Лабораторна робота № 3 аналіз гранулометричного складу цукру та солі на прикладі цукру та солі
Мета роботи - вивчити конструкцію та принцип роботи машини для розсівання сипучих матеріали на фракції. Ознайомити з методиками вивчення середнього розміру та коефіцієнта неоднорідності кристалів.
В результаті проведення занять студенти повинні:
знати технологічне призначення, будову, принцип дії та способи налагодження і регулювання ситових сепараторів;
вміти здійснити виміри потрібних параметрів, середні значення вимірів записати в таблицю, обрахувати середній розмір часток та коефіцієнт нерівномірності.
Загальні відомості
У процесі промислового отримання харчових продуктів (цукор-пісок, сіль, фармацевтичні препарати та ін. спостерігають зміни розміру часток (кристалів) від мінімальної до величин, що визначаються їх подальшим технологічним обробленням . Так, у процесі уварювання гранулометричний склад цукрових утфелів залежить від числа центрів кристалізації при утворенні кристалів, пересичення, в'язкості, умов циркуляції та інших факторів.
Розподіл кристалів за розмірами може характеризуватися кривою нормального розподілу за Гаусом. Розмір і рівномірність (часток) є одним з факторів, за яким можна оцінювати хід масообмінного процесу, наприклад, кристалізацію цукрози в вакуум-апаратах, від яких значною мірою залежать подальші технологічні операції -центрифугування, кристалізація, афінація.
Для визначеній середнього розміру коефіцієнта нерівномірності кристалів використовується ряд методик. Вибираючи методику оброблення розсівів треба керуватися такими факторами, як простота її застосування і одержання результатів з відносно високою точністю. Такою методикою може бути оброблення результатів розсівання на основі методу математичної статистики.
Кристали або частки речовини, що підлягають гранулометричному аналізу, треба промити речовиною, що не розчиняє їх (кристали цукру - насиченим розчином цукрози в етиловому спирті) і висушити в потоці підігрітого повітря.
Методика виконання роботи
Розсівання здійснюють на машині для фракційного розсівання через сита з діаметром отворів 1,5; 1,0; 0,5 мм.
Вихідна проба для розсіву становить 100 г. Проби кожної фракції зважують на вагах типу ВЛКТ-500.
У зв'язку з тим, що форма кристалів відрізняється від форми кулі під час розсівання на фракції, можливе розташування однакових за розміром кристалів у двох сусідніх фракціях. Тому в дослідах розсівання треба повторювати не менше трьох раз.
Результати гранулометричного складу узагальнюють у таблиці.
№ п/п |
Діаметр отворів сит, мм |
Середній розмір кристалів у фракції dсер), мм |
dсер |
Маса фракції, f, % |
dсер× f |
dсер× f |
1 |
-2 |
|
|
|
|
|
2 |
1,5 |
(2+1,5)7 2 = 1,75 |
3,06 |
|
|
|
3 |
1,0 |
1,25 |
1,56 |
|
|
|
4 |
0,5 |
0,75 |
0,56 |
|
|
|
5 |
0...0.5 |
0,25 |
0,062 |
|
|
|
Σ |
|
|
|
100 |
|
|
Розмір отворів на ситах вносять у гр. 2 таблиці. А середній розмір кристала фракції між двома ситами записують у гр. З, Він визначається як середнє арифметичне розмірів отворів більшого і меншого сит, між якими міститься фракція. Величина квадрата цього розміру визначена в гр. 4;
Якщо постійно для ситового аналізу даного продукту застосовується один і той самий комплект сит, то значення в перших чотирьох графах будуть повторюватися. Зважені фракції розсівів із різних сит у перерахунку на процентний вміст подані в гр. 5.
Середній розмір часток (кристалів) розраховують за формулою
(1)
У
зв’язку
,
формула набуває вигляду:
(2)
Відхилення величини розмірів часток від середнього значення згідно з математичною статистикою має вираз:
(3)
Підставляючи у формулу (3) значення , отримуємо спрощений вираз:
(4)
Коефіцієнт відхилення від середнього значення або коефіцієнт варіації має вигляд
За даними роботи [1], для цукру коефіцієнт Кн = 0,25 вважається добрим показником процесу кристалізації, а Кн = 0,35 свідчить про незадовільні результати. Сіль харчова помелу №1 має Кн = 0,74. Відмінність Кн одержаного дослідним шляхом, від Кн стандартної продукції оцінюють за формулою:
