МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
|
Кафедра технологии хранения
и переработки продукции
растениеводства
СД.01.02. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЫРЬЯ
И готовой продукции Лабораторный практикум методические указания
Специальность 260601 Машины и аппараты пищевых производств
Уфа 2012
УДК 664.64.3:378.147.88
ББК 36.83+74.58
Ф 48
Рекомендовано к изданию методической комиссией факультета пищевых технологий (протокол №1 от «17» сентября 2012г.)
Составитель: доцент Э.Д. Будакова
Рецензент: к.т.н. А.А. Катков
Ответственный за выпуск: зав. кафедрой ТХППР, д.т.н. С.А. Леонова
г. Уфа, БГАУ, Кафедра Технологии хранения и переработки продукции растениеводства
Содержание
Лабораторная работа №1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА СЫПУЧИХ МАСС |
4 |
Лабораторная работа №2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЫПУЧИХ МАСС |
8 |
Лабораторная работа №3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЯЗКОСТИ СЫРЬЯ ПРИ ПОМОЩИ КАПИЛЛЯРНОГО ВИСКОЗИМЕТРА |
16 |
Лабораторная работа №4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТРЕНИЯ ПИЩЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ |
20 |
Библиографический список |
24 |
Лабораторная работа №1 определение гранулометрического состава сыпучих масс
Цель работы: Изучить различные методики определения гранулометрического состава сыпучих масс и освоить микроскопический и ситовой метод анализа.
Приборы и материалы
Микроскоп;
Глицерин;
Предметное стекло;
Весы лабораторные общего назначения с допускаемой погрешностью взвешивания 0,1 г и 0,01 г;
Рассев лабораторный с частотой колебаний 180…200 об/мин;
Комплект лабораторных сит из шелковой ткани;
Очистители сит – резиновые кружочки диаметром 1,0 см;
Емкости для навесок;
Совочек.
Общие положения
Приборы и системы для определения гранулометрического состава
Сыпучих материалов
Измельчение – это разрушение твердого тела до требуемых размеров. По размеру измельченного продукта измельчение различают на два типа: дробление и помол. 1) Дробление: грубое (300-100 мм), среднее (100-25 мм) и мелкое (25-1 мм). Цель дробления – получение кускового продукта необходимой крупности, а также подготовка к помолу, осуществляемое в дробилках. 2) Помол: грубый (1000-500 мкм), средний (500-100 мкм), тонкий (100-40 мкм) и сверхтонкий ( < 40 мкм). Цель помола – увеличение дисперсности твердого материала, придание ему определенного гранулометрического состава и формы частиц, дезагрегирование, осуществляемое в мельницах.
Основные характеристики процесса измельчения: изменение дисперсности; степень измельчения - отношение среднего размера кусков (зерен) исходного материала к среднему размеру кусков (зерен, частиц) измельченного продукта; удельные энергетические затраты (кВт.ч на 1 т продукта). Главные характеристики продукта измельчения – гранулометрический состав (%) и удельная поверхность (см2/г).
По гранулометрическому составу сыпучего материала оценивают распределение составляющих его частиц по линейным размерам или по объемам. Гранулометрический состав сыпучего материала определяет качество процесса измельчения. Для определения гранулометрического состава сыпучих материалов в настоящее время используют различные методы и соответствующие им приборы и системы. Рассмотрим основные из них.
Метод непосредственного измерения с помощью микроскопа.
Метод основан на подсчете и вычислении размера частиц при микроскопировании сыпучей массы.
Ситовой анализ. Заключается в разделении порции измельченного сыпучего материала на классы (фракции) с помощью последовательного просеивания при встряхивании через набор сит с отверстиями различной величины. Этот метод относится к методам физического разделения измельченных твердых частиц.
Сквозь отверстия данного сита проходят все частицы, наибольший линейный размер которых меньше величины отверстий сита. Таким образом, значение класса определяют размером отверстий соседних сит. Например, если нижнее сито имеет отверстие, равное 0,5, а верхнее 0,7мм, то между этими ситами после просеивания останется фракция сыпучего материала класса 0,5-0,7 мм.
В зависимости от способа изготовления сита бывают тканые, плетеные, крученые, стержневые, вязаные, сборные, штампованные. Материал проволоки или листа, из которого изготовляют сита, может быть различным, и выбирают его в зависимости от условий, в которых они работают, или свойств просеиваемых материалов.
Седиментационный анализ. Основан на различии в скоростях осаждения твердых частиц в жидкости. Седиментационный анализ, как правило, проводят в ламинарной области осаждения.
Кондуктометрический метод анализа гранулометрического состава. Предложенный Коултером метод измерения размеров частиц нашел широкое применение в самых различных областях, как научных исследований, так и практической деятельности, в том числе и при исследовании процессов измельчения и смешения. В литературе можно встретить несколько различных названий этого метода: метод Коултера, кондуктометрический, электрический, импульсный. Суть метода состоит в следующем. При прохождении частиц через токонесущий канал, заполненный электролитом с проводимостью, отличной от проводимости частиц, на нагрузочном сопротивлении, включенном последовательно с каналом, возникают изменения (импульсы) напряжения, пропорциональные объемам частиц. После усиления импульсы дискриминируются и считаются пересчетным устройством.
К основным достоинствам метода следует отнести его универсальность. В обычно используемых электролитах с удельным сопротивлением 10-2 - 10 Ом·м величина и полярность импульса не зависят от электрических свойств частиц. Другим существенным достоинством метода является пропорциональность аналитического сигнала именно объему частицы. Во многих случаях объем является наиболее объективной характеристикой размера частицы. Метод характеризуется высокой точностью и хорошей воспроизводимостью результатов.
Телевизионный метод определения гранулометрического состава сыпучих материалов в поле зрения микроскопа по принципу сканирования. В общем случае прибор для определения гранулометрического состава телевизионным методом состоит из сканирующего устройства, предназначенного для создания электрических импульсов, определенным образом связанных с числом, размерами и пространственным распределением частиц, и устройства анализа и регистрации импульсов, обрабатывающего и выдающего необходимые результаты.
При использовании фотоумножителя в качестве электрического датчика сканирование может осуществляться либо путем перемещения препарата относительно фиксированной оптической системы, либо путем перемещения светового луча. Первый из названных методов наиболее приемлем при сканировании щелью. Во втором методе при сканировании пятном малых размеров в качестве источника света удобно использовать растр, образованный на экране электронно-лучевой трубки. Кроме этих средств в качестве электрического датчика может использоваться телевизионная камера, в которой изображение образца сканируется электронным лучом.