мешалки, а также лопастные, винтовые и шнековые мешалки. При этом системы могут иметь отражательные перегородки. Для согласования процессов перемешивания и массообмена применяются как быстроходные, так и тихоходные системы. В кондитерской промышленности, а также на предприятиях общественного питания для подготовки к формованию взбивных конфетных масс, зефирной массы, для приготовления кремов и бисквитного теста осуществляют смешение компонентов с одновременным насыщением смесей воздухом. С этой целью рабочие органы совершают сложные движения.
Физическая картина процесса перемешивания, при этом не меняется и расчет мощности, в этом случае тоже не претерпит изменений. Однако насыщение гомогенной смеси пузырьками воздуха приводит к получению дисперсной системы, состоящей из пузырьков воздуха и дисперсной среды, то есть к образованию жидкостно-газовой эмульсии.
|
|
|
Свойства образующейся дисперсной системы зависят от геометрических размеров смесителя, скорости вращения рабочего органа, реологических свойств перемешиваемого продукта. Важным показателем подобных дисперсных систем является плотность полуфабриката, которая является показателем готовности его к формованию.
Величину газосодержания определяют из соотношения:
,
где Vвозд. – объем воздуха в готовой смеси; Vд.ср. – объем дисперсионной среды.
Плотность смеси определится выражением: rсм. = rд. ср. (1 - Г),
где rд. ср. - плотность дисперсионной среды.
Оборудование для соединения с целью получения сыпучих полуфабрикатов.
Оценка величины rср используется при определении числа Рейнольдса и следовательно потребной мощности.
Смешение сыпучих сред – это процесс, в результате которого исходные сыпучие компоненты, находящиеся с смешиваемом объеме должны образовывать однородные смеси.
Смешение сыпучих ингредиентов представляет сложный механический процесс, зависящий от геометрических и кинематических параметров смесителя. Условно можно выделить следующие элементарные стадии смешения: перемещение группы соседних частиц из одного места смеси в другое (процесс конвективного смешения), постепенное перераспределение частиц различного типа через образующиеся границы их раздела (процессы диффузионного смешения), а также процесс сегрегации.
|
|
|
Для осуществления непрерывного и периодического процесса смешения сыпучих тел применяют разнообразные смесители: лопастные, барабанные, шнековые, ленточные, вибрационные.
Принято считать, что смешение сыпучих материалов это стохастический (вероятностный) процесс. Если условно объем смесителя, занятый смесью разбить на отдельные макро-объемные смеси, то в первый период под действием внешних сил макрообъемы распадаются на микрообъемы. Затем частицы сыпучих ингредиентов под действием внешних сил начинают перемещаться из одного микрообъема в другой. С течением неопределенного времени происходит выравнивание концентраций в смеси.
Эффективность смесительного оборудования принято оценивать по неоднородности смеси, определенной экспериментально. На практике качество смеси оценивается по определенным характерным физическим свойствам, в зависимости от назначения смеси. Учитывая вероятностный характер процесса смешения, для прогнозирования качества смеси применяют методы статистики, рассчитывая среднее значение концентрации ингредиентов, средне квадратичные отклонения и т.д.
|
|
|
Общепринятым критерием оценки качества смеси является коэффициент вариаций, который применительно к смеси называют коэффициентом неоднородности:
, %
где 
- среднее арифметическое значение концентрации ключевого компонента во всех пробах смеси, %; Сi – концентрация ключевого компонента в i-й пробе смеси, %.
Таким образом, с самого начала предполагается, что смешение осуществляется по принципу случайного процесса с ожиданием благоприятного исхода.
При рассмотрении оборудования, используемого для получения однородных сыпучих смесей, для оценки, как конструктивных особенностей, так и оценок потребной мощности следует учитывать гранулометрические характеристики смешиваемых продуктов и их свойства. Обычно различают идеальный сыпучий материал (если можно пренебречь связями между частицами) и связным сыпучим материалом, в котором имеет место связь между частицами.
|
|
|
Гранулометрический состав сыпучего продукта определяют по распределению линейных размеров частиц (по гистограммам). Если частицы имеют неправильную форму, то используют условный диаметр, который определяется как средний арифметический, иди средний геометрический из имеющегося набора размеров. Гранулометрический состав определяют различными методами (непосредственным измерением, ситовым анализом, седиментационным методом по осадку, фильтрацией, фотоимпульсным и телевизионным методами).
При расчете смесителей для сыпучих продуктов, как правило, используют данные моделирования процессов смешения. Метод математического моделирования смешения сыпучих продуктов является основным. Но и этот метод осложняется тем, что для большинства реальных процессов не удается составить достаточно адекватную систему уравнений.
Для получения смесей сыпучих продуктов используются смесители с многолопастными мешалками, смесители с одновременным измельчением сыпучих продуктов, смесители непрерывного действия (машины со стационарными камерами) и вибросмесительные машины. В вибросмесительных машинах источнику колебаний сообщается поступательное движение, а частицы смешиваемых компонентов движутся по круговой, либо эллипсоидальной траектории и периодически получают ударный импульс. Колебания частиц интенсифицируют процесс перемешивания, снижают его длительность и обеспечивают более высокое качество смеси.
Вопросы для самоконтроля по теме:
1. Какие типы мешалок используются в оборудовании для смешивания различных компонентов?
2. Какой диаметр мешалок является оптимальным?
3. Как оценивается потребная мощность в агрегатах для перемешивания?
4. Какой из безразмерных критериев является основным?
5. Какие факторы учитываются при потребной мощности при приготовлении макаронного теста?
6. Какими методами оценивается гранулометрический состав сыпучих продуктов?
7. Как учитывают неправильность формы частиц?
8. Какие способы управления качеством теста Вы знаете?
Тесты по теме:
1. Рассмотрите возможные методы оценки длительности смешения различных компонентов в продукт.
1) теоретическим расчетом; 2) на основании инженерного опыта; 3) сочетанием теоретических оценок с результатами проверки моделирования.
2. Как оценивается линейная скорость движения частиц при вращении мешалок?
1) по уравнениям; 2) по измерениям; 3) по мощности привода.
3. Зависит ли вязкость суспензий от объемной доли твердой фазы?
1) не зависит; 2) увеличивается почти линейно; 3) уменьшается с ростом этой доли.
4. По какому уравнению оценивают мощность привода для перемешивания теста?
1) N = КND5т3rж 2) Т = 1,23 × 105А 
0б31pD × (n/60); 3) N = 5П
(П – производительность в т/час).
5. Для чего оценивают газосодержание в кремах?
1) для определения плотности; 2) для вычисления числа Рейнольдса; 3) для оценки мощности.
6. В каких единицах выражают динамическую вязкость?
1) в Па; 2) в Па × с; 3) в Ньютонах.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 217; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!