
- •Технологическое оборудование отрасли Лекция №1
- •Общие и спецИальные машиностроительные требования к оборудованию.
- •Классификация технологического оборудования пищевой промышленности.
- •Тема: Смесительное оборудование в пищевой промышленности. Общие аспекты перемешивания.
- •Механизмы смешения.
- •Оценка качества смеси.
- •Методы отбора проб.
- •Кинетика процесса смешивания.
- •Методы исследования кинетики.
- •Работа по составлению математической модели на эмпирическом уровне.
- •Кинетика описывается в критериальной форме.
- •Описание кинетики на основе математических аппаратов цепей Маркова.
- •Оценка адекватности математической модели:
- •Классификация смесительного оборудования в пищевой промышленности.
- •Факторы, обуславливающие выбор типа смесителя.
- •Общие рекомендации по выбору типа смесителя.
- •Методика расчета смесителей.
- •Смешение жидких компонентов (ж-ж).
- •Лопастные мешалки.
- •Турбинные мешалки.
- •Листовые мешалки.
- •Спиральные мешалки.
- •Якорные мешалки.
- •Рамные мешалки.
- •Шнековые мешалки.
- •Пропеллерные мешалки.
- •Скребковые мешалки.
- •Сосуды для смесителей жидких сред.
- •Перемешивание сыпучих материалов.
- •Коэффициент трения (f).
- •3. Дисперсность.
- •4. Коэффициент формы.
- •Механизм процесса смешения сыпучих материалов.
- •Методы смешения сыпучих материалов.
- •2. Метод принудительного перемешивания.
- •3. Метод смешения в центробежном поле.
- •4. Аэрофонтанное перемешивание.
- •5) Инерционное смешение.
- •Механизм периодического процесса
- •Расчет объемых инерционных смесителей.
- •Технологические особенности перемешивания паст.
- •Расчет смесителей для смешения паст.
- •По технологическому назначению:
- •Роторные смесители.
- •Валковые смесители.
- •Формование в пищевой промышленности.
- •Специальный:
- •Глухое прессование (таблетирование).
- •Взаимодействие рабочих органов оборудования и формуемого продукта.
- •Основные направления интенсификации процесса формования.
- •Физическая картина течения материала в канале шнека.
- •Э пюры скоростей
- •Валковые нагнетатели.
- •Пластинчатый нагнетатель.
- •Предматричные камеры.
Оценка адекватности математической модели:
1)
на качественном уровне
оценка производится анализом параметром
модели. Для разных значений времени
рассчитываются по экспериментальным
значениям
параметр
модели. Методом наименьших квадратов
находится зависимость
.
При этом
(или
в пределах допускаемого уровня
значимости), то
,
не
меняется в процессе (для Марковских
систем)
2ая оценка: на количественном уровне (определяется критерием Фишера)
где
–
рассчитывается по модели на каждый
момент времени.
экспериментальное
количество смеси в те же времена.
число
экспериментальных точек.
дисперсия,
значения экспериментальных дисперсий
(количество смеси) при
параллельных опытах.
S2
m – число точек отбора проб |
1 2 3 4 |
Находим
Fтаб
с уровнем значимости р=0,05 со степенью
свободы по дисперсии адекватности
и степенью
свободы дисперсии воспроизводимости
и сравнивается
.
Если Fрасч.< Fтабл. , то модель адекватна.
Если Fрасч. > Fтабл. , то модель неадекватна, то необходимо определить степень точности модели по уровню значимости выбором табличного значения (Fтабл.) большего чем расчётного ( Fрасч.), но с другим большим уровнем значимости.
Классификация смесительного оборудования в пищевой промышленности.
1) по агрегатному состоянию перемешивания материалов (г – ж, ж – ж, тв – ж, тв-тв)
г – г: система перемешивания при транспортировке (устройство с перепадом давления). Перемешивающее устройство. Смесители.
г – ж и ж – ж: мешалки.
г – ж: - карамельное производство – тянульные и взбивальные машины.
По принципу действия:
а) периодические;
б) полупериодические (дискретные);
в) непрерывные;
3) По форме крепления рабочей камеры:
а) со стационарным креплением;
б) с нестационарным креплением;
По конструкции рабочего органа:
- шнековые, лопастные, роторные, якорные, рамные, пропеллерные, турбинные, барабанные, пальцевые, вибрационные.
- Комбинированные мешалки.
- Периодические смесители, бывают со шнековыми и лопастными мешалками.
- Непрерывные смесители всегда со стационарными камерами типа шнека, инерционных перемешивающих устройств, вибрационные машины.
Факторы, обуславливающие выбор типа смесителя.
Требуемое качество смеси Смеситель должен удовлетворять по времени перемешивания требуемого качества смеси.
. Оговаривается в технических условиях. Для каждого смесителя имеется предельное качество смеси, которое достигается при бесконечном времени перемешивания.
Обеспечение минимальных затрат мощности.
Обеспечение минимального времени перемешивания, которое обеспечивает требуемую производительность и качество смеси (степень однородности).
Срок службы по износу, определяемому по степени абразивности материала.
5. Требуемая температура обработки смеси поддерживается с помощью дополнительных устройств (теплообменных). Теплообмен может происходить за счет теплообменной «рубашки». Требуемая температура обеспечивает:
- сушку в процессе смешения;
плавление одного из компонентов;
охлаждение после смешения (когда смешение – экзотермический процесс).
6. Давление в камере смешения. Если смешение происходит при атмосферном давлении, то аппараты открытые. Если в камере смешения давление или вакуум, то аппараты герметичны.
7. Удобство чистки и разборки аппаратов (основное требование для пищевой промышленности).
8. Образование пыли. Также является важным моментом для пищевой промышленности. Необходимо предусмотреть в конструкции аппарата:
местный отсос в местах загрузки и выгрузки;
общая вентиляция в помещении;
пылящий продукт переработать до подачи в смеситель;
в рецептуре смеси предусмотреть дополнительное количество пылящего вещества в соответствии с технологическими потерями (пылением).
Исключение электростатического электричества.