Мал. 3.1 Схема роботи механічної мішалки: .

1 – ємність; 2 – мішалка

Механічне перемішування грунтується на застосуванні мішалок, що розташовані у ємностях і здійснюють обертальний рух і перемішування компонентів, які містяться в ємності за рахунок циркуляції рідини (мал. 3.1). Існує багато типів конструкцій мішалок, причому кожний з цих типів мають різновиди. З метою систематизації типів мішалок основними з них є: однолопатеві, багатолопатеві, пропелерні, якірні, турбінні, рамні, шнекові (мал. 3.2).

Кожний з типів мішалок маєпевні області застосування.

Так, лопатеві і рамні мішалки застосовують для перемішування малов’язких рідин, пропелерні -для рідин помірної в'язкості, турбінні - для нев'язких і в’язких систем, якірні і шнекові-для високов'язких і пластичних систем.

 

Мал. 3.2 Основні типи механічних мішалок:

1 – однолопатева; 2 – багатолопатева; 3 – пропелерна;

4 – якірна; 5 – турбінна; 6 – рамна; 7 – шнекова.

Пневматичне перемішування полягає тому, що через рідинну систему або її суміш з іншими компонентами пропускають(барботують) повітря або газ (мал. 3.3).

В’язкі рідини перемішувати методом барботування повітря або газу важко. Не можна також застосовувати перемішування повітрям рідинних систем, що утримують жир або інші речовини, які вступають у реакцію з киснем.

Пневматичне перемішування застосовують, коли перемішування є супутнім процесом або процесом, що інтенсифікує теплообмінні процеси. Наприклад, перемішування за рахунок барботування повітря ефективно при замочуванні або митті зерна, круп.

Циркуляційне перемішування полягає тому, що рідинну систему багаторазово пропускають через насос по замкнутому циклі "насос – ємність"

(мал. 3.4).Використовують насоси відцентрові і струменеві.

Цей вид перемішування застосовують, коли необхідно одержати стійкі емульсії або суспензії. Він використовується для сатурації рідини з метою одержання газованих напоїв.

Циркуляційне перемішування для одержання емульсій і суспензій проводять за періодичним циклом. Сатурацію здійснюють за періодичним циклом і безперервно.

 

Мал. 3.3 Схема пневматичного перемішування:

1 – резервуар; 2 – перфорована труба.

 

Перемішування в потоці шляхом створення штучної турбулізації застосовують, коли одна рідина добре розчиняється в іншій. При цьому необхідно підтримувати в камері змішування швидкість і рідини не повинні бути в’язкими.

У змішувачі (мал. 3.5, а) рідини, що перемішуються, рухаються в поступальному потоці, переріз якого залишається постійним. Перемішування відбувається за рахунок багаторазової зміни напряму руху, що приводить до виникнення інтенсивної турбулізації потоку.

У змішувача (мал. 3.5, б) перемішування досягається за рахунок того, що рідини рухаються в потоці, що радіально розширюються і в тому, що радіально сходяться. При цьому переріз потоку змінюється. Над перегородками, що не мають отворів, рідини рухаються від центру до периферії камери змішування. Переріз потоку в цьому випадку збільшується. При русі рідин над перегородками з отворами відбувається переміщення від периферії до центру. Переріз потоку тут зменшується.

 

Мал. 3.4 Схема циркуляційного перемішування: а – з використанням центробіжного насосу; б – з використанням струминного насосу; 1 – резервуар; 2 – насос.		Мал. 3.5 Схеми пристроїв для перемішування в потоці: а, б – змішувачі з перегородками; в – струминний змішувач; 1,2 – патрубок для входу компонентів; 3 – камера змішування; 4 – перегородки-турбулізатори; 5 – вихідний патрубок; 6 – дифузор;7 – конфузор.

 

Струминний змішувач (мал.3.5,в) застосовується для перемішування рідини з рідиною і рідини з газом. Для інтенсивного перемішування компонентів як перегородки (турбулізаторів) у ньому використовується нерухомий шнек.

Самостійна робота №5

Тема. Процеси піноутворення

 

Піноутворення. Процеси піноутворення можуть бути поділені на два основних види: піноутворення і збивання.

Суть піноутворення і збивання однакова. Вона полягає в диспергуванні в рідині, газі або в повітрі.

Піноутворення на виробництвах харчування застосовується в технологічних цілях, наприклад для приготування газонаповнених коктейлів. Збивання застосовується при виробництві приготування кремів, суфле, морозива, збитих вершків і інш.

Одним із способів піноутворення є барботування газу в рідину (мал. 3.6). У рідину, що знаходиться в резервуарі, надходить через перфоровану трубку газ. Вихідні з отворів трубки струмка газу розпадаються на пухирці, які розподіляються в масі рідини.

Мал.3.6. Схема процесу піноутворення:

1–патрубок для подачі свіжого повітря;

2 – перфоровані трубки; 3 – резервуар.

 

Для одержання стійкої піни для приготування кулінарних виробів необхідно додавати різні поверхнево-активні речовини (ПАВ). У якості ПАВ в харчуванні найбільш часто використовують яєчний і молочний білок. Особливо стійку піну дозволяє одержати казеїнат натрію.

 

 

Самостійна робота №6

Тема. Процеси збивання

 

Процес збивання на підприємствах харчування здійснюється в апаратах періодичної дії, що представляють собою відкриті бачки, всередині яких розміщена мішалка або збивач.

 

Мал.3.7.Схема збивального апарату:

1 – бачок; 2-збивалка.

 

Бачок 1 і збивач 2 обертаються в протилежністорони. У результаті захоплення повітря відбувається залежність змінення наповненої маси продукту. При перемішуванні щільність збиваючого повітря диспергується. Збивання зменшує щільнісь продукту(мал.3.7).

Встановлено, що для більшості продуктів ступінь взбивання досягається при відношенні початкової його щільності до кінцевої в межах 1,5-3. Об’єм системи при цьому збільшено у 1,5-3 рази. Відношення кінцевого об’єму системи, що збивається, до початкового називають ступенем збивання. Поняття "газоутримування (газонаповння)" і "питома поверхня фазового контакту" застосовуються для характеристики збитих продуктів.

Процес збивання необхідний при виробництві морозива, яке виготовляютьз натуральних або із сухих сумішей. Одним з основних процесів приготування морозива є фризерування, що здійснюється в спеціальних апаратах, які називаються мороженицями і фризерами.

 

 

Самостійна робота №7

 

Тема. Процеси псевдозрідження

 

Псевдозрідження. Суть псевдозрідження полягає в тому, що під час продування повітря або рідини з певною швидкістю через шар зернистого матеріалу, що розташований на решітці, він перехо­дить у завислий стан, набуває властивості текучості та переміщуєть­ся по решітці. Зовні такий шар нагадує киплячу рідину, тому його ще називають киплячим шаром.

Процеси в псевдозрідженому шарі останніми десятиріччями одержали широке розповсюдження в різних галузях харчової техноло­гії. У псевдозрідженому шарі проводяться процеси змішування, теплообміну, сушіння, адсорбції та ін. Особливо інтенсивно впроваджується псевдозрідження в процеси сушіння; у псевдозрідженому шарі висушують зерно, цукор-пісок, дріжджі, желатин та інші зернисті, а також рідинні матеріали.

Апарати для проведення процесів у псевдозрідженому шарі по­рівняно прості, легко механізуються і автоматизуються.

Проте псевдозрідженому шару властиві й деякі недоліки. Вирів­нювання температур і концентрацій в шарі призводить до зменшення рушійної сили процесу. Негативними факторами слід вважати знос найтвердіших частинок, ерозію апаратури, виникнення значних зарядів статичної електрики, необхідність установлення пилоуловлювальних пристроїв.

Для встановлення гідродинамічної сутності процесу процесу псевдозрідження спочатку розглянемо нерухомий шар зернистого матеріалу. Такий шар характеризується трьома величинами: порізністю шару є, висотою шару і діаметром частинок.

Якщо газ рухається через шар зернистого матеріалу, то, залежно від середньої швидкості його руху, можливі три варіанти взаємодії: фільтрування, псевдозрідження, транспортування завислих частинок потоком. Рух газу через зернистий шар з малими швидкостями, коли частинки зернистого шару залишаються нерухомими, на­зивається фільтрацією.

Транспортування твердих частинок рідинним потоком називається гідротранспортом, а транспортування повітрям - пневмотранспортом. Швидкість, яка відповідає цьому моменту, називається другою критичною швидкістю, або швидкістю винесення. Пневмотранспорт сипучих та пилоподібних матеріалів, що грунту­ється на здатності матеріалів переміщуватися в потоці повітря в зави­слому стані, широко використовується на різних підприємствах харчової промисловості завдяки таким перевагам:

- можливості переміщення матеріалів у різних напрямках по складних трасах на великі відстані (до 1800 м) з найбільшою висотою підйому до 100 м;

- виключенню витрат і виділенню пилу внаслідок герметизації системи, що підвищує санітарно-технічний рівень підприємства;

- можливості повної автоматизації процесу транспортування.

У якості повітродувних машин у пневмотранспортних установках використовуються лопатеві, ротаційні та поршневі машини.

Рис. 3.8. Нагнітальна установка для пневмотранспорту

На рис. 3.8. зображено схему нагнітальної установки середнього тиску для пневмотранспорту борошна. Повітродувна машина 1 розміщується на початку системи і нагнітає повітря через ресивер у гіродуктопровід 3, в який подається матеріал з приймального бункера 2 живильником (шлюзовим затвором) 4. Суміш матеріалу з повітрям поступає в циклон - розван- тажувальник 5, де відбувається розділення псе- вдозрідженого шару на матеріал та газ. Матеріал із циклона пе­реходить у витратну ємність б, а повітря - в атмосферу.

Самостійна робота №8

 

Тема. Мембранні методи розділення рідинних систем