Изучение гомогенизатора

Цель работы: изучение устройства, принцип работы и правила эксплуатации гомогенизаторов, определить и рассчитать основные характеристики, построить графики теоретических зависимостей, сделать анализ и выводы о работе.

Общие положения

Гомогенизаторы для жидких продуктов предназначены для раздробления крупных частиц в продуктах с целью создания однородной консистенции. Для этих целей применяют гомогенизаторы высокого давления клапанного типа. В них осуществляется одно-, двух-, трехступенчатая гомогенизация. Они обладают высокой степенью раздробления, так, средний размер частиц уменьшается с 3,5…4,0 до 0,7…0,8 мкм. Гомогенизации подвергаются витаминные смеси, смеси биологически активных веществ, ферментные препараты, смеси белковых соединений и др.

Важнейшими показателями, характеризующими работу гомогенизаторов, являются производительность и степень раздробления частиц при гомогенизации.

Производительность гомогенизатора зависит от производительности плунжерного насоса, нагнетающего продукт в гомогенизирующую головку, и она определяется по следующей формуле:

М = 60·f·l·n·z·η,

_{где М- производительность гомогенизатора, м}³_/ч;

f- площадь сечения плунжера, м²;

_{l- длина хода плунжера, м;}

n- число оборотов вала в минуту, с^-1;

z- число плунжеров, шт;

η- объемный КПД. насоса (η = 0,7… 0,9).

Эффективность или степень гомогенизации зависит от давления и температуры. Для режимов гомогенизации, принятых в промышленности, диаметры частиц после гомогенизации определяют:

,

где d_{ср – диаметр частиц, мкм;}

Р – давление гомогенизации, мПа.

При гомогенизации в результате перехода механической энергии в тепловую температура продукта повышается. Существует линейная зависимость изменения температуры продукта от давления:

,

где повышение температуры, С⁰.

Поскольку гомогенизаторы потребляют механическую энергию, расчет энергетических затрат приобретает особую необходимость.

Мощность, необходимую для работы гомогенизаторов, определяют по формуле

,

где N – мощность гомогенизатора;

η – механический КПД гомогенизатора (η=0,75).

Ход выполнения работы

1 Изучить правила эксплуатации гомогенизатора.

2 Ознакомиться с конструкцией и работой гомогенизаторов.

3 Установить конструктивные и технологические параметры гомогенизаторов.

4 Выполнить расчеты и сделать анализ.

Методические указания по выполнению работы

Лабораторную работу выполняют на лабораторном оборудовании кафедры.

1 Работу начинают с изучения правил эксплуатации гомогенизаторов.

2 Затем выполняют эскиз гомогенизатора с указанием основных узлов и деталей.

3 По техническому паспорту и измерениями определяют конструктивные, технологические параметры гомогенизатора и производят расчеты по вышеприведенным формулам. Полученные данные оформляют в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - _{Конструктивные, технологические и расчетные параметры гомогенизаторов.}

Площадь сечения плунжера f, м3	Число оборотов вала n, мин-1	Число плунжеров, z, шт.	Давление гомогенизации P, мПа	Мощность расчетная N, Вт	Мощность по паспорту N0, Вт

4 Используя данные по расчетным формулам, строим график теоретических кривых (рисунок 3.1), характеризующих влияние давления гомогенизации на производительность, на повышение температуры продукта, диаметр частицы продукта и потребную мощность.

Рисунок 3.1 - График теоретических зависимостей

Выводы:

Лабораторная работа № 4