- •I. Введение
- •1.1. Классификация процесса пищевых производств
- •1.2. Классификация оборудования
- •Основные положения темы
- •Тест для проверки знаний.
- •1.3. Основные законы науки о процессах и аппаратах
- •1.4. Технические свойства пищевых продуктов
- •Коэффициент теплопроводности жидкости при температуре t
- •Механические процессы
- •2.1. Измельчение
- •2.1.1. Оборудование для измельчения Вальцовые станки
- •Техническая характеристика станков типа зм2
- •2.1.2. Мясорубки, волчки, куттеры
- •Техническая характеристика волчка-дробилки в2-фд2-б
- •2.2. Сортирование пищевого сырья
- •2.2.1. ОБорудование для сортирования
- •2.2.2. Классификация оборудования
- •Оборудование для инспекции пищевого растительного сырья
- •Практическая работа №2
- •2.2.3. Классификация оборудования
- •Штампующие машины
- •Техническая характеристика штумпующей машины для макаронных изделий
- •Контрольные вопросы
- •2.3. Основные виды обработки давлением
- •2.3.1. Машины для обработки пищевых масс давлением
- •Уплотнение массы характеризуется коэффициентом штампования
- •2.3.2. Процессы в шнековых формообразующих прессах
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тест для проверки знаний
- •III. Гидромеханические процессы
- •3.1. Разделение неоднородных систем
- •Классификация неоднородных систем
- •Классификация и характеристика неоднородных систем
- •3.1.1. Классификация процессов разделения неоднородных систем
- •3.1.2. Осаждение
- •Теоретические основы процесса
- •3.1.3. Оборудование для осаждения в поле силы тяжести
- •Суспензия
- •Основные положения темы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •3.2. Фильтрование. Общие сведения
- •3.3.1. Оборудование для фильтрования
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •Чем различаются шламовое и закупорочное фильтрование?
- •Для чего на фильтрующие перегородки намывают слой кизельгура?
- •3. Почему при одинаковых перепадах давлений на фильтре для суспензий со сжимаемыми осадками фильтрование под вакуумом более производительно, чем под избыточным давлением?
- •5. Почему для непрерывного фильтрования сахара применена толкающая центрифуга, а не саморазгружающаяся с коническим ситом?
- •3.3. Перемешивание жидких и сыпучих смесей
- •Смесители жидких продуктов
- •3.4. Сущность гомогенизации.
- •Основные положения
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •IV. Тепловые процессы
- •4.1. Способы передачи тепла
- •4.1.1. Использование феноменологического метода при расчёте тепловых процессов
- •4.1.2. Средние температуры в расчетах теплообменника
- •4.1.3. Расчеты коэффициентов теплоотдачи
- •4.1.4. Получение экспериментальных зависимостей для расчета
- •Основные положения
- •Контрольные вопросы и задания.
- •Тесты для проверки знаний
- •1. Какой из названных далее параметров является обобщенной действующей силой, побуждающей теплообмен в кожухотрубном теплообменнике?
- •4.1.5. Аппараты для нагревания и охлаждения
- •4.2. Типичные схемы теплообменников
- •4.3. Методы выпаривания
- •4.3.1 Однокорпусные вакуумные выпарные установки
- •4.3.2. Многокорпусные вакуумные выпарные установки
- •4.3.3. Устройство выпарных аппаратов
- •Основные положения
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •Что такое температурная депрессия?
- •4.4. Пастеризация и стерилизация
- •Давление внутри банки р2 (кПа) определяется в виде
- •4.5. Конденсация
- •4.5.1.. Конденсация в контактных конденсаторах
- •Основные положения
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •Что такое дефлегматор?
- •4.6. Способы охлаждения и циклы холодильных машин способы охлаждения
- •4.6.1. Прямой и обратный циклы карно. Энтропия
- •4.6.2. Схемы и циклы холодильных машин
- •Основные положения.
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •3. Какой процесс вызывает эффективное охлаждение продукта при его размещении в вакуумной камере?
- •V. Массообменные процессы
- •5.1. Теоретические основы массопрередачи
- •5.1.1. Массообменные аппараты способы организации контакта фаз
- •5.1.2. Массообменные аппараты с пленочным течением
- •5.1.3.Массообменные аппараты с барботажем.
- •5.1.4. Тарелки ректификационных аппаратов и насадки насадочных аппаратов
- •5.2. Абсорбция
- •5.2.1. Классификация абсорберов
- •5.3. Адсорберы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •1. Чем отличается адсорбция от абсорбции?
- •. Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •1. Чем отличается адсорбция от абсорбции?
- •3. В связи с поглощением вещества поверхностью, а не объемом адсорбента понятие концентрации адсорбтива теряет смысл. Какой параметр выступает вместо него при расчетах адсорберов?
- •5.4. Экстракция
- •5.4.1. Классификация оборудования
- •4.10. Классификация оборудования
- •5.4.2. Установка для получения настоек и морсов
- •5.4.3. Аппарат для экстракции растительного масла
- •5.5. Сушка пищевых продуктов
- •Используя уравнение состояния для 1 кг сухого воздуха, запишем
- •Таким образом, удельная теплоемкость влажного воздуха
- •5.5.1.Устройство сушилок
- •Вакуум-сублимационные сушилки
- •Микроволновые сушильные установки
- •Основные положения
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •1. Почему при сушке чередуются воздействия на изделие высокой и низкой температур?
- •2. Почему сушилка называется туннельной?
- •5.7. Кристаллизация и растворение
- •Основные положения
- •Контрольные вопросы и задания
- •Тесты для проверки знаний
- •1. Почему для начала кристаллизации недостаточно вывести параметры раствора на кривую насыщения?
- •2. Почему непосредственное выпадение кристаллов из утфеля организуют в отдельных аппаратах?
- •4. Для чего поверхности нагрева в кристаллизаторах устраивают предельно низко?
- •6. Какой из названных далее способов кристаллизации обеспечит получение кристаллов приблизительно одинаковых размеров?
3.3.1. Оборудование для фильтрования
Фильтровальное оборудование в зависимости от организации процесса делится на оборудование непрерывного и периодического действия. По способу создания перепада давления на пористой перегородке различают оборудование, работающее под вакуумом либо под избыточным давлением.
Избыточное давление может создаваться силами давления либо центробежной силой. В зависимости от способа создания перепада давления фильтровальное оборудование разделяют на фильтровальные аппараты (фильтры) и центрифуги.
Фильтровальные аппараты. Классификация фильтровальных аппаратов приведена на рисунке 20.2.
В/фильтрах периодического действия фильтрующая перегородка неподвижна, а в фильтрах непрерывного действия она перемещается, проходя через зону очистки, в которой регенерируется. Оба эти класса разделяются на фильтры, работающие под давлением или под вакуумом. В классе фильтров периодического действия выделяют отдельнолтзуппы фильтров, работающих под давлением столба жидкости рад фильтрующей поверхностью или создаваемым насосом. Вакуумные фильтры называют также нутч-фильтрами.
Схема песочного фильтровального аппарата как аппарата подгруппы фильтров с зернистым cлoем представлена на рисунке 20.3. Такие фильтры применяют при относительно малом содержании твердой фазы в жидкости. Они работают и как шламовые, и как закупорочные. Такие фильтры очищают
воду на ли кероводочных заводах. На нижний диск фильтра, покрытый тканью, насыпают слой мелкого песка, далее через слой ткани — слой крупного песка и затем на верхний диск укладывают слой ткани. Суспензия подводится сверху под давлением 0,02...0,03 МПа, фильтрат отводится снизу. На верхней крышке аппарата предусмотрен кран для отвода воздуха. В начальный период фильтрования фильтрат получается мутным, и лишь по истечении периода «обдержки», составляющего 15...30 мин, он осветляется. Это объясняется тем, что в начальный период работы на поверхности песочного фильтра еще не отложился достаточно толстый слой шлама и он работает как аппарат закупорочного фильтрования. При этом через него проходит часть частиц дисперсной фазы суспензии, имеющих малые размеры. По мере накопления шлама фильтрование переходит в шламовое и проходившие ранее через фильтр частицы задерживаются шламом. В результате фильтрат осветляется.
Скорость фильтрования 250...750дм3/(м2-ч). Когда она существенно падает, аппарат перезаряжается.
В фильтрационном чане (рис. 20.4) установлена сетка с тканью, на которой накапливается слой осадка. Верхняя часть осадка периодически перемешивается мешалкой. При необходимости осадок удаляют через насадок большого поперечного сечения. Для интенсификации фильтрования можно повысить давление над осадком. Перепад давлений на фильтре удается увеличить также состоянием вакуума.
Барабанный вакуумный фильтр (рис. 20.6) — один из наиболее распространенных непрерывно работающих автоматических вакуумных фильтров.
Рис. 20.5. Автоматический камерный фильтр-пресс:
а — схема фильтра: 1 — шланг резиновый уплотняющий; 2 — опорная щелевидная плита; 3 — фильтрующая ткань; 4— нож для съема осадка; 5— нож подчистки; 6— камера регенерации; 7— поддон; 8— камера для чистого фильтрата; 9— камера для суспензии; б— уплотняющие шланги: 1 — опорная плита; 2—шланг; 3 — ткань; 4 — опорная щелевидная плита.
Основные положения
1. Фильтрование — это разделение неоднородной системы с твердой дисперсной фазой (суспензии), основанное на задержании твердых частиц пористой перегородкой.
2. Различают шламовое и закупорочное фильтрование. Шламовое реализуется в случае маловязких жидкостей, содержащих большое количество взвешенных частиц. В этом случае слой шлама на поверхности фильтрующего материала быстро нарастает. Закупорочное фильтрование реализуется при малом размере частиц и их небольшом количестве. В связи с малым количеством частиц шлам на поверхности фильтрующего материала не образуется в течение длительного времени. В этом случае единственно эффективным является задерживание частиц внутри пор фильтрующего материала.
3. Закономерности фильтрования выявляются на основании анализа течения жидкости через фильтр. Эти закономерности, изучаемые рядом авторов (Стоке, Пуазейль, Дарси, Эргун и др.), несколько различаются.
4. Для осадков, сопротивление которых растет с увеличением перепада давлений Ар, т. е. для сжимаемых осадков, коэффициенты сопротивления Дарси зависят от Ар и увеличиваются с его ростом.
6. Для закупорочного фильтрования важен выбор фильтрующего материала. Материал должен иметь такие поперечные размеры пор, которые согласуются с размерами задерживаемых частиц. Важен также правильный выбор объемов фильтрующего материала, занятых соответствующими порами.
7. Повышение давления со стороны фильтруемой суспензии сжимает частицы осадка. В результате расход фильтрата уменьшается вплоть до нуля. При воздействии вакуума со стороны фильтрата деформация сжатия частиц заменяется деформацией растяжения. В результате поры осадка в процессе фильтрования не закрываются и расход фильтрата не уменьшается. Эта особенность сжимаемых осадков определяет большую производительность вакуумных фильтров.
8. В расчетах фильтрования используют эмпирические данные, связывающие количество осадка, отложившегося на фильтре G, с временем т.
9. Для фильтрования пищевых суспензий применяют большое число фильтров, классифицируемых по признакам: непрерывности действия; создания перепада давлений путем его повышения или посредством вакуумирования; использования насосов; конструктивным особенностям и др.
10. К фильтровальным аппаратам относятся песочные фильтры, фильтровальные чаны, фильтры-прессы, барабанные фильтры, работающие под давлением или под вакуумом, дисковые и ленточные вакуум-фильтры, ультрафильтрационные аппараты.
11. К аппаратам для центробежного фильтрования относятся фильтрующая центрифуга, центрифуги с центробежной разгрузкой и с выгрузкой осадка пульсирующим поршнем.