экзамен / ответы на вопросы экзамен ПАПП

температурой. Это собственное излучение тела. Коэффициент отражения (ρ) это степень способности материала отражать инфракрасное излучение. ρ зависит от свойств поверхности, температуры и типа материала. Коэффицие́нт пропуска́ния среды (τ τ), отношение потока излучения Ф, прошедшего через среду, к потоку излучения Ф0, упавшему на её поверхность: τ τ = Ф / Ф0. Сумма потоков собственного и отраженного телом излучения называется его эффективным излучением. Суммарный процесс взаимного испукания, поглощения, отражения и пропускания энергии излучения в системах тел называется лучистым теплообменом.

Тепло, отдаваемое телом за счет теплового излучения, может быть определено с помощью уравнения Стефана — Больцмана

где Т1 — температура поверхности, окружающей нагретое тело, К; Т2 — температура тела, к (обычно за Т1 принимают температуру окружающей среды); с0=5,7*104 Вт*м-2 х К-4 — излучательная способность абсолютно черного тела; ε— коэффициент теплового излучения.

Таким образом, тепло, отдаваемое телом при тепловом излучении, зависит от разности четвертых степеней абсолютных температур его нагретой поверхности и окружающих его тел.

62. Как оценить эффективность и интенсивность перемешивания? Эффективность перемешивания является удобным параметром для сравнения и выбора оптимального режима работы смесителей. Из двух аппаратов с мешалками более эффективно работает тот, в котором достигается заданный технологический результат при меньшей затрате энергии. В процессах получения суспензий эффективность перемешивания характеризуется степенью равномерности распределения твёрдой фазы в объёме аппарата; при интенсификации тепловых и диффузионных процессов – отношением коэффициентов тепло — и массоотдачи при перемешивании и без него. Наибольшее распространение в промышленности получил механический способ перемешивания. Механическое перемешивание осуществляют с помощью мешалок, которым сообщается от двигателя вращательное или возвратно-поступательное движение. Интенсивность перемешивания обычно определяют по следующим параметрам:

1)числу оборотов мешалки при постоянном времени процесса перемешивания;

2)времени достижения заданного технологического результата при постоянной частоте вращения мешалки;

3)мощности, затрачиваемой на перемешивание единицы объема или массы жидкости.

Интенсивность перемешивания определяется временем достижения заданного технологического результата или числом оборотов мешалки при фиксированной продолжительности процесса (для механических мешалок) и

характеризуется для каждого способа отдельно: при механическом перемешивании – отношением вводимой в перемешиваемую среду энергии к её объёму; при пневматическом перемешивании – количеством газа, пропускаемого в единицу времени через единицу сечения аппарата; при циркуляционном перемешивании – отношением объёмной подачи насоса к объёму перемешиваемой среды.

Интенсивность перемешивания определяется количеством газа, пропускаемого в единицу времени через единицу свободной поверхности жидкости в смесителе.

63. Особенности устройства вальцовых дробилок.

Дробилка состоит из привода с ременной передачей, рамой, двух вальцов, магнитного сепаратора, загрузного бункера, шнекового перегружателя.

Два валка 2 и 5 насажены на валы 3 и 6. Вал 3 закреплен в неподвижных подшипниках 4 (зафиксированы в станине). Подшипники 7

перемещаются по направляющим 9 станины. Тяги 8, прокладки 10, кольца 11 и пружины 12 фиксируют положение подвижных подшипников 7. На опорную раму 1 монтируется станина 2. Валки 5 и 3 закреплены статично, а 4 и 6 – подвижные. Снаружи корпуса находятся пружины, которые, как и в двухвалковой дробилке, отвечают за пропуск неделимых частей. Сверху может располагаться приемная воронка, через

которую сырье поступает внутрь измельчителя.

В валковые дробилки материал затягивается силами трения и раздавливается между двумя параллельными цилиндрическими валками, вращающимися навстречу друг другу. Валки затягивают кусок материала, если диаметр валка приблизительно в 20 раз больше размера куска. Угол захвата обычно составляет 180. Поверхность валков может быть гладкой, зубчатой и

рифленой. Для хрупких и мягких материалов (например, уголь, соль) применяют зубчатые валковые дробилки. Они захватывают куски, которые только в 1,5-4 раза меньше диаметра валка. Дробилка может иметь один валок, вращающийся вокруг горизонтальной оси параллельно неподвижной рабочей щеке. Основная область применения. Валковые дробилки могут применяться в пищевой промышленности, для дробления и помола зерна, жмыха, соли и т.д. Они предназначены для среднего, мелкого и тонкого измельчения. Валковая дробилка состоит из станины, загрузочного бункера. Подшипники правого валка неподвижны, а левого валка подвижны и удерживаются при помощи пружины, что позволяет левому валку смещаться при попадании в мельницу твердых инородных тел. Размер кусков продукта определяется шириной щели между валками. Загрузка производится непосредственно из бункера. Дробимый материал загружается в чашу, откуда при вращении валков навстречу друг другу захватывается и раздавливается, причем оба вальца дробилки могут иметь одинаковую частоту вращения, тогда усиливается эффект раздавливания. Или один из вальцов вращается с меньшей частотой, чем другой, тогда усиливается эффект истирания. Дробилки устанавливают в сухом отапливаемом и вентилируемом помещении, предварительно обеспечив горизонтальность площадки. Дополнительного крепления не требуется. Установка дробилки должна обеспечивать сбор измельченного материала в приемную емкость. Достоинства дробилок (мельниц):

в результате их применения продукт дробления получается требуемой крупности за одну стадию;

в дрoбилке существует возможность подбора наиболее эффективных режимов дробления;

в дрoбилке есть возможность настройки на производство любой фракции;

дает минимальный расход электроэнергии и низкие эксплуатационные затраты;

малая площадь установки без использования фундамента.

автоматизированная система управления;

64. Классификация рекуперативных теплообменников.

В рекуперативных теплообменниках горячая и холодная среда протекают одновременно и теплота передается через разделяющую их стенку (котлы, подогреватели, испарители, конденсаторы н др.). В данном виде устройств теплопередача происходит непрерывно через контактную поверхность.

Примером такого теплообменного аппарата является пластинчатый разборный теплообменник. По конструктивным признакам рекуперативные теплообменники подразделяются на змеевиковые, трубчатые, труба в трубе, кожухотрубчатые, спиральные, пластинчатые и специальные. Наиболее доступными и распространенными теплоносителями, применяемыми в теплообменниках, являются вода, водяной пар, воздух, дымовые газы. Аппараты периодического действия обычно представляют собой сосуды большой вместимости, которые через определенные промежутки времени заполняют обрабатываемым материалом или одним из теплоносителей,

нагревают или охлаждают его, а затем удаляют. В стационарном режиме работают, как правило, аппараты непрерывного действия. Конструкции современных рекуперативных теплообменных аппаратов весьма разнообразны и предназначены для работы с теплоносителями типов жидкость-жидкость, пар-жидкость, газ-жидкость.

Значительно чаще используются теплообменные аппараты непрерывного действия, среди которых наибольшее распространение получили кожухотрубчатые теплообменники (рис. 1). Кожухотрубные теплообменники представляют собой аппараты, выполненные из пучков труб, скрепленных при помощи трубных решеток и ограниченных кожухами и крышками. Трубное и межтрубное пространства в аппарате разобщены, а каждое из них разделено перегородками на несколько ходов.

Кожухотрубчатые рекуперативные теплообменные аппараты: с жестким креплением труб в трубных решетках; с линзовыми компенсаторам корпусе; с U- и W-образными трубками; с нижней плавающей распределительной камерой.

Применяют также змеевиковые теплообменники с витыми трубами, концы которых вваривают в распределительные коллекторы или в меньшие по размерам, чем в кожухотрубных аппаратах, трубные решетки. Эти аппараты более компактны, а также позволяют обеспечить более высокие скорости и коэффициенты теплоотдачи от теплоносителя, движущегося в трубах, в случае малых его расходов.

Змеевиковые и секционные рекуперативные теплообменные аппараты: а — с витой трубчатой поверхностью нагрева (змеевиковый); б — секционный; в

— «труба в трубе».

65. Основной закон теплопроводности.

Величину теплового потока Q, возникающего в теле вследствие теплопроводности при некоторой разности температур в отдельных точках тела, определяют по основному закону теплопроводности или закону Фурье.

66. Использование процесса выпаривания в перерабатывающих производствах.

В пищевых производствах применяют однократное выпаривание, которое проводят непрерывным способом или периодически, многократное выпаривание, проводимое непрерывно, и выпаривание с использованием теплового насоса.

Однократное выпаривание проводят в установке однократного выпаривания непрерывного действия. Метод выпаривания применяется при производстве многих подливов, соусов (белый соус, борделайз, беарнез, томатный), варенья, повидла из яблок или других фруктов, экстрактов. Широкое применение нашел метод при изготовлении консервов. Сгущениювыпариванию чаще всего подвергают овощные и плодово-ягодные культуры. Таким образом, изготавливают концентрированные соки, сиропы, пюре из кабачков и тыквы.

Благодаря методу выпаривания появляется сгущенное молоко. В процессе выпаривания отжатого сока сахарной свеклы или тростника, происходит кристаллизация вещества (глюкозы, фруктозы) и получается сахарный песок. При выпаривании уменьшается объем готового продукта (концентрация), он приобретает необходимую густую консистенцию (сгущается), более насыщенный вкус и аромат. Иногда выпаривают жидкость из всей смеси ингредиентов, а иногда только из части компонентов. Например, производство соевого соуса предполагает предварительное выпаривание бобов. В ходе выпаривания повышается плотность продукта и его вязкость. При выпаривании при температуре выше 100° происходит карамелизация глюкозы (сахара).

Производство молочных консервов. Технология выпаривания при производстве молочных консервов заключается в подборе температур испарения воды из молока в корпусах вакуум-выпарной установки. В процессе выпаривания увеличивается содержание сухих веществ молока, а количество воды в продукте уменьшается.

Технологические режимы выпаривания при производстве молочных консервов различны. При изготовлении консервов с сахаром

пастеризованное молоко и сахарный сироп или их смесь перед направлением в вакуум-выпарную установку фильтруют.

При производстве сухих молочных консервов пастеризованное молоко перед сгущением фильтруют. Производство концентрированных соков. Технологический процесс выпаривания при производстве концентрированных соков проходит три стадии:

1.На первой стадии выпаривания, сок поступает в установку, где под действием вакуума и кратковременного нагрева освобождается от воды на 20-25%. В это же время происходит отбор натуральных летучих ароматобразующих веществ, которые поступают на хранение в специальные емкости и находятся там до момента использования в процессе восстановления сока.

2.После первого этапа выпаривания сок осветляют на установке ультрафильтрации. Система мембранных фильтров пропускает растворённые низкомолекулярные образования (кислоты, ароматические вещества, сахар) и задерживает «лишние» высокомолекулярные частицы (пектины, взвеси, крахмал).

3.После ультрафильтрации осветлённый сок проходит окончательное выпаривание, охлаждается и поступает на хранение в крупнотоннажные маркированные емкости (танки). Концентрированные соки хранятся в помещении с регулируемым температурным режимом (0 до -2°C) и используются по мере необходимости в производстве чистых вкусов. Соки концентрированные не предназначены для использования в качестве пищи. Они представляют собой промежуточный продукт, сырье. Их добавляют в желе, повидло и в другие продукты. Также, из них

изготавливают восстановленные соки, которые потом поступают на продажу в магазины.

67.Классификация выпарных аппаратов.

По принципу работы выпарные установки разделяются на периодические и непрерывно действующие.

В периодически действующих установках жидкость подается в аппарат, выпаривается до необходимой более высокой концентрации, затем упаренный раствор удаляется из аппарата. Опорожненный аппарат вновь наполняется неконцентрированным раствором. Периодическое выпаривание применяется при небольшой производительности установки или когда сгущенная жидкость не поддается откачке насосом либо в тех случаях, когда требуется выпарить весь растворитель.

Ваппаратах непрерывного действия неконцентрированный (слабый) раствор непрерывно подается в аппарат, а упаренный (крепкий) раствор непрерывно отводится из него.

По сравнению с аппаратами периодически действующими аппараты непрерывного действия более экономичны в тепловом отношении, так как в них отсутствуют потери, связанные с расходом тепла на периодический разогрев аппарата.

Вбольшинстве случаев аппараты непрерывного действия компонуются в так называемые многокорпусные выпарные установки, в которых упариваемый раствор последовательно проходит через ряд отдельных аппаратов. В каждом последующем аппарате устанавливается большая концентрация раствора, чем в предыдущем.

По давлению внутри аппарата различают выпарные аппараты, работающие при избыточном и атмосферном давлениях и вакууме.

Вакуум в выпарных аппаратах применяется в следующих случаях: а) когда раствор под влиянием высокой температуры разлагается, изменяется цвет, запах (например, сахар, молоко); б) когда раствор при атмосферном давлении имеет высокую температуру кипения, т.е. обладает большой физикохимической температурной депрессией, и требует высоких параметров греющего пара (например, раствор аммиачной селитры, едкого кали и т.п.); в) когда греющий теплоноситель имеет низкую температуру и, следовательно, нужно снижать температуру кипения раствора; г) для увеличения располагаемого температурного перепада в многокорпусной установке.

Втех случаях, когда получаемый в результате выпаривания раствора вторичный пар может быть использован как теплоноситель в других теплообменных устройствах и поэтому нет надобности удорожать выпарную установку подключением вакуум-насоса и конденсатора, может оказаться более рациональным выпаривание под давлением.

Вкачестве греющего теплоносителя наибольшее применение в выпарных установках получил водяной пар.

Обогрев дистиллированной водой, высокотемпературными теплоносителями: горячим маслом, дифенильной смесью и др. применяется только в аппаратах периодического действия небольшой производительности и требующих высокой температуры обогрева. Система обогрева таких аппаратов состоит обычно из двух соединенных трубопроводами змеевиков, заполненных одним из указанных теплоносителей; один змеевик обогревается в печи, а второй является греющей поверхностью выпарного аппарата. Греющий теплоноситель может иметь в змеевиках естественную или принудительную циркуляцию при помощи насоса. В случае принудительной циркуляции греющий теплоноситель полностью заполняет систему и находится в ней под давлением, исключающим вскипание его, что необходимо для нормальной работы циркуляционных насосов. При естественной циркуляции с возможностью парообразования система может быть заполнена теплоносителем частично.

Обогрев топочными газами можно встретить в примитивных выпарных установках периодического действия или при концентрировании растворов в распыленном состоянии, т.е. практически при сушке растворов. Электрообогрев методами электрического сопротивления или индукционных токов применяется в основном только в лабораторных выпарных аппаратах. 68. Оборудование для сушки сельхозпродукции.