МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ,

МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ»

Введение

В химической и пищевой промышленности для приготовления эмульсий, суспензий и получения гомогенных систем (растворов), а также для интенсификации химических, тепловых и диффузионных процессов широко применяется перемешивание [1, 3].

Цель перемешивания определяется назначением процесса. В случае гомогенизации, нагревания или охлаждения перемешиваемой гомогенной среды это – снижение концентрационных или температурных градиентов в объеме аппарата.

Широкое распространение получили процессы перемешивания в жидких средах, из которых различают два основных: механический (с помощью мешалок) и пневматический (сжатым воздухом или инертным газом).

Механическое перемешивание осуществляется с помощью мешалок, которым сообщается вращательное движение либо непосредственно от электродвигателя, либо через редуктор или клиноременную передачу. Процесс сводится к внешней задаче гидродинамики – обтеканию тел потоком жидкости. Окружная скорость имеет наибольшее значение на переферии мешалки, так как эта величина пропорциональна диаметру мешалки. В данной области образуется зона пониженного давления, куда устремляется жидкость, находящаяся в аппарате. Это течение, а также радиальные потоки, возникающие под действием центробежных сил при вращательном движении мешалки, приводят к интенсивному перемешиванию содержимого аппарата.

Перемешивание осуществляют непосредственно в предназначенных для проведения этих процессов реакционных аппаратах, снабженных перемешивающими устройствами.

Реакционными аппаратами называются закрытые сосуды, предназначенные для проведения различных процессов. Реакционные аппараты по своему конструктивному оформлению разнообразны, что объясняется большим многообразием условий для проведения процессов.

В пищевой промышленности, в технологии производства кондитерских изделий, газированных фруктовых напитков в таких аппаратах, сироповарочных реакторах, готовят сахарные и инвертные сиропы с применением различных перемешивающих устройств.

Задание на проектирование

Исходные данные: вес сахара-песка G, кг. Концентрация сахарного сиропа В, %. Температура воды t_в, С. Время растворения сахара _раст = 15 мин. Давление греющего пара Р_г.п , МПа. Давление в реакторе атмосферное. Катализатор гидролиза – соляная кислота, берется из расчёта 15 г на 62,5 кг сахарного раствора. Время гидролиза ‑ 20 мин, температура гидролиза 80 С. Время охлаждения инвертного сиропа _охл = 20 мин . Начальная температура охлаждающей воды = 20С. Конечная температура охлаждающей воды = 40С. Нейтрализатор – бикарбонат натрия, температура нейтрализации инвертного сиропа 60 ⁰С. Удельная теплоемкость сахарозы = 431,0 Дж/(мольК). Необходимо рассчитатьи выбрать емкостной реактор периодического действия с механическим перемешивающим устройством для проведения кислотного гидролиза сахарного сиропа, выбрать мешалку и рассчитать мощность электродвигателя, рассчитать и выбрать насос для перекачивания инвертного сиропа, фильтр-пресс и ёмкость для хранения сиропа.

Графическая часть: принципиальная схема установки, чертеж реактора.

Варианты задания к курсовому проекту.

Вариант	G, кг	В, %	tв, С	Рг.п., МПа
4	400	60	30	0,25