Билет 12. Пенообразование и взбивание. Характеристики пен. Аппараты для пенообразования и взбивания.

Сущность процесса пенообразования и взбивания одинакова. Она заключается в диспергировании в жидкости газа или воздуха. Пенообразование в обществ.пит. применяется в технологических целях при изготовлении газонаполненных коктейлей. Взбивание применяется при приготовлении кремов, суфле, мороженного, взбитых сливок и др. Один из способов пенообразования – барботирование газ в жидкость(рис.6.13)

Для получения устойчивой пены необходимо добавлять различные поверхностно-активные вещества. В качестве ПАВ в обществ.пит. используют яичный или молочный белок. Особенно устойчивую пену дает казеинат натрия.

Характеристки пен. Газосодержание(газонаполнение)-доля объема газа в общем объеме пены: , где -газосожержание, /;- объем газовой фазы, , ; -общий объем пены , ;N-количество пузырей; - средний диаметр газового пузыря, м.

Поверхность контакта фаз между газом и жидкостью в единице объема пены: , где : -удельная поверхность контакта фаз, /. /.

Физщико-хим. Свойства пены, такие как плотностьвязкостб, предопределяется размерами пузырьков газа. Размеры пузырьков зависят от состава и консестенции ПАВ.

Типичный график изменения вязкости, плотности и диаметра пузырьков в зависимости от концентрации ПАВ(рис.6.14)

Аппараты для пенообразования и взбивания.Взбивание на предприятиях общ.пит.осуществляется в основном а аппаратах переодического действия. Это бачок с мешалкой или взбивателем внутри, которые вращаются в противоположные стороны(рис.6.15)

При перемешивании воздух диспергируется, плотность продукта уменьшается(рис.6.16)

Хорошая степень взбивания достигается при отношении начальной плотности к конечной в пределах 1,5/3.

Отношение конечного объема взбиваемой системы к начальному называется степень взбивания . Взбивание совместно с фризерованием применяется при выработке мороженного из натуральых или сухих смесей. Осуществляется в мороженицах или фризерах.

Билет 13. Осаждение(отстаивание). Закон Стокса. Отстойники. Материальный баланс.

Процессы разделения применяются в тех случаях, когда из гетерогенной системы необходимо извлечь ценый компонент или удалить нежелательные примеси. В общ.пит. такие процессы необходимы при получении прозрачных напитков, при осветлении бульонов(освобождение его от мяса и костей), осветлении вина, очистке молока от механических примесей.

Осаждение и отстаивание.При осаждении дисперсная фаза движется вниз, а при отстаивании вверх. Частицы могут пермеща,ться в жидкости при трех режимах:ламинарном, переходном и турбулентном. Режимы определяются числом Рейносльдса: при Re<2- ламинарный;2<Re<500- переходный;при Re>500 турбулентный режим.

При ламинарном режиме осаждение происходит под действием силы тяжести: . Сила архимеда: : .

По второму закону Ньютона: ++=m . При падении частицы в жидкости по мере нарастания скорости возрастает сопротивление среды, а ускорение частицы уменьшается до нуля. Обычно это происходит на очень коротком участке.Движение сачтицы становится равномерным, скорость ее-постоянной, а ускорение-равным нулю. В проекциях на вертикальную ось можно записать: : +-=0 . Эту постоянную скорость движения частиц называют скоростью осаждения. В ламинарном режиме осаждения сила сопративления определяется законом Стокса: =3 , где

Re=Ar/18 – справедливо для осаждения шарообразных частиц в ламинарном режиме. Приближенное значение скорости осаждения для всех режимов можно найти по формуле Тодеса: Re=Ar/(18+0,61). Для осаждения частиц неправильной формы надо учитывать фактор формы Ф= , при условии, что , где , - площадь поверхности и объем шара; ,- площадь поверхности и объем частицы.

При уменьшении вязкости скорость осаждения увеличевается.Для уменьшения вязкости жидкость подогревают. С увеличением диаметра частицы скорость ее возрастает. Для укрупнения частиц в процессе отстаивания прибегают к коагуляции частиц, для чего в исодную гетерогенную среду вносят коагулянты. Также можно изменить силовое поле: поместить дисперсную среду в поле центробежных сил- сепаратор или центрифугу, которые создают это поле.

Отстойники(аппараты для разделения в поле силы тяжести) .

Процессы отстаивания и осаждения проводят в аппаратах периодического и непрерывного действия, отстойниках(рис. 6.22 и 6.23), которые обеспечивают простое аппаратурное оформление процесса и низкие энергетические затраты. Продолжительность отстаивания . Отстойники рассчитывают на отстаивание самых мелких частиц. Производительность непрерывно действующего отстойника: - не зависит от высоты слоя; - скорость осаждения, м/с; S-площади, ; - длина, м; b- ширина отстойника, м.

Материальный баланс процесса разделения. Из закона сохранения вещества: , где - количество исходной смеси, кг; - количество продукта, кг; - количество осадка, кг.

Уравнение материального баланса по дисперсной фазе: +, где ,- содержание дисперсной фазы по массе, %.