Ультразвуковое измельчение материала в производстве молока кедрового

• Автор: Свиридов, Дмитрий Петрович
• Шифр специальности: 05.17.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Ангарск
• Количество страниц: 149 с. : ил.

Содержание
Введение.

Глава 1. Измельчение твердых материалов и оборудование для осуществления процессов.

1.1. Способы измельчения материалов.

1.2. Конструкции измельчителей

1.3. Затраты энергии на измельчение.

1.4. Г ранулометрический состав продуктов измельчения и устойчивость систем

1.5. Выбор объекта исследования.

1.6. Постановка задач исследования

Глава 2. Исследование свойств дисперсной фазы и е устойчивости.

2.1. Определение микроструктуры тканей орехов

2.2. Обеспечение кинетической устойчивости дисперсных систем.
2.2.1. Теоретическое обоснование условий устойчивости систем
2.2.2. Экспериментальное определение скорости осаждения частиц скорлупы ореха кедрового в воде
2.2.3. Обработка результатов экспериментов по определению скорости осаждения частиц.
2.3. Определение предела механической прочности тканей ореха кедрового при срезе.
2.3.1. Описание экспериментальной установки.
2.3.2. Методика проведения эксперимента.
2.3.3. Обработка результатов исследования механической прочности скорлупы кедровых орехов
Глава 3. Закономерности и энергетическая эффективность кавитационного измельчения.
3.1. Описание экспериментальной установки и методика обработки взвеси ультразвуком.
3.2. Гранулометрическое исследование взвесей
3.3. Описание экспериментальной установки для гранулометрического исследования взвесей
3.4. Методика определения гранулометрического состава взвесей.
3.5. Обработка результатов экспериментов по определению грану лометрического состава взвесей
3.6. Оценка энергетической эффективности кавитационного измельчения.
3.7. Расчет параметров ультразвукового кавитационного дисперга
Глава 4. Получение молока кедрового с использованием кавитационного измельчения
4.1. Принципиальная схема получения молока кедрового
4.2. Аппаратурное оформление производства.
4.2.1. Дробление и помол ореха.
4.2.2. Ультразвуковое диспергирование
4.2.3. Регулируемое центрифугирование
Основные результаты и выводы
Литература


При раскалывании тело разрушается на части в местах концентрации наибольших нагрузок, передаваемых клинообразными рабочими элементами измельчи геля. Получающиеся при э том частицы более однородны по размерам и форме, хотя форма, как и при раздавливании, непостоянна. Способ раскалывания по сравнению с раздавливанием позволяет регулировать крупность получаемых частиц. При разламывании тело разрушается под действием изгибающих сил. Размеры и форма частиц, получающихся при рашамывании, примерно такие же, как и при раскалывании. При резании тело делится на части заранее заданных размеров и формы. Этот процесс полностью управляемый. При распиливании материала результаты получаются аналогичными, как и при резании. Процесс полностью управляем, и частицы имеют заранее заданные размер и форму. При истирании тело измельчается под действием сжимающих, растягивающих и срезающих сил. В результате получается мелкий порошкообразный продукт. При ударе тело распадается на части под действием динамической нагрузки. В случае сосредоточенной нагрузки наблюдается эффект, подобный тому, что происходит при раскалывании, а при распределенной по всему объему нагрузке - эффект разрушения аналогичен раздавливанию. Различают разрушение тела стесненным и свободным ударом. При стесненном ударе тело разрушается между двумя рабочими органами измельчителя. Эффект такого разрушения зависит от кинетической энергии ударяющего тела. При свободном ударе разрушение тела наступает в результате столкновения его с рабочим органом измельчителя или другими телами в полете. Эффект такого разрушения определяется скоростью их столкновения независимо от того, движется ли разрушаемое тело или рабочий орган измельчителя [, ]. Кроме описанных выше механических способов измельчения существуют способы, не связанные с прямым приложением силы. В частности можно получить дисперсный продукт в процессе образования вещества, то есть, в ходе химической реакции. При этом могут образовываться частицы разной дисперсности от крупных кристаллов до наночастиц [, 1]. Дисперсная фаза может быть образована как из газовой фазы, так и из жидкости и из твердой фазы. Сама дисперсная фаза, так же, может находиться в любом из трех названных агрегатных состояний. Измельчение материала может быть достигнуто путем воздействия на частицу упругой волной среды [], в которой она находится, или упругой волной в самом измельчаемом теле. Среда, в которую помещена частица, требующая измельчения, может быть как жидкостью, так и газом. В данную группу можно отнести способы измельчения с помощью кавитации, ультразвука, инфразвука и взрывной волны. Остановимся подробнее на измельчении твердого материала с помощью кавитации и улыразвука. Механизм процессов разрушения и диспергирования твердых тел при воздействии ультразвука рассматривается в ряде работ [, , , , ], авторы которых высказывают различные предположения. В литературе встречаются утверждения того, что процесс измельчения в ультразвуковом поле обусловлен различными ускорениями, возникающими в разных точках диспергируемой частицы. В зарубежной печати сообщаются исследования зависимости дисперсности от частоты ультразвуковых колебаний [5], где авторы приходят к выводу, что процесс диспергирования связан с резонансным механизмом разрушения. На основе комплекса исследований процесса разрушения медной, алюминиевой и свинцовой фольги под действием ультразвука частотой и кГц [2, ] показано, что основная роль в разрушении и диспергировании твердых тел принадлежит кавитации. Области разрушения, по результатам проведенных экспериментов, совпадают с пучностями давления стоячих волн в жидкости. Кавитация — эго сложный комплекс явлений, связанных с возникновением, развитием и захлопыванием в жидкости мельчайших пузырьков различного происхождения [, , 8]. Ультразвуковые волны, распространяющиеся в жидкости, образуют чередующиеся области повышенных и пониженных давлений [, , ], создающих зоны высоких сжатий и зоны разрежений. В разреженной зоне гидростатическое давление понижается до такой степени, что силы, действующие на молекулы жидкости, становятся больше сил межмолекулярных связей.