- •Загальні поняття
- •Класифікація типових харчових виробництв.
- •Поняття про основні види типового технологічного обладнання. Класифікація
- •1.2.1. Будова типових машин і апаратів
- •1.3.Типові процеси харчових виробництв
- •1.3.1. Основні закони типових процесів харчових виробництв.
- •Сировина для харчової промисловості. Показники її якості.
- •1.4.1. Способи зберігання харчової сировини
1.3.1. Основні закони типових процесів харчових виробництв.
Типові технологічні процеси харчової промисловості здійснюються відповідно до загальних фізичних, хімічних і фізико-хімічних законів. Застосування цих законів до того чи іншого процесу дає можливість створити теорію цього процесу.
Основні закони і принципи, що в подальшому використовуються в теоріях технологічних процесів:
— закони збереження маси й енергії;
—принципи рушійної сили.
- закон рівноваги.
Закони збереження маси й енергії.
Ці закони, які були відкриті й сформульовані М. В. Ломоносовим, А. Лавуазьє, Ю. Майєром і Дж. Джоулем, відіграють у науці про процеси й апарати важливу роль. У цій науці вони набувають вигляду матеріальних та енергетичних балансів.
Нехай в апарат надходять компоненти А, В, С, а залишають апарат компоненти D і Е. Витрату цих компонентів визначають в одиницях маси за одиницю часу, якщо апарат працює безперервно, або в одиницях маси за цикл роботи апарата.
Згідно із законом збереження маси
тA+тB+тC=тD+тE. (1.1)
Рівняння (1.1) і є матеріальним балансом процесу.
Кожен компонент, що надходить в апарат або залишає його, несе певну кількість енергії. Крім того, енергія може надходити в апарат безпосередньо — у вигляді теплоти, механічної енергії під час перемішування тощо, а також втрачатися, переходячи в навколишнє середовище. Згідно із законом збереження енергії
QA+QB+QC+Qб=QD+QE+Qвтр . (1.2)
де Qб — енергія, що надходить в апарат безпосередньо, а Qвтр, — енергія, що втрачається, Вт.
Рівняння (1.2) називають рівнянням балансу енергії. Це рівняння, як правило, виражають у вигляді теплових балансів, з яких визначають витрату теплоти на проведення процесу.
Рушійна сила процесу
Швидкість проходження різних процесів завжди прямо пропорційна рушійній силі й обернено пропорційна опору.
Поняття «рушійна сила» є основним для вивчення або розрахунку будь-якого процесу. Рушійна сила — це різниця потенціалів, характерна для процесів кожного типу.
У разі перенесення теплової енергії — різниця температур — рушійна сила процесу.
Для масообмінних процесів - різниця концентрацій — рушійна сила процесу.
Для гідродинамічних процесів, наприклад для процесу фільтрування — різниця тисків — рушійна сила процесу.
У деяких випадках, рушійна сила може складатися з кількох величин.
Наприклад, процес сушіння може відбуватися під дією двох факторів — теплового і дифузійного, тобто під дією t і с.
Звичайно, збільшення рушійної сили або зменшення опору в кожному конкретному випадку мають обмеження. Наприклад, підвищення-t під час нагрівання може призвести до псування продукту, що нагрівається, а підвищення p під час фільтрування обмежене міцністю обладнання.
Закони рівноваги.
У будь-якому технологічному процесі відбувається взаємодія кількох тіл. Сукупність цих тіл (компонентів) називають системою.
Суттєвим фактором, що визначає стан системи, є ступінь її віддалення від стану рівноваги. Системи, що перебувають у стані рівноваги, не змінюють свого стану в часі. Такими системами є, наприклад, однорідні гази або рідини, в яких тиск і температура однакові в усіх частинах. Для того щоб вивести таку систему з рівноваги, потрібне зовнішнє втручання — механічне, теплове або інше.
Під час виконання технологічних завдань визначається те зовнішнє втручання, яке буде змінювати стан системи в бажаному напрямку.