9. Механические процессы в технологии.

Механические процессы — это процессы чисто механического взаимодействия тел. Они являются физическими процессами и связаны с преобразованием формы, положения, размеров, со­отношения твердых тел в смесях (из­мельчение, резание, прессование, смешивание, сортирование неоднородных сыпучих систем и др.)

Измельчение - процесс механического де­ления обрабатываемого продукта на части с целью лучшего его технологического использования. Измельчение основано на воздействии сил, стремящихся преодолеть силы сцепления между частицами, в результате чего образуются новые поверх­ности. Механическое измельчение материала приводит к уве­личению поверхности твердых веществ путем раздавливания, раскалывания,истирания и удара.

Процесс измельчения широко применяется в мукомольном, свеклосахарном, консервном, крахмалопаточном, спиртовом, пивоваренном, винодельческом и других производствах. Переработка материала в измельченном виде позволяет ускорить экстрагирование веществ, тепловую обработку материалов.

Резание применяют, если требуется не только уменьшить размер кусков, но и придать им определенную форму.

Резательные машины используют в консервном, свеклоса­харном производствах.

Для измельчения плодов (при производстве соков) и карто­феля (на крахмалопаточных заводах) используются терочные машины, в которых основным измельчающим органом являют­ся специальные зубчатые пилки, укрепленные на вращающем­ся с большой скоростью барабане.

Вертикальные овощерезки используют для разрезания ово­щей на ломтики, кубики, соломку и т. д. Размеры и форма нарезанных овощей изменяются в зависи­мости от конфигурации ножей.

Измельчитель для мяса (куттер) — инструмент в виде фре­зы. Процесс проводится под вакуумом.

Под прессованием понимают механическую обработку раз­личных продуктов давлением. При этом достигаются следую­щие цели:

• обезвоживание под давлением;

• формование пластичных материалов;

• уплотнение сыпучих материалов (гранулирование, брике­тирование, таблетирование).

Применяют при производстве сахара-рафинада, пищевых концентратов. Брикетирование распространено в кондитерском производ­стве, в процессах утилизации отходов производства и др. Разно­видности брикетирования — таблетирование и гранулирование. Таблетки и гранулы имеют меньшие размеры по сравнению с брикетами. Промышленностью выпускаются гранулирован­ные чай, кофе, пищевые концентраты, конфеты и другие про­дукты. Брикетирование, таблетирование и гранулирование спо­собствуют повышению качества и продолжительности исполь­зования продукта, уменьшению потерь, улучшению транспор­тировки и др.

Смешивание - процесс образования однородных систем из сыпучих материалов и пластических материалов. Смешивание широко применяют в пищевой и хим.промышленности. Его осуществляют механическим гидравлическим, пневматическим способами.

Сортирование- метод разделения сыпучих сред на составные, однородные фракции. Имееется три вида классификаций зернистых материалов на фракции:

• Механическая – разделение на ситах (грохочение) например очистка зерна от примесей;

• Гидравлическая – разделение смеси на фракции в зависимости от скорости оседания частиу в жидклсти (;

• Воздушная сепарация – раделение смеси твердых частиц на фракции в зависимости от скорости отстаивания частиц в воздухе.

10. Гидромеханические процессы в технологии.

Гидромех. процессы — это процессы в жидкостных или газовых системах, скорость которых определяется законами механики и гидродинамики. Основой гидромеханических процессов является гидростатическое или гидромеханическое воздействие на сырье и материалы. К ним относят процессы транспортирования жидкостей и газов, разделения жидкостных и газовых систем, перемешивания в жидких средах, диспергирования, пенообразования и псевдоожижения, отстаивания, фильтрования, центрифугирования и сепарирования. Движущей силой гидромеханических процессов является перепад давления.

Перемешивание применяют в пищевой промышленности для интенсификации химических, тепловых и массообменных процессов, а также для приготовления растворов, эмульсий и суспензий. Процесс перемешивания используется для интенсификации нагревания или охлаждения обрабатываемых масс, интенсификации массообмена (растворение и др.).

Процессы пенообразования делят на два вида: пенообразование и взбивание. Сущность их одинакова и заключается в диспергировании газа или воздуха в жидкости.

Пенообразование применяется при производстве газонаполненных коктейлей. Струйки газа распадаются на пузырьки, которые поднимаются с большей или меньшей равномерностью и распределяются в массе жидкости. В качестве пенообразователя используется яичный белок, молочный белок, казеинат натрия. Физико–химические свойства пены (плотность, вязкость) зависят от размеров пузырьков газа, а последние от состава и концентрации поверхностно-активных веществ.

Взбивание применяется при приготовлении кремов, суфле, мороженого, взбитых сливок и др. Процесс взбивания осуществляется в основном в аппаратах периодического действия – в бачках со взбивателями. При вращении бачка и захвате воздуха происходит наполнение им массы продукта. При перемешивании воздух диспергируется, взбивание приводит к уменьшению плотности продукта. Хорошей степенью взбивания считается увеличение объема продукта в 1,5–3 раза.

Фильтрование обеспечивает разделение суспензий, пыли и туманов с помощью пористой (фильтровальной) перегородки, способной пропускать жидкость или газ и задерживать взвешенные в них твердые частицы. Фильтрование осуществляется под действием разности давлений жидкости по обе стороны от фильтрующей перегородки. Жидкость проходит через поры перегородки, а твердые частицы задерживаются на ней, образуя слой осадка. Фильтрование применяется для более тонкого, чем при осаждении, разделения суспензий и пыли.

По целевому назначению процесс фильтрования может быть очистным или продуктовым. Очистное фильтрование применяют для разделения суспензий, очистки растворов от включений. В этом случае целевым продуктом является фильтрат. В пищевой промышленности очистное фильтрование используют при осветлении вина, виноматериалов, молока, пива и других продуктов.

Цель продуктового фильтрования – выделение из суспензии диспергированных в них продуктов в виде осадка. Примером фильтрования такого вида может быть разделение дрожжевых суспензий, в которых целевым продуктом является осадок.

Центрифугирование – процесс разделения суспензий и эмульсий в поле центробежных сил с использованием сплошных или проницаемых для жидкости перегородок.

Диспергирование - процесс измельчения жидких, твердых и газообразных веществ в жидкости, а также измельчение жидких и твердых веществ в газе с целью образования дисперсных систем. Среди этих процессов можно выделить три основных: эмульгирование и гомогенизацию.

Эмульгирование применяется для получения эмульсий типа «жир в воде» и «вода в жире». В первом случае дисперсионной средой является вода, во втором – жир. Для получения эмульсий необходимо использовать эмульгаторы, представляющие собой стабилизирующие поверхностно–активные вещества (ПАВ). Эмульгаторы образуют на поверхности жировых частиц тончайшую оболочку, которая придает им устойчивость и препятствует расслоению эмульсии. В качестве эмульгаторов используют желатин, агар–агар, яичный белок, казеин, казеинаты, крахмал и некоторые другие.

Гомогенизация предназначена для дальнейшего диспергирования эмульсий в целях получения продукта, размер дисперсной фазы которого не превышает 1–2 мкм. Так, гомогенизации подвергают молоко, сливки.