1.Общие сведения о пищевом оборудовании.
Все оборудование делится на 5 классов:
1.Машины-двигатели - это машины, используемые для приводов действия технологических машин (электродвигатели, гидродвигатели, двигатели внутреннего сгорания, редукторы, вариаторы, мотор-редукторы).
2.Транспортирующее оборудование (ленточные, шнековые конвейеры, транспортирующие тележки). Это пневмотранспорт (для сыпучих и штучных материалов), транспортеры (ленточные, шнековые, винтовые, элеваторы), гидротранспорт (Для транспортирования жидких материалов).
3.Технологическое оборудование, на котором производят переработку исходного сырья в пищевой продукт или полуфабрикат (машины-смесители, диффузионное оборудование).
4.Счетно-аналитические машины и ЭВМ, для расчета экономики производства, себестоимости продукции, регистрации входа и выхода сырья и продукции.
5.Управляющие машины для создания автоматизированных систем управления технологическими процессами.
АППАРАТ- это устройство для тепло- и массообменных процессов химически и биологически обрабатываемого продукта с изменением физического и химического агрегатного состояния.
Если нет химического изменения, то это Машина.
Наличие реакционного пространства - частное название - химический реактор.
МАШИНА - устройство, имеющее движущий орган, который осуществляет механическое воздействие на перерабатываемую продукцию с изменением формы, размеров и физических параметров, сохраняя свойства исходного сырья.
Машина состоит из следующего:
Привод (электрический, гидравлический).
Рабочий орган - это инструмент, деталь, преодолевающая сопротивление (мешалки, шнеки, ножи).
Исполнительные механизмы, обеспечивающие требуемые траектории движения рабочего органа (редукторы, кривошипно-ползунные механизмы).
Трансмиссионные передачи (ременные, цепные) создают необходимое число оборотов.
Устройства для наладки, контроля, регулирования процесса.
Классификация машин по характеру движения рабочего органа.
Непрерывно-поточные перерабатывают не штучную, а сплошную продукцию, движущуюся через аппарат; непрерывность потока обеспечивает стабильность качества продукта.
Периодические служат для переработки порции сырья продукта. Качество продукта гарантируется только в пределах одной порции и не гарантируется от порции к порции.
3.Циклические служат для переработки штучной порции. Рабочие органы работают с повторяющимися циклами.
2.Общие и специальные машиностроительные требования к оборудованию.
Специальные:
Оборудование должно отвечать санитарным нормам, установленным стандартам на оборудование.
Удобство чистки и разборки.
Отсутствие мертвых зон, в том числе, в сварных швах.
Материал аппарата должен соответствовать требованиям химической стойкости перерабатываемого материала
(в пищевой промышленности применяют пищевой алюминий (ПА-1), латунь (Л-12), нержавеющая пищевая сталь (12Х18Н10Т: 0,12% углерода; 18% хрома; 10% никеля; до 1% титана, остальное – железо));
Аппараты и машины должны иметь специальные конструкции сальников уплотнений, исключающих попадание посторонних веществ (смазки, теплоагента) в рабочую зону аппарата.
Все машины для пищевой промышленности обеспечиваются выносными подшипниковыми узлами.
Общие:
Соответствие назначения.
Технологичность изготовления оборудования.
Металлоемкость.
Удобство разборки и сборки.
Удобство монтажа, демонтажа, эксплуатации.
Транспортабельность.
Экономичность (исключение вредных выбросов в атмосферу и стоков в канализацию).
Патентная чистота.
Эстетичность.
3.Классификация технологического оборудования пищевой промышленности.
Оборудование подготовительных производств (мойка, сортировка, чистка, стерилизация).
Диффузионное оборудование (ректификационное оборудование, бродильные чаны).
Оборудование разделения (резка, дробление, разделение)
Тепловое оборудование (нагреватели, холодильники, печи).
Смесительное оборудование.
Формовочное оборудование.
Микробиологическое оборудование (дрожжеватели, фильтры, выпарные аппараты).
Оборудование для обработки в электро-магнитном поле (СВЧ-печи).
6.Классификация смесительного оборудования в пищевой промышленности.
1) по агрегатному состоянию перемешивания материалов (г – ж, ж – ж, тв – ж, тв-тв)
г – г: система перемешивания при транспортировке (устройство с перепадом давления). Перемешивающее устройство. Смесители.
г – ж и ж – ж: мешалки.
г – ж: - карамельное производство – тянульные и взбивальные машины.
2) По принципу действия:
а) периодические;
б) полупериодические (дискретные);
в) непрерывные;
3) По форме крепления рабочей камеры:
а) со стационарным креплением;
б) с нестационарным креплением;
По конструкции рабочего органа:
- шнековые, лопастные, роторные, якорные, рамные, пропеллерные, турбинные, барабанные, пальцевые, вибрационные.
- Комбинированные мешалки.
- Периодические смесители, бывают со шнековыми и лопастными мешалками.
- Непрерывные смесители всегда со стационарными камерами типа шнека, инерционных перемешивающих устройств, вибрационные машины.
4.Перемешивание.
В пищевой промышленности продукты на 99% являются смесью. Из чистых продуктов мы употребляем только мед и фрукты. Смесительное оборудование служит для изменения физико-механических свойств материала, за счет смешения дозы исходных компонентов.
П
еремешивание
– процесс перераспределения компонентов
в системе относительно его первоначального
распределения с целью получения продукта,
состоящего на макроуровне из исходных
компонентов в заданном соотношении.
Процесс смешения необходим для увеличения
поверхности раздела фаз, от которых
зависит интенсивность тепло- и
массообменных процессов.
Процесс смешения носит случайный характер, это определяется тем, что компоненты могут перемещаться в любое место, т.е. перераспределение компонентов идет по случайным законам, нет жесткой системы распределения по жесткому закону, следовательно, оценка смеси основана на законе случайных величин. Смешение необходимо для увеличения поверхности контакта фаз, которое интенсифицирует процессы тепло- и массообмена, независимо от вида системы. Поверхность раздела фаз определяет глубину и качество процесса, и количество конечного продукта, получаемого в результате перемешивания.
Виды смешения.
Совершенное, полное смешение, где бесконечно-малые пробы, отобранные в различных частях системы, будут иметь одинаковый состав в соответствии с исходным соотношением компонентов.
Простое, когда в процессе перемешивания не происходит изменения размера частиц; характерен для жидких взаиморастворимых компонентов и твердых компонентов с постоянной дисперсностью.
Диспергирующее, когда в ходе процесса происходит дробление компонента с изменением размера частиц; характерно для компонентов взаимно-нерастворимых друг в друге или для твердых компонентов при сопутствующем смешении.
Периодическое, когда исходные компоненты равномерно смешиваются по всему объему смесителя за определенный период времени.
Непрерывное, когда непрерывно подаются исходные компоненты и непрерывно выходит смесь, проба из любого сечения выходного потока близка по содержанию к рецептурному значению.
Механизмы смешения.
Механизм смешения можно разделить по агрегатному состоянию компонентов:
«Жидкость – жидкость»: механизм перемешивания в этой системе зависит от:
а) природы жидкости, которую определяет взаиморастворимость или нерастворимость этих жидкостей;
б) соотношения жидкостей, особенно взаимонерастворимых;
в) физико-механические свойства жидкостей (плотность; динамическая (или кинематическая) вязкость; напряжение поверхностного натяжения.)
Эти свойства определяют скорость (интенсивность) перемешивания.
Перемешивание жидкостей – это циркуляционное движение жидкостей с организацией их поперечного тока между циркулирующими поверхностями.
«Жидкость – твердое тело»: главная характеристика – соотношение компонентов (Сж / Ств). Если Сж>70%, то это суспензия. Если Сж<70%, то это паста. Эта система описывается специальными кинетическими уравнениями, полученными как экспериментально, так и теоретически.
«Твердое- твердое»:
соотношение компонентов (Ca / Cв);
физико-механические свойства;
разновидности перемешивания твердых компонентов (взаимодействие рабочих органов на систему)
Разновидности перемешивания:
конвективное перемешивание – это перемещение групп частиц из одного места в другое в объеме смесителя;
диффузионное перемешивание – это перераспределение компонентов во вновь образованные поверхности разделов фаз, то есть переход частиц из одного макро объема в другой через поверхность разделов фаз. Затраты энергии при таком перемешивании определяются коэффициентами внешнего трения перемешиваемых масс;
сдвиговое смешение – это перемещение скользящих плоскостей перемешиваемых компонентов внутри массы. Затраты энергии определяются величиной коэффициента внутреннего трения.