Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1. Основні технологічні поняття та визначення
Технологія – це сукупність методів переробки, виготовлення, зміни стану, властивостей, форми та складу сировини та напівфабрикатів, які використовуються в процесі виготовлення продуктів продуктового призначення.
Технологічна схема – послідовний опис операцій, які відбуваються у відповідних апаратах і машинах.
Технологічний режим – сукупність основних факторів-параметрів, які впливають на швидкість процесу, вихід продукту та його якість.
Технологічний процес – це послідовні зміни у системі, які призводять до виникнення в ній нових властивостей.
Апарат – будь-який пристрій, в якому протікає технологічний процес.
Машина – це механізм, який призначений для перетворення енергій в корисну роботу.
Процес – це послідовні і закономірні зміни у системі, що призводять до виникнення в будь-якому її об’єкті нових властивостей.
2. Класифікація технологічних процесів
За способом організації:
Періодичної дії – окремі стадії процесу чергуються в часі і відбуваються в одній і тій же зоні апарата. Здійснюються як правило в одному апараті.
Безперервної дії – коли окремі стадії виробництва відбуваються в різних частинах апарата
Комбіновані – це процеси, які на одних стадіях відбуваються безперервно, а на інших – періодично. (процес виробництва тіста)
За зміною параметрів в часі:
Стаціонарні – процеси, в яких кожний із параметрів, що характеризує процес є постійним у часі.
Нестаціонарні процеси – це процеси, в яких кожен із параметрів, що характеризують процес, є змінним у часі.
Параметри, які можуть супроводжувати процес: температура, консистенція, концентрація, тиск, швидкість просування сировини.
За кратністю обробки сировини:
Із замкнутою схемою
Із розімкнутою схемою
За кінетичними закономірностями
Механічні
Їх основою є механічна дія на тверді матеріали. Рушійна сила – різниця зусиль.
Гідромеханічні
Основа – гідромеханічна дія на рідинні та газові матеріали. Рушійна сила – перепад тисків.
Теплові
Основа – зміна теплового стану взаємодіючих середовищ. Рушійна сил – різниця температур.
Масообмінні
Основа - перехід речовини від однієї фази в іншу шляхом дифузії. Рушійна сила – різниця концентрації речовин. Які переміщуються з однієї фази в іншу.
Хімічні –
Підпорядковуються законам хімічної кінетики.
Мікробіологічні
Відбуваються під впливом мікроорганізмів.
Електрофізичні – засновані на перетворенні електричної енергії в теплову.
3. Кінетичні закономірності класифікації технологічних процесів
Кінетика – вчення, в якому досліджуються явищ, що змінюються протягом часу.
Загальний закон кінетичних закономірностей процесів харчової технології: швидкість процесу прямо пропорційна рушійній силі та обернено пропорційна опорові.
Економічна ефективність будь-якого виробництва значною мірою залежить від швидкості технологічних процесів. Що відбуваються.
Швидкість процесу – об’єм потоку рідини або газу, кількість тепла або речовини, що передається в апараті через одиницю площі за одиницю часу.
Рушійна сила процесу – це певна різниця потенціалів характерна для певних видів процесів.
Кінетичне рівняння гідромеханічних процесів:
dV/Fdt=P/R1 = K1*P
V – об’єм рідини, яка протікає
F – площа перетину потоку рідини в апараті
K1 - коефіцієнт швидкості процесу
P – перепад тиску в апараті
R1 – гідравлічний опір в апараті
Рушійна сила гідромеханічних процесів – різниця тисків, що прикладається до різних шарів матеріалу.
Кінетичне рівняння теплових процесів
dQ/Fdt=t/R2= K2 * t
Рушійна сила процесу - різниця температур між взаємодіючими об’єктами.
Кінечне рівняння масообмінних процесів
dM/Fdt = C/R3=K3C
M – маса речовини
C – різниця концентрацій
Рушійна сила масообмінних процесів – різниця концентрацій у різних фазах.
Єдність кінетичних рівнянь- гідромеханічних, теплових, масообмінних процесів – називається потрійною аналогією.
4. Основні закономірності протікання технологічних процесів. Рушійна сила процесу
Технологічні процеси харчових виробництв відбуваються за загальними фізичними, хімічними та фізико-хімічними законами.
Згідно із законами збереження маси і енергії у природі і техніці мають місце такі перетворення, за яких маса і енергія всередині системи залишаються незмінними.
На законах збереження матерії і енергії базується складання матеріальних і енергетичних балансів.
Технологічний баланс використовують для аналізу ефективності діючого виробництва. За його розрахунком визначають кількість сировини, яка необхідна для отримання готового продукту, потреби в енергії, коефіцієнт корисної дії технологічного устаткування.
Технологічний процес відбувається з урахуванням усіх складових (сировини,готових продуктів, побічних продуктів, збитків сировини). Маса речовин, що надійшла для здійснення процесу, дорівнює масі речовини, отриманих внаслідок процесу та їх втратам,що відображає закон збереження маси.
Складові матеріального балансу:
Закон збереження енергії: кількість теплоти, введеної у процес для здійснення технологічної операції, дорівнює кількості теплоти, отриманої впродовж цієї операції з урахуванням втрат.
Закон рівноваги системи
Сукупність тіл, задіяних у технологічному процесі, становить, яка може бути у стані рівноваги або нерівноважною.
Принцип Ле – Шательє: у системі, виведеній зовнішньою дією зі стану рівноваги вільно відбуваються зміни, які намагаються повернути систему до рівноваги.
Нерівноважність системи визначає швидкість технологічного процесу, тобто швидкість процесу є тим більшою, чим більшим є відхилення системи від стану рівноваги.
Відхилення системи від стану рівноваги виражає рушійну силу процесу.
Принцип оптимізації.
Дії, спрямовані на удосконалення виробництва з метою зменшення витрат і збільшення виходу – оптимізація.
Складові оптимізації технологічного процесу:
5. Гідравліка (гідростатика, гідродинаміка)
Гідравліка – наука, що вивчає закономірності рівноваги та руху краплинних рідин і взаємодію рідини з нерухомими твердими тілами.
Гідростатика – вивчає закони рівноваги рідини і їхню дію на обмежувальні стінки.
Гідродинаміка – вивчає закони руху рідини і їхню взаємодію з обмежувальними стінками.
Рідина – фізичне тіло, яке має властивість текучості. Неспроможна зберігати свою форму самостійно.
Рідини поділяють на два класи:
Закони руху рідини та газів практично однакові, тому вони об’єднуються під одним найменуванням- рідини.
Гідравліка розглядає ідеальну та реальну рідини.
Ідеальна рідина – рідина між частками якої нема сили зчеплення, вона не чинить опору дотичним силам зсування та розтягування
6. Основні фізичні властивості рідини. Характеристика руху рідини.
Рідиною називають фізичне тіло, якому притаманні властивості текучості, внаслідок чого рідина не має власної форми і набуває форми посудини, яку вона заповнює.
Рідини бувають краплинні та газові.
Краплинні характеризуються великим опором стискання і малим опором розтягування і дотичним зусиллям. Це – вода, бензин, спирт, нафта. Газоподібні рідини мають велику стискуваність, не чинять опору ні розтягувальним, ні дотичним зусиллям і мають малу вязкість.
Кількість рідини, що протікає в одиницю часу через живий переріз потоку, називається її витратою.
Витрати рідини: обємна, масова.
Вязкість – властивість реальних рідин чинити опір силам, що зсуваються.
Густина – маса одиниці обєму рідини.
Питова вага – вага одиниці обєму рідини.
Рух рідини характеризується швидкістю часток і гідравлічним тиском. Якщо швидкість руху часток рідини (вона може бути різною в кожній фіксованій точці простору) і тиск ц всіх точках потоку протягом певного часу залишаються незмінними, то такий рух називається рухом, який встановився або є стаціонарним в часі.
Течія залишається незмінною у будь-якому місці потоку, а всі величини, які впливають на рух часток рідини не залежать від часу.
Швидкість стаціонарного руху рідини є функцією координат в просторі.
На відміну від стаціонарного при несталому русі величини, які впливають на рух, змінюються у часі.
Існує два види руху потоку рідини:
7. Переміщення рідини.Динамічні насоси в харчових технологіях. Характеристика. Принцин дії.
Насос – це машина, в якій відбувається перетворення механічної енергії приводу в гідравлічну енергію перекачуваної рідини, завдяки чому відбувається її рух.
За видом робочої камери і сполученням її зі входом і виходом насоса розрізняєть два основні класи насосів: динамічні і обємні.
До динамічних належать насоси, в яких рідина перемішується під силовою дією на неї в камері, яка постійно сполучається з входом і визодом насоса. Відносяться сюди відцентрові, роторні, гвинтові насоси та ін.
В обємних насосах рідина перемішується шляхом періодичної зміни обєму камери, яка поперемінно зєднується зі входом і виходом насоса. Сюди належить мембранні, поршневі та ін.
Важливі для характеристики насосів поняття: висота всмоктування, висота нагнітання і висота геометричного підняття рідини, яку часто називають повним напором, що створюється насосом. Висота всмоктування являє собою висоту від рівня рідини в нижньому резервуарі до осі насоса.
Висота нагнітання – це відстань по вертикалі від осі насоса до рівня рідини у верхній ємності.
Геометрична висота нагнітання – це відстань по вертикалі від рівня рідини в нижній ємкості до рівня рідини у верхній ємкості.
Висота всмоктування насосів визначається не стільки технічними можливостями насоса, скільки величиною атмосферного тиску і температурою рідини.
Відцентрові насоси найбільш розповсюджені на підприємствах харчових виробництв для перекачування маловязких рідин. Відцентровий насос належить до лопатевих насосів, у яких рідке середовище переміщується через робоче колесо від центра до периферії.
Відцентрові насоси розрізняють:
Тиск, який розвиває відцентровий насос, залежить тільки від швидкості обертання робочого колеса чи коліс.
Внаслідок значного зазору між колесом і корпусом насоса, розрідження, яке виникає при обертанні колеса недлостатнє для підйому рідини по усмоктувальному трубопроводу. Враховуючи згадане вище, перед пуском відцентровий насос заливаєть рідиною, яка підлягає перекачці.
Відцентровий насос може працювати тільки в тому випадку, коли його внутрішня порожнина заповнена рідиною, що перекачується.
З метою утримання рідини в насосі і в усмоктувальному трубопроводі при його заливці чи короткочасній зупинці, на кінці усмоктуваної труби, зануреній в рідину, встановлюється обернений клапан.
Основнем елементов відцентрового насоса є робоче колесо, яке насаджене на вал.
Спіральний корпус насоса служить для прийому і направлення рідини, а також перетворення кінетичної енергії рідини (швидкості), яка виникла від обертання робочого колеса, у потенційну енергію (тиск).
У корпусі насоса є два патрубки – усмоктувальний і нагнітальний. Принцип дії насоса полягає в тому, що робоче колесо, яке знаходиться в корпусі насоса приводиться в рух від вала, зєднаного з електродвигуном. Колесо під час свого обертання захоплює рідину і завдяки відцентровій силі, що розвивається, викидає рідину через спіральну камеру в нагнітальний трубопровід.
Рідина, що виходить з насоса, звільняє простір, який вона займає. Тиск у центрі робочої камери знижується і туди під дією різниці тисків спрямовується рідина з трубопроводу, що усмоктується.
Основні показники відцентрових насосів – продуктивність, напір, споживана потужність (залежить від частоти обертання робочого колеса).
Відцентрові насоси отримали велике розповсюдження, що пояснюється їх порівняно великими перевагами:
Роторні насоси :
2. Шиберні. У шиберних роторних насосах ротор розміщений ексцентрично по відношенню до корпусу насоса. При обертанні ротора висувні шибери вільно вставлені в пази ротора, висуваються і притискуються до корпусу. Рідина, що надходить з усмоктувального патрубка захоплюється шиберами і прощтовхується до нагнітального патрубка.
Гвинтовий насос використовується для перекачування високовязких систем, таких як фарш, сир. При цьому структура сировини, що перекачується, залишається малопорушеною.
Гвинтові насоси дозволяють стоврювати високі тиски і в роботі безшумні. У корпусі насоса розміщено циліндр, внутрішня поверхня якого має профіль у вигляді гвинта. В середині корпусу розміщено гвинт, при обертанні гвинта. В середині корпусу розміщено гвинт, при обертанні якого перекачуваний продукт переміщується від всмктувального до нагнітального патрубка.
8. Переміщення рідини. Обємні насоси в харчових технологіях. Характеристика. Принцин дії.
Насос – це машина, в якій відбувається перетворення механічної енергії приводу в гідравлічну енергію перекачуваної рідини, завдяки чому відбувається її рух.
За видом робочої камери і сполученням її зі входом і виходом насоса розрізняєть два основні класи насосів: динамічні і обємні.
До динамічних належать насоси, в яких рідина перемішується під силовою дією на неї в камері, яка постійно сполучається з входом і визодом насоса. Відносяться сюди відцентрові, роторні, гвинтові насоси та ін.
В обємних насосах рідина перемішується шляхом періодичної зміни обєму камери, яка поперемінно зєднується зі входом і виходом насоса. Сюди належить мембранні, поршневі та ін.
Важливі для характеристики насосів поняття: висота всмоктування, висота нагнітання і висота геометричного підняття рідини, яку часто називають повним напором, що створюється насосом. Висота всмоктування являє собою висоту від рівня рідини в нижньому резервуарі до осі насоса.
Висота нагнітання – це відстань по вертикалі від осі насоса до рівня рідини у верхній ємності.
Геометрична висота нагнітання – це відстань по вертикалі від рівня рідини в нижній ємкості до рівня рідини у верхній ємкості.
Висота всмоктування насосів визначається не стільки технічними можливостями насоса, скільки величиною атмосферного тиску і температурою рідини.
Мембранний насос використовується для перекачування структурованих рідинних систем (фаршів, сиру, молочних згустків).
Мембрана прикріплена до штока і може робити коливальні рухи. При ході штока вправо мембрана вигинається і створює в камері насоса вакуум, завдяки якому в неї через усмоктувальний клапан з патрубка надходить рідина. При зворотному ході штока мембрана тисне на рідину і витискає її через нагнітальний клапан у нагнітальний патрубок.
Поршневі насоси розрізняють: за розміщенням поршня (плунжера) – вертикальні, горизонтальні; за конструкцією поршня: власно поршневі і плунжерні; за родом дії6 одинарної (простої), подвійної, потрійної і четвертної дії.
У поршневому насосі одинарної дії за один оборот валу двигуна (подвійний хід поршня) у нососі відбувається один раз усмоктування і один раз нагнітання рідини.
Насос подвійної дії відрізняється від насоса одинарної дії тим, що він має дві пари клапанів. У той час як в одній половині насоса відбувається нагнітання, в іншій усмоктування, що значною мірою підвищує рівномірність роботи насоса ї його продуктивність.
У плунжерному насосі замість дискового поршня застосовується плунжер, що має форму циліндра. Плунжерні насоси найчастіше застосовуються для одержання високого тиску.
Особливості поршневих насосів: зворотно-поступальний рух робочого органу – поршня, який супроводжується тертям поршня об стінки циліндра; примусова аиштовхування рідкого продукту шляхом переміщення поршня;пульсуюча подача рідини.
Перевагою поршневих насосів є незалежність їх продуктивності від напору.
Недоліки поршневих насосів: громіздкість, велика металоємкість, порівняно висока ціна, тихохідність, зворотно-поступальний рух поршня, що вимагає необхідності тяжких фундаментів, наявність клапанів, які потребуть постійного догляду та ремонту, потреба у проміжній передачі між насосом та двигуном. Насос та його привідний механізм займають велику площу.
9. Неоднорідні системи в харчових технологіях. Класифікація неоднорідних систем.
Неоднорідна система – це система, яка складається з двох або більше фаз ( рідини і твердих часточок, рідини і газу, твердих часток і газу взаємонерозчинниходна в одній), кожна з яких має свою поверзню відокремлення і може бути механічно відділена від іншої поверхні.
Дисперсні системи поділяються на монодисперсні (розмір частинок внутрішньої фази є однаковий), полідисперсні (розмір частинок внутрішньої фази є різний).
Дисперсні системи мають тенденцію до укрупнення частинок: коалесценція (укрупнення крапель шляхом їх злиття), коагуляція (укрупнення твердих частинок, внаслідок їх злиття, злипання).
Дисперсна система складається з внутрішньої (дисперсної) та зовнішньої (дисперсійного середовища),де знходяться частинки дисперсної фази.
Класифікація неоднорідних систем:
Неоднорідна система – між внутрішньою і зовнішньою фазами системи є повехня розділення.
Однорідна система – між компонентами відсутня поверхня розділення.
10. Перемішування рідин. Сутність і призначення процесу. Механічне барботажне змішування.
Перемішуванням називається процес взаємного переміщення частинок однієї речовини в іншій з метою їх рівномірного розподілу у обємі, що перемішується. Причому перемішуватись можуть як речовини, які перебувають в однаковому агрегатному стані, так і в різному.
Перемішування буває: механічне, пневматичне, циркуляційне, у потоці способом штучної турбулізації.
Механічне перемішуванняпобудовано на використанні різного типу мішалок, які розмішуються в ємкостях і здійснюють обертальний рух. Механічне перемішування знайшло найбільш широке застосування в гідромеханічних, тепломасообмінних, біохімічних процесах для інтенсифікації систем рідина – рідина, газ – рідина, газ – рідина – тверде тіло.
Механічні мішалки:
Барботажне перемішування – метод перемішування рідин, суспензій, заснований на пропусканні (барботуванні) через їх обєм потоку диспергованого газу (повітря).
Барботажні перемішуючі пристрої поділяються на апарати: із сітчастим розділенням диспергованого газу, зі спіральним трубчатим барботером, які поєднують трубчастий барботер з лопатевою мішалкою, із зовнішньою циркуляційною трубкою.
Барботажний вид перемішування може використовуватися під час миття зерна.
Переваги барботажного перемішування: відсутність рухомих частин приладу, простота будови приладу, легкість підтримання твердої фази суспензій у зваженому стані.
Недоліки методу барботажного перемішування: великі витрати енергії на отримання стиснутого газу, можливість ефективного перемішування тільки маловязких матеріалів.
Інтенсивність барботажного перемішування визначається кількістю газу, який пропускається за одиницю часу через одиницю вільної поверхні рідини у змішувачі.
11. перемішування рідин. Сутність і призначення процесу. Перемішування…
Процес приведення у тісне зіткнення сипучих, рідких, або газоподібних продуктів з метою їх рівномірного розподілу в об’ємі, що перемішується називається перемішуванням
Циркуляцій ний Пов’язане з використанням відцент рових і струминних насосів в замкну тому контурі
Циркуляційне перемішування полягає
в тому, що рідинну систему багаторазово пропускають по замкнутому контуру "насос – ємкість" за допомогою відцентрового чи струминного насосів
Інтенсивність циркуляційного перемішування залежить від кратності циркуляції, тобто відношення об’єму продукту наданого відцентровим насосом за одиницю часу до загального об’єму рідини в апараті
Перемішування в потоці
Перемішування в потоці способом штучної турбулізації застосовується у випадку взаємної розчинності і невисокої в’язкості компонентів рідкої суміші, при достатніх швидкостях їх руху і довжині трубопроводу
Перемішувачі можуть використовуватися при отри манні емульсій, але такий спосіб перемішування вимагає великих витрат енергії при порівняно невисокій ефективності перемішування.
12. основнні уявлення про піни. Властивості пін.
Піни являють собою дисперсну неоднорідну систему, яка складається із бульбашок газу (пари), розділених плівками рідини (або твердої речовини)
Найчастішим явищем у харчовій технології є піни з рідким дисперсійним середовищем.
Структура пін визначається співвідношенням об’ємів газової і рідинної фаз і залежно від цього співвідношення, чашечки піни можуть мати сферичну або багатогранну форму.
У процесі старіння пін шароподібна форма бульбашок перетворюється у багатогранну Способи отримання пін
Дисперсійний Піна утворюється у результаті інтенсивного спільного диспергування піноутворюючого розчину і повітря. Техно логічно диспергування здійснюється при проходженні газу через шар рідини, або при дії рухаючої рідини у перешкоду (у технологічних апаратах при змішуванні мішалками, струшуванні, збиванні, ін.)
КонденсаційнийОтримання пін основане на зміні параметрів фізичного стану системи , яка призводить до перенасичення розчину (робочого середовища) газом. До цього способу належить утворення пін у результаті хімічних реакцій і мікро біологічних процесів, які супроводжуються виділенням газоподібних продуктів.
Зпінювання відбувається при створенні зниженого тиску в апараті, при введенні у розчин речовин, які зменшують розчинність газів, інше
Основні властивості пін
Піноутворююча здатність розчину Кількість піни, яка виражається об’ємом (в мл) або висотою стовпчика (в мм), яка утворюється об’ємом розчину при дотриманні певних умов протягом певного часу
Кратність піни (К)
Відношення об’єму піни (Vп) до об’єму розчину (Vр), яке пішло на її утворення: К = Vп/Vр.
Стабільність (стійкість) піни
Здатність піни зберігати об’єм, дисперсний склад і перешкоджати стіканню рідини (синерезису). Часто у якості стабільності піни використовують час існування ("життя") елемента піни (окремої бульбашки, плівки) або певного її об’єму
Дисперсність піни
Задана середнім розміром бульбашки, розподілом бульба шок по розміру у одиниці об’єму піни
У ряді спеціальних випадків важливі такі властивості, як в’язкість піни, її теплопровідність, електропровідність, оптичні властивості і т.д.
В однокомпонентних системах не проявляються факто ри стабілізації, характерні для пін, а процеси їх руйнування відбуваються з високою швидкістю.
"Чисті" рідини не здатні утворювати піни досить високої стабільності
Для отримання стійких пін рідка фаза повинна містити не менше, ніж два компоненти, один з яких має поверхнево активні властивості і здатний адсорбуватися на міжфазній поверхні.
Для отримання стійких пін використовують стабілізатори
Стабілізатори пін
Желатин, концентрація 3% Яєчний білок концентрація 6%
Казеїн, казеїнат натрію, концентрація 1%
Метилцелюлоза, концентрація 0,5 – 0,8%
13.Псевдозрідження. Сутність процесу. Застосування в харчових галузях.
Псевдозрідження- стан двофазної системи твердих частинок – газ або рідина, яка характеризується переміщенням твердих частинок відносно одна одної за рахунок енергії від будь-якого джерела.
Під час руху рідини або повітря через зернистий шар можливі такі варіанти взаємодії:
Оптимальне значення швидкості псевдозрідження (V0), що забезпечує інтенсивне перемішування киплячого шару, є можливим за різності частинок ε=0,55....0.75.
Відношення оптимальної швидкості (V0) до першої критичної (V1 кр.) називається коефіцієнтом псевдозрідження Кп= V0/ V1 кр.
Оптимальному зрідженню відповідає Кп=2...3
Сутність псевдозрідження. При вихідному русі зріджуючого агента через зернистий шар можливе збільшення швидкості зріджуючого агента до такого значення, при якому підйомна сила потоку стане дорівнювати вазі всього шару часток, які набувають властивість текучості і переходять у псевдозріджуючий стан.
Поряд з великими перевагами методу проведення процесів у псевдозрідженому шарі притамання і недоліки:
1.тверді частинки у псевдозрідженому шарі інтенсивно стираються.
2.швидкість зріджуючого агенту обмежується швидкістю виносу твердих часток із шару.
3.під час псевдозрідження часток діелектричних матеріалів можливе утворення зарядів статичної електрики, що призводить до вибухової небезпеки устаткування.
Процес псевдозрідження широко використовується для сушіння зернистих матеріалів.
14. Процеси диспергування в харчових технологіях.
Диспергування – процес подрібнення рідких, твердих, газових речовин у рідині чи газі з метою утворення дисперсних систем.
Процеси диспергування:
-емульгування
Використовується для отримання емульсій типу жир у воді і вода в жирі. Ефективність емульгуання залежить від температури проведення процесу. Для отримання емульсій на основі рослинного масла найкращі умови створюються при температурі жиру 18...20 С. При використанні інших жирів їхня температура повинна бути на 15..20 С вищою за температуру плавлення.
В якості емульгаторів використовують також порошкоподібні речовини – крохмаль, подрібнену гірчицю.
Для проведення емульгування використовують розмішувальні та циркуляційні апарати, а також відцентрові та ультразвукові емульсори.
-гомогенізація
Метод підвищення дисперсійності(однорідності) жирових емульсій шляхом механічного подрібнення жирових кульок до 1...2 мкм. Широко застосовують у виробництві згущеного молока та для стабілізації жирової емульсії.
-розпилення рідини
Процес диспергування рідини в газове повітряне середовище використовується для сушіння рідких і в»язких продуктів.
Диспергування рідини в газове середовище полягає в подрібненні крапель і розподілі цих крапель у просторі. Розрізняють способи розпилення: гідравлічний, механічний, пневматичний.
15. Механічні процеси в харчових технологіях. Подрібнення твердих матеріалів. Схеми циклів та ступінь подрібнення.
Механічні процеси переробки сировини та продуктів харчування характеризуються зміною зовнішньої форми, незмінністю фізико-хімічних властивостей і підпорядкованості механіці твердих тіл.
Основні для харчової технології механічні процеси:1) подрібнення, 2) класифікація, 3) змішування, 4) пресування.
Подрібнення – це руйнування матеріалу під дією зовнішніх сил, які долають сили зчеплення між частками.
Розрізняють два види подрібнення:
Схеми циклів подрібнення: відкритий цикл, відкритий цикл із попередньою класифікацією, замкнутий цикл, замкнутий цикл із суміщеними попередньою і перевірною класифікацією.
Ступінь подрібнення – це відношення середнього характерного розміру часток матеріалу перед подрібненням d n до середнього характерного діаметра часток після подрібнення d k :
і= d n/ d k,
де і – ступінь подрібнення.
16. Механічні процеси в харчових технологіях. Сортування (класифікація) твердих сипучих систем. Способи. Поняття проходу, сходу.
Механічні процеси переробки сировини та продуктів харчування характеризуються зміною зовнішньої форми, незмінністю фізико-хімічних властивостей і підпорядкованості механіці твердих тіл.
Основні для харчової технології механічні процеси:1) подрібнення, 2) класифікація, 3) змішування, 4) пресування.
Сортування (класифікація)- це процес поділу сипучих сумішей на окремі фракції.
З врахуванням властивостей фракцій, що піддаються обробці, розрізняють методи сортування сипучих продуктів: просіювання, сепарування, магнітна сепарація, триєрування.
Найбільш універсальний спосіб класифікації, який викор. у харч. техн. – механічний.
Способи механічної класифікації:
Просіювання сипучих матеріалів може відбуватися в барабанному класифікаторі, установленому під кутом, або під час зворотно-поступального -коливального) руху сита в горизонтальній площині.
Продукти класифікації (просіювання):
Прохід – частинки матеріалу, що є меншими за розмірами отворів сита і які проходять крізь них.
Схід – частинки матеріалу, що затримуються на ситі.
17. Механічні процеси в харчових технологіях. Ситовий аналіз. Типи класифікаторів, способи класифікації.
Механічні процеси переробки сировини та продуктів харчування характеризуються зміною зовнішньої форми, незмінністю фізико-хімічних властивостей і підпорядкованості механіці твердих тіл.
Основні для харчової технології механічні процеси:1) подрібнення, 2) класифікація, 3) змішування, 4) пресування.
Ситовий аналіз – це просіювання сипучого матеріалу з метою визначення його гранулометричного складу, тобто розподіл матеріалу на фракції.
При виконанні ситового аналізу здійснюється розсіювання середньої проби матеріалу. Для розсіювання застосовують набір дротяних сит із постійним відношенням розміру отворів кожного сита до наступного.
Типи класифікаторів: від дрібного до крупного – переваги - зручність спостереження за ситами, а також можливість зміни сит, їх ремонту; зручність розташування окремих сортів продукту по сховищах. Недоліки- перевантаження і підвищення зносу дрібних сит; значна довжина грохоту.
-від крупного до дрібного – переваги – краща якість класифікації внаслідок відсіювання в першу чергу найбільш крупних зерен; менший знос сит внаслідок відокремлення в першу чергу найбільш крупних зерен.
Недоліки- складність ремонту та заміни сит, незручне відведення готового продукту.
Способи класифікації:
з врахуванням властивостей фракцій, що піддаються обробці, розрізняють методи сортування сипучих продуктів-
1. просіювання,
2.сепарування – гідравлічне, повітряне, відцентрове.
3.магнітна сепарація.
4.триєрування.
18. Теплові процеси в харчових технологіях. Способи розповсюдження тепла. Теплопровідність. Закон Фур»є.
Теплові процеси – процеси в харчових технологіях, швидкість яких визначається швидкістю підведення або відведення тепла. Необхідною і достатньою умовою для їх відтворення є різниця температур між тілами.
Процеси можуть відбуватися без зміни агрегатного стану речовини.
Нагрівання – підвищення температури матеріалу способом підведення тепла.
Охолодження – зниження температури матеріалу способом відведення тепла.
Процеси, що відбуваються із зміною агрегатного стану речовини:
Конденсація – зрідження речовини способом відведення із неї тепла.
Заморожування – переведення речовини у твердий стан способом відведення тепла.
Розморожування - процес обернений заморожуванню.
Плавлення – переведення у рідкий стан твердого тіла способом підведення тепла.
Способи розповсюдження тепла:
теплопровідність (кондукція) – вид теплообміну можливий в умовах тісного стикання окремих частинок тіла. Характерний для твердих тіл і нерухомих рідин, газів.
Конвекія – теплообмін можливий при перенесенні тепла частинками крапельних рідин і газів. Характерний для рідин і газів, що рухаються.
Теплове випромінювання – при теплообміні випромінюванням тепло розподіляється у вигляді променевої енергії і знову повністю або частково перетворюється в теплову енергію. Характерне всім тілам.
Теплопровідність – процес перенесення теплової енергії від більш нагрітих ділянок тіла до менш нагрітих у результаті коливання атомів у кристалічних решітках або переміщення вільних електронів у металах.
У результаті теплопровідності температура тіла вирівнюється.
Основним законом передачі тепла теплопровідністю є закон Фур»є, згідно з яким кількість тепла dQ, яка передається шляхом теплопровідності через елемент поверхні перпендикулярний тепловому потоку , за певний час, пропорційна температурному градієнту dt/dn, площі поверхні dF і часу dτ
dQ= - ƛ dt/dn х dF х dτ
19. Теплові процеси в харчових технологіях. Теплообін. Тепловіддача. Теплопередача.
Теплові процеси – процеси в харчових технологіях, швидкість яких визначається швидкістю підведення або відведення тепла. Необхідною і достатньою умовою для їх відтворення є різниця температур між тілами.
Процеси можуть відбуватися без зміни агрегатного стану речовини.
Нагрівання – підвищення температури матеріалу способом підведення тепла.
Охолодження – зниження температури матеріалу способом відведення тепла.
Процеси, що відбуваються із зміною агрегатного стану речовини:
Конденсація – зрідження речовини способом відведення із неї тепла.
Заморожування – переведення речовини у твердий стан способом відведення тепла.
Розморожування - процес обернений заморожуванню.
Плавлення – переведення у рідкий стан твердого тіла способом підведення тепла.
Способи розповсюдження тепла:
теплопровідність (кондукція) – вид теплообміну можливий в умовах тісного стикання окремих частинок тіла. Характерний для твердих тіл і нерухомих рідин, газів.
Конвекія – теплообмін можливий при перенесенні тепла частинками крапельних рідин і газів. Характерний для рідин і газів, що рухаються.
Теплове випромінювання – при теплообміні випромінюванням тепло розподіляється у вигляді променевої енергії і знову повністю або частково перетворюється в теплову енергію. Характерне всім тілам.
Теплообмін – мимовільний процес перенесення теплоти від більш нагрітих тіл або їх ділянок до менш нагрітих.
Теплообмін між середовищами може здійснюватись в сталих або несталих умовах.
При стаціонарному процесі поле температур в апараті не змінюється в часі.
При нестаціонарному процесі температури змінюються в часі.
Основні кінетичні характеристики процесу передачі тепла:
середня різниця температур, коефіцієнт теплопередачі, кількість теплоти, яка передається.
Основне рівняння теплопередачі встановлює зв’язок між кількістю теплоти, яка передається за певний період часу, і площиною поверхні, що розділяє середовища теплообміну:
dQ= К F∆t ср. dτ
де Q – к-ть тепла, яка передається, Дж.
К – коеф. теплопередачі між середовищами, Вт/(м2 К).
F – площа поверхні теплообміну, м2.
∆t ср. – різниця температур між середовищами.
τ – час протікання процесу, с.
Коефіцієнт теплопередачі показує, яка кількість теплоти передається від одного теплоносія до іншого через стінку, яка їх розділяє площиною в 1 м2 впродовж 1-ї секунди при різниці температур між теплоносіями 1 С.
20. Теплові процеси в харчових технологіях.Температурне поле стаціонарне, не стаціонарне. Ізотермічна поверхня.
Теплові процеси – процеси в харчових технологіях, швидкість яких визначається швидкістю підведення або відведення тепла. Необхідною і достатньою умовою для їх відтворення є різниця температур між тілами.
Процеси можуть відбуватися без зміни агрегатного стану речовини.
Нагрівання – підвищення температури матеріалу способом підведення тепла.
Охолодження – зниження температури матеріалу способом відведення тепла.
Процеси, що відбуваються із зміною агрегатного стану речовини:
Конденсація – зрідження речовини способом відведення із неї тепла.
Заморожування – переведення речовини у твердий стан способом відведення тепла.
Розморожування - процес обернений заморожуванню.
Плавлення – переведення у рідкий стан твердого тіла способом підведення тепла.
Способи розповсюдження тепла:
теплопровідність (кондукція) – вид теплообміну можливий в умовах тісного стикання окремих частинок тіла. Характерний для твердих тіл і нерухомих рідин, газів.
Конвекія – теплообмін можливий при перенесенні тепла частинками крапельних рідин і газів. Характерний для рідин і газів, що рухаються.
Теплове випромінювання – при теплообміні випромінюванням тепло розподіляється у вигляді променевої енергії і знову повністю або частково перетворюється в теплову енергію. Характерне всім тілам.
21. Теплові процеси в харчових технологіях. Способи розповсюдження тепла. Конвекція. Теплове випромінювання.
Теплові процеси – процеси в харчових технологіях, швидкість яких визначається швидкістю підведення або відведення тепла. Необхідною і достатньою умовою для їх відтворення є різниця температур між тілами.
Процеси можуть відбуватися без зміни агрегатного стану речовини.
Нагрівання – підвищення температури матеріалу способом підведення тепла.
Охолодження – зниження температури матеріалу способом відведення тепла.
Процеси, що відбуваються із зміною агрегатного стану речовини:
Конденсація – зрідження речовини способом відведення із неї тепла.
Заморожування – переведення речовини у твердий стан способом відведення тепла.
Розморожування - процес обернений заморожуванню.
Плавлення – переведення у рідкий стан твердого тіла способом підведення тепла.
Способи розповсюдження тепла:
теплопровідність (кондукція) – вид теплообміну можливий в умовах тісного стикання окремих частинок тіла. Характерний для твердих тіл і нерухомих рідин, газів.
Конвекія – теплообмін можливий при перенесенні тепла частинками крапельних рідин і газів. Характерний для рідин і газів, що рухаються.
Теплове випромінювання – при теплообміні випромінюванням тепло розподіляється у вигляді променевої енергії і знову повністю або частково перетворюється в теплову енергію. Характерне всім тілам.
Розрізняють три способи розповсюдження тепла: за рахунок теплопровідності, конвекції, теплового випромінювання.
теплопровідність (кондукція) – вид теплообміну можливий в умовах тісного стикання окремих частинок тіла. Характерний для твердих тіл і нерухомих рідин, газів.
Конвекія – теплообмін можливий при перенесенні тепла частинками крапельних рідин і газів. Характерний для рідин і газів, що рухаються.
Теплове випромінювання – при теплообміні випромінюванням тепло розподіляється у вигляді променевої енергії і знову повністю або частково перетворюється в теплову енергію. Характерне всім тілам.
Конвекція – теплообмін між поверхнею тіла і навколишнім середовищем за рахунок перенесення тепла частинками крапельних рідин і газів при їх переміщенні в просторі.
Конвекція є:
природна (вільна) – переміщення частинок рідини або газу відбувається внаслідок різниці щільності нагрітих і холодних частинок рідини і газу.
примусова – виникає під впливом дії машин, залежить від фізичних властивостей середовища, швидкості її руху, форми і розміру каналу по якому рухається потік.
Теплове випромінювання – процес поширення тепла у вигляді електромагнітних хвиль. Енергія випромінювання являє собою енергію електромагнітних коливань з різною довжиною хвиль.
Найбільш важливим у техніці є теплове випромінювання, що відбувається між двома тілами, відокремлених одне від одного повітряним середовищем.
22. Теплові процеси в харчових технологіях. Теплообмінники, теплоносії. Процеси випарювання, охолодження.
Теплові процеси – процеси в харчових технологіях, швидкість яких визначається швидкістю підведення або відведення тепла. Необхідною і достатньою умовою для їх відтворення є різниця температур між тілами.
Процеси можуть відбуватися без зміни агрегатного стану речовини.
Нагрівання – підвищення температури матеріалу способом підведення тепла.
Охолодження – зниження температури матеріалу способом відведення тепла.
Процеси, що відбуваються із зміною агрегатного стану речовини:
Конденсація – зрідження речовини способом відведення із неї тепла.
Заморожування – переведення речовини у твердий стан способом відведення тепла.
Розморожування - процес обернений заморожуванню.
Плавлення – переведення у рідкий стан твердого тіла способом підведення тепла.
Способи розповсюдження тепла:
теплопровідність (кондукція) – вид теплообміну можливий в умовах тісного стикання окремих частинок тіла. Характерний для твердих тіл і нерухомих рідин, газів.
Теплообмінники теплоносії – апарати, в яких відбувається теплообмін між робочими середовищами незалежно від їх технологічного призначення.
Теплообмінники залежно від цільового призначення розрізняють:випаровувачі, конденсатори, підігрівачі, холодильники.
За принципом дії:
поверхневі,змішувальні,регенеративні.
Залежно від характеру руху теплоносія: з природною циркуляцією, з примусовою циркуляцією.
залежно від конструктивних особливостей: трубчаті, пластинчасті, спіральні, шнекові.
Випарювання – процес концентрації розчинів підведенням до них теплоти.
Випарювання залежно від технологічних особливостей є повне та часткове, під атмосферним тиском або під вакуумом.
Використовують для охолодження і опріснення води, концентрування розчинів і кристалізації речовин.
Охолодження – процес зниження температури матеріалів за допомогою відведення від них теплоти.
Для охолодження газів, парів, рідин до 15...20 С використовують воду і повітря.
Для охолодження продуктів до низьких температур використовують низькотемпературні охолоджувальні агенти – холодильні розсоли, фреони, аміак.