Модуль № 3 механические процессы лекция № 17 прессование

Литература:

1. Г.Д. Кавецкий, В.П. Касьяненко «Процессы и аппараты пищевой технологии».- М., КолосС, 2008.-591 с.: ил.

2. Процессы и аппараты пищевых производств. Учебник для вузов в 2 книгах/ [А.Н. Острикова и др.]; под ред. А.Н. Острикова.

План лекции:

1. Общие сведения.

2. Обезвоживание и брикетирование.

3. Гранулирование и формование.

4. Оборудование для обработки продуктов прессования.

Контрольные вопросы:

1. Для чего применяют прессование в пищевой промышленности?

2. Чем различаются обезвоживание и брикетирование продуктов?

3. Из каких составляющих складывается давление прессования?

4. От каких величин зависит средний коэффициент уплотнения?

5. От каких величин зависит средняя плотность брикета?

6. Какое оборудование используют при обработке продуктов прессованием?

7. Каков принцип работы обезвоживающих шнековых прессов, ротационных брикетирующих прессов?

8. Опишите устройство и принцип работы гранулирующего устройства.

9. Какое оборудование применяют для получения экструдированных пищевых продуктов?

10. Опишите устройство и принцип работы экструдера.

Вопрос № 1 Общие сведения

Для обезвоживания, брикетирования твердых материалов, гра­нулирования и формования пластичных материалов в пищевой промышленности применяют прессование, которое заключается в том, что обрабатываемый материал подвергается внешнему давле­нию в специальных прессах.

Под избыточным давлением проводят обезвоживание, брикетирование, формование и штампование различных пищевых мате­риалов.

Обезвоживание под давлением применяют в некоторых отраслях пищевой промышленности: в сахарном производстве для отжима воды из свекловичного жома, сока из сахарного тростника, в масложировом производстве для выделения из семян подсолнечника растительного масла, в производстве соков для выделения сока из ягод и плодов и в других.

Брикетирование применяют для получения брикетов, т. е. брус­ков прямоугольной или цилиндрической формы спрессованного материала, в сахарном производстве — для получения брикетов свекловичного жома и сахара-рафинада. Брикетирование находит широкое применение в производстве пищевых концентратов и ле­карственных препаратов, в кондитерском и комбикормовом произ­водствах, в процессах утилизации отходов производства и др.

Разновидностью брикетирования являются таблетирование и гранулирование. Таблетки и гранулы имеют меньшие размеры по сравнению с брикетами. Промышленностью выпускаются грану­лированный чай, кофе, пищеконцентраты, конфеты и другие продукты.

Формование пластичных материалов используется в хлебопе­карном, кондитерском и макаронном производствах для придания изделию из теста заданной формы.

Вопрос 2. Обезвоживание и брикетирование

Обезвоживание продуктов применяют для выделения жидко­сти, когда она является ценным продуктом или когда с обезвожи­ванием ценность продукта повышается.

Обезвоживание проводят под избыточным давлением, которое прикладывают к материалу двумя способами: давлением поршня в прессах или действием центробежной силы в центрифугах.

Брикетирование, таблетирование и гранулирование применяют для повышения качества и продолжительности использования продукта, уменьшения потерь, улучшения условий транспортиро­вания и т. д.

Жом, предназначенный для скармливания скоту, отжимают на прессах до содержания влаги 9...10 %. Прессованный жом получа­ют в виде брикетов круглого сечения диаметром от 11 до 20 мм или прямоугольного сечения высотой от 20 до 40 мм.

Плотность спрессованного жома составляет около 750 кг/м³.

Степень отжатия воды зависит от давления прессования. Од­нако высокая степень отжатия воды приводит к уменьшению производительности пресса и увеличению удельного расхода энергии.

В сахарорафинадном производстве прессы применяют для по­лучения брусков сахара-рафинада. При прессовании кашки про­исходит значительное сокращение объема промежутков между кристаллами за счет перемещения кристаллов относительно друг друга, а также заполнение промежутков осколками раздробленных кристаллов. Благодаря прессованию создаются благоприятные ус­ловия для сращивания кристаллов в брикетах при их сушке.

Брикетирование проводят в специальных прессах до плотнос­ти, при которой брикет не может самопроизвольно разрушиться. После прессования брикеты жома охлаждают, а сахар — высуши­вают.

Давление прессования складывается из давления на уплотнение продукта и давления для преодоле­ния сил трения продукта о пресс-форму. Пренебрегая трением продукта о пресс-форму и принимая, что продукт является однородным, С. М. Гребенюк получил выражение для описания процесса прес­сования:

Рис.1. Схема сил, действующих на элементарный слой брикета

(1)

(2)

Уравнение (2) представляет собой уравнение распределения давления прессования по высоте сжатого брикета. Его можно так­же использовать для определения потерь давления на трение о стенки матрицы.

Уменьшение коэффициента уплотнения элементарного слоя, перпендикулярного направлению усилия прессования, связано с приращением давления в этом слое [см. уравнение (1)]. Если принять, что первоначальная плотность брикета по всей высоте

(4)

(5)

Уравнения (4) и (5) являются основными уравнениями процесса одностороннего прессования дисперсного вещества, полученными при допущении постоянства коэффициентов трения f и бокового давления ξ.