Интенсификация процесса получения комбинированных продуктов в роторно-пульсационном аппарате

• Автор: Ядута, Анна Зауровна
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 173 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение и постановка задач исследований.

Глава 1. Основы процесса гомогенизации и его аппаратной реализации.

1.1 Общие представления о процессе гомогенизации.

1.2 Основные направления математического моделирования процесса гомогенизации.

1.3 Гомогенизаторы, используемые в пищевой промышленности

1.3.1 Гомогенизаторы клапанного типа.

1.3.2 Ультразвуковые колебания.

1.3.3 Центробежный гомогенизатор.

1.3.4 Гомогенизаторысмесители.

1.3.5 Роторнопульсационные аппараты.

1.4 Интенсификация процесса гомогенизации в РПА.
Выводы по главе 1
Глава 2. Теоретическое исследование процесса гомогенизации в роторнопульсационных аппаратах.
2.1 Пропускная модуляция в роторнопульсационных аппаратах
2.2 Исследование кинетики гомогенизации в РПА
на основе уравнения КолмогороваФоккераПланка.
2.3 Энтропия как мера неопределенности фракционного состава
2.4Энтропийный критерий качества эмульсий.
2.5 Стохастический подход к моделированию процесса гомогенизации в РПА
Выводы по главе 2
Глава 3. Аппаратурное и методическое обеспечение экспериментальных исследований.
3.1 Описание экспериментальноисследовательского стенда
3.2 Описание исследуемой конструкции РПА для интенсификации процессов гомогенизации и диспергирования
3.3 Методика обработки данных гидродинамического эксперимента для определения напорных и энергетических характеристик РПА
3.4 Методика анализа дисперсионного состава готовой смеси
на основе компьютерного анализа микрофотографий.
Выводы по главе 3
Глава 4. Результаты экспериментальных исследований роторнопульсационного аппарата с направляющими лопастями
4.1 Сопоставление теоретических результатов стохастического моделирования с экспериментальными данными.
4.2 Результаты экспериментальных исследований гидродинамических характеристик роторнопульсационного аппарата
4.2.1 Результаты исследования энергопотребления аппаратов при
обработке ньютоновских жидкостей.
4.3 Результаты исследования напорнорасходной характеристики роторнопульсационного аппарата
4.4 Разработка технологических аспектов аппаратурного оформления стадий гомогенизации и диспергирования при получении кисломолочных десертов с ягодными наполнителями
4.5 Методика расчета роторнопульсационного аппарата.
4.6 Пример расчета параметров роторнопульсационного аппарата на заданную производительность
Выводы по главе 4
Основные результаты работы и выводы
Библиография


Непрерывный проточный метод, при котором в аппарат дозируются в определенном соотношении компоненты, и смесь непрерывно из него выводится. Производительность определяется настройкой дозирующих устройств и режимом работы гомогенизатора, а качество смеси распределением частиц по размерам. Качество гомогенизации не достигает равновесного состояния, но приближение к нему возможно за счет установки каскада аппаратов, либо за счет организации рециклов материала в одном гомогенизаторе или между аппаратами в каскаде []. Существенно влияет на качество смеси точность работы дозаторов. Часто система дозирования и подачи бывает конструкционно сложней смесительной установки. Поэтому, выбор способа смешивания следует вести с учетом технологии производства продукции, которая готовится из смеси, требований по производительности и качеству гомогенизации, особенностей исходных материалов и готовой смеси. Для достижения вышеперечисленных целей необходимо равномерное распределение исходных компонентов между собой, для получения однородного продукта. Однородность смеси принято оценивать величиной, характеризующей вариацию (непостоянство) состава в различных ее частях. Самым распространенным способом оценки качества гомогенизации является дисперсионный анализ смеси. В [, , , , , , 8, 2, 8, 2] методы дисперсионного анализа подразделяются на качественные и количественные, первые отвечают на вопрос, к какой группе следует отнести рассматриваемую дисперсную систему по степени дисперсности (грубодисперсной, коллоидной или молекулярной) (см. Для качественной оценки степени дисперсности, в частности, пригодны те свойства, градиент которых обнаруживает скачкообразное изменение при приближении к размерам частиц, вообще принятым в качестве границ (произвольно выбранных) отдельных степеней дробления. Зигмонди [6] представил эти свойства в таблице 1. Систематика коллоидов по Р. Зигмонди. Таблица 1. В табл. В литературе встречается такое определение понятия степени дисперсности — это величина обратная линейному размеру частиц с1 при условии одинаковости их формы. Поэтому все методы дисперсионного анализа прямо или косвенно нацелены на определение размеров частиц дисперсной фазы. Основы дисперсионного анализа по Оствальду. Влияние диспергирования зависит в первую очередь от увеличения абсолютной поверхности всей дисперсной фазы, отнесенного к общему объему дисперсной фазы. В табл. Возрастание поверхности куба при последовательном десятикратном дроблении. Приведенное выше определение степени дисперсности достаточно для изодисперсных систем, которые встречаются исключительно редко. Поэтому возникает необходимость дать определение степени дисперсности для полидисперсных систем. АV. N частиц. При исследовании процесса гомогенизации в большинстве случаев исходят из случайного характера распределения частиц по линейным размерам. Мерой качества продукта принимается параметр, характеризующие распределение размеров частиц. СКВО) <т от какого либо характерного размера. Однако, в настоящее время нет единого мнения по выбору определяющего параметра, характеризующего смесь. При получении суспензий, затрачиваемая энергия расходуется на преодоление упругих сил сопротивления измельчаемого материала. Величина затрачиваемой энергии будет определяться только прочностными характеристиками материала частиц. Ро - предел прочности материала, Е - модуль Юнга. Выражение (1. Процесс изготовления эмульсий, по сравнению с изготовлением суспензий, имеет свои особенности. В условиях турбулентного потока А о определяется как изменение пульсационной скорости и на протяжении расстояний порядка а. Колмогорова-Обухова и2 = («? Такой подход к определению размера капель «, общепринят [, 2], однако экспериментальные значения а оказались значительно отличающимися от рассчитанных но формуле (1. При получении (1. Неоднородность получаемых жидких композиций главным образом зависит от гранулометрического состава получаемого продукта [, 8]. Даже при идеально осуществляемой непрерывным способом гомогенизации, изменение в соотношении компонентов на входе в аппарат вследствие погрешности питания вызывает изменение в составе продукта.