Технология обработки пищевых продуктов

Теплофизические свойства пищевых продуктов. Физический смысл теплоемкости. Методы моделирования технологических процессов. Эмульгирование, обратный осмос и ультрафильтрация. Устройство мешалок, дробилок, мельниц и принципы их работы. Теории измельчения.

Рубрика Производство и технологии
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 22.01.2015
Размер файла 83,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ФГБОУ ВПО «СамГТУ»)

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по дисциплине «Оборудование предприятий общественного питания»

Выполнил:

Каракулина О.С.

Студентка заочного факультета

Группы 10ТС-601

Самара 2015

1. Какими основными теплофизическими свойствами характеризуются сырье, полуфабрикаты и готовые изделия?

К наиболее важным теплофизическим свойствам пищевых продуктов относят удельную теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, удельную энтальпию, криоскопическую температуру, плотность, равновесное давление пара.

Удельной теплоемкостью называется величина, численно равная количеству теплоты, необходимому для нагревания или охлаждения 1 кг вещества на 1°С. Изменение удельной теплоемкости продуктов в интервале температур замораживания определяется в основном начальным влагосодержанием продукта и количеством вымороженной воды. Теплоемкость убывает с понижением температуры, стремясь к нулю при абсолютном нуле температуры (третий закон термодинамики). Удельная теплоемкость воды равна 1 Дж/К, углеводов -0,34, жиров - 0,42, белков - 0,37 Дж/К, поэтому теплоемкость продуктов зависит от их химического состава. Теплопроводность - один из видов теплопередачи, при котором перенос теплоты имеет атомно-молекулярный характер. Явления теплопроводности возникают при разности температур между отдельными участками тела (продукта). Коэффициент теплопроводности численно равен количеству теплоты, переносимому через единицу площади поверхности в единицу времени при градиенте температуры, равном единице.

При положительных температурах температуропроводность продукта практически неизменна, но с началом льдообразования она резко уменьшается. Это вызвано выделением теплоты кристаллизации. При дальнейшем понижении температуры вследствие роста теплопроводности и уменьшения теплоемкости температуропроводность увеличивается и достигает постоянного значения, когда вода полностью переходит в лед. Энтальпия - однозначная функция состояния термодинамической системы, часто называемая тепловой функцией или теплосодержанием, измеряется в Дж/кг. Данными об изменении энтальпии продовольственных продуктов в холодильной технологии пользуются обычно для определения отведенной или подведенной теплоты при холодильной обработке продуктов. Энтальпию отсчитывают при какой-либо начальной температуре (обычно ?20°С), при которой ее значение принимается за 0.

Криоскопической температурой называют температуру начала замерзания жидкой фазы продуктов. Тканевый сок продовольственных продуктов представляет собой диссоциированный коллоидный раствор сложного состава, которому соответствует криоскопическая температура 0,5 + 5°С.

Плотностью называется отношение массы продукта к его объему. При замораживании плотность продукта уменьшается (на 5-8%), поскольку вода в тканях, превратившись в лед, увеличивается в объеме при неизменной массе. Плотность большинства скоропортящихся продуктов составляет около 1000 кг/м3.

Равновесное давление пара над поверхностью продукта Рп из-за содержания во влаге продуктов растворенных веществ (сахара, соли и др.) несколько ниже давления насыщенного пара Рн при той же температуре даже при полном насыщении.

Отношение давления пара воды, содержащейся в продукте, к давлению пара чистой воды (или льда) при той же температуре называется относительным понижением давления водяного пара.

2. Что такое теплоемкость? Чем она характеризуется и в каких единицах измеряется?

Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) -- физическая величина, определяемая отношением бесконечно малого количества теплоты ?Q, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры ?T:

Удельной теплоёмкостью называется теплоёмкость, отнесённая к единичному количеству вещества. Количество вещества может быть измерено в килограммах, кубических метрах и молях. В зависимости от того, к какой количественной единице относится теплоёмкость, различают массовую, объёмную и молярную теплоёмкость.

Массовая удельная теплоёмкость (С), также называемая просто удельной теплоёмкостью -- это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице массы вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на килограмм на кельвин (Дж·кг?1·К?1).

Объёмная теплоёмкость (С?) -- это количество теплоты, которое необходимо подвести к единице объёма вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на кубический метр на кельвин (Дж·м?3·К?1).

Молярная теплоёмкость?) -- это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. В СИ измеряется в джоулях на моль на кельвин (Дж/(моль·К)).

3. Какие методы моделирования процессов пищевой технологии вам известны?

На начальном этапе проектирования и совершенствования технологических процессов проводят достаточно большое количество наблюдений и измерений, формируя определенную базу данных. На следующем этапе следует выделить самое главное и провести научные исследования процессов и явлений, используя систематизированную ранее информацию. Это позволяет «сгустить» данные в такое абстрактное понятие, как «модель». Под моделью понимают искусственную систему, которая отражает основные свойства исследуемого объекта - оригинала и находится в определенном соответствии с ним. Таким образом, процедура моделирования позволяет изучать явления и процессы с помощью моделей.

Физическое моделирование заключается в создании моделей, в которых происходят явления такой же природы, что и в оригинале, при этом воспроизводят наиболее характерную часть процесса.

Математическое моделирование основано на математической записи зависимостей между основными параметрами, влияющими на процесс, с последующим решением полученных систем уравнений.

Моделирование методом масштабного перехода на основе частных соотношений осуществляется с применением соответствующих технологических параметров аналогичных производств в сочетании с результатами лабораторных исследований, представленными в виде таблиц и графиков.

Основной принцип моделирования - упрощение представляемых явлений. Лишняя детализация, второстепенные явления лишь усложняют модель, затрудняют проведение теоретических исследований, делают их громоздкими, неэффективными. Поэтому модель должна быть оптимальной по своей сложности. Главное - она должна быть адекватной, т. е. описывать закономерности исследуемого явления с достаточной точностью.

Применительно к технологических процессам одним из способов упрощения является разделение процессов на уровни и элементы моделирования. На первом уровне моделируют явления, происходящие в элементах аппаратов и машин, на втором - работу отдельных видов оборудования, на третьем - технологического участка, а на пятом - предприятия в целом.

Разделение технологического процесса на отдельные уровни упрощает составление математических описаний, позволяет четко определить показатели качества функционирования каждого элемента на разных уровнях.

По типу модели делятся на физические, математические и натурные.

Натурные модели получают путем непосредственных измерений характеристик проектируемых объектов (технологических линий, агрегатов, систем управления) в производственных условиях.

Физическими моделями являются лабораторные установки, в которых происходят аналогичные исследуемому объекту процессы и явления.

Математические модели получают путем измерения параметров с помощью математических зависимостей между характеристиками технологического объекта.

Описательные модели представляют собой словесное описание технологического процесса, которое, в зависимости от формы представления, может быть формализованным и неформализованным.

Иконографические модели - форма представления проектируемых объектов в виде рисунков, фотографий, чертежей. Используют также макеты, на которых в масштабе показан объект.

Физические аналоговые модели основаны на различных аналогиях, которые обнаруживаются по механизму происходящих явлений, математической форме записи, принципам управления и т. п.

Имитационные статистические модели - используются для моделирования процессов снабжения сырьем предприятий и отпуска готовой продукции с целью обеспечения непрерывности и повышения эффективности технологических линий.

4. Какие конструкции мешалок применяют в пищевой технологии и от чего зависит выбор мешалки?

Механическое перемешивание основано на применение различного рода мешалок, располагаемых в каких-либо емкостях и совершающих вращательное движение, которое и осуществляет перемешивание компонентов, содержащихся в емкости за счет возникаемой циркуляции жидкости. В настоящее время известно много типов конструкций мешалок, такие как однолопастные, многолопастные, пропеллерные, якорные, турбинные, рамные, шнековые.

Лопастные и рамные мешалки применяют для перемешивания маловязких жидкостей, пропеллерные ? жидкостей умеренной вязкости, турбинные ? невязких и вязких систем, якорные и шнековые ? высоковязких и пластичных систем.Выбор того или иного типа мешалок определяется целевым назначением перемешивающих устройств и конкретными условиями протекания процесса. Какие-либо четкие рекомендации по этому вопросу пока не могут быть сформулированы. Поэтому при выборе того или иного типа перемешивающих устройств можно использовать ориентировочные характеристики условий целесообразного применения различных типов мешалок, приведенных в таблице 1.

Таблица 1 - Ориентировочные характеристики для выбора мешалки

Тип мешалок

Объем жидкости, перемешиваемой одной мешалкой, м3

Содержание твердой фазы при суспенди ровании, %

Динамическая вязкость перемешиваемой жидкости, кг/(м*с)

Окружная скорость мешалки, м/с

Частота вращения мешалки

Лопастные

До 1,5

До 5

До 0,01

До 1,7-5,0

0,3-1,35

Пропеллерные

До 4,0

До 10

До 0,06

До 4,5-17,0

8,5-20,0

Турбинные:

- Открытые

До 10,0

До 60

До 1,00

До 1,8-13,0

0,7-10,0

- Закрытые

До 20,0

До 60 и больше

До 5,00

До 2,1-8,0

1,7-6,0

Специальные

До 20,0

До 75

До 5,00

До 6,0-30,0

1,7-25,0

пищевой теплоемкость эмульгирование измельчение

5. В чем заключается процесс эмульгирования и в каких устройствах его осуществляют?

Эмульгирование применяют в общественном питании для получения эмульсий жир в воде и наоборот. В первом случае жир является дисперсной фазой, а вода -- дисперсионной, во втором-- жир является дисперсионной фазой, а вода -- дисперсной. При эмульгировании для получения стойких, нерасслаивающихся эмульсий в смесь добавляют поверхностно-активные вещества (ПАВ): желатин, казеинаты, казеин, крахмал, яичный белок, агар-агар и другие вещества, которые образуют на поверхности тонкую оболочку, придающую эмульсиям устойчивость и препятствующую их разложению. Стойкость эмульсии к расслаиванию зависит от размеров дисперсионной фазы и распределения жировых частиц по размерам. Так, например, при получении эмульсии жир в обезжиренном молоке размер жировых шариков не должен превышать 5 мкм. Такую эмульсию применяют для вскармливания молодняка крупного рогатого скота. При этом эмульгирование должно происходить при температурах на 15...20 °С выше температуры плавления жира. В высококачественном майонезе размер основной массы жировых частиц не должен превышать 8... 10 мкм.

Эмульгирование производят в аппаратах, называемых эмульгаторами.

Диспергирование в нем происходит под действием центробежной силы.

Для эмульгирования используют также коллоидные мельницы, в которых измельчение происходит в результате трения или ударов сухим или мокрым способом. Применяют также ультразвук. Ультразвуковые эмульсоры работают на принципе возбуждения колебаний пластины с частотой до 22 кГц, возникающих при ударесмеси, поступающей через сопло в эмульсор с большой скоростью.

Гомогенезацию применяют для получения эмульсий, в которых диаметр дисперсной фазы не превышает 1...2 мм. Процесс гомогенизации проводят в гомогенизаторах. Распространение получили клапанные гомогенизаторы.

6. Для каких целей применяют обратный осмос и ультрафильтрацию в пищевой технологии?

Обратный осмос -- это способ разделения растворов путем их фильтрования под давлением через полупроницаемые мембраны, пропускающие растворитель и задерживающие молекулы или ионы растворенных веществ.

Ультрафильтрация -- это процесс разделения, фракционирования и концентрирования растворов с помощью полупроницаемых мембран. При этом жидкость непрерывно подается в пространство над мембраной под давлением 0,1... 1,0 МПа.

При ультрафильтрации исходный раствор разделяется на два принципиально новых продукта: низкомолекулярный (фильтрат) и высокомолекулярный. Фильтрат проходит сквозь мембрану и удаляется через дренажную систему, а высокомолекулярный продукт концентрируется. Ультрафильтрация позволяет выделять молочные белки из вторичных продуктов молочной промышленности и ценные вещества из других пищевых растворов, получать дополнительные резервы производства продуктов питания.

Применение мембранных процессов в пищевой технологии позволяет значительно снизить энергоемкость процессов обезвоживания фруктовых и овощных соков, сиропов, экстрактов по сравнению с процессами выпаривания или вымораживания, улучшить качество и повысить выход получаемых продуктов. Например, выход фруктовых соков из исходного продукта при ультрафильтрации увеличивается до 95...99%. Ультрафильтрацией обезжиренного молока получают молочный концентрат, который используют в производстве различных видов сыров, творожных масс и кисломолочных продуктов, что увеличивает выход продукции.

Ультрафильтрация сырого сахарного сока позволяет получить чистый, свободный от коллоидов фильтрат, идущий непосредственно на кристаллизацию сахарозы.

Ультрафильтрация успешно заменяет пастеризацию пива. При этом из пива удаляются бактерии и высокомолекулярные вещества, ухудшающие его качество и снижающие стабильность. Стоимость обработки пива ультрафильтрацией в 2,5 раза ниже чем пастеризацией.

Обработка виноградных вин обратным осмосом позволяет решить вопрос их стабилизации. При использовании обратного осмоса через мембрану проходят вода и этиловый спирт, а ионы калия и винная кислота остаются в концентрате, из которого интенсивно выпадает винный камень. После фильтрования концентрата его смешивают с фильтратом, что повышает его стабильность на длительный срок.

Обратным осмосом концентрируют яичный белок. При этом не происходит денатурирования протеинов, и получают яичный белок с содержанием протеинов до 30 %.

7. От каких факторов зависит эффективность мойки? Каким требованиям должны отвечать моющие средства?

Только комплексный подход к решению вопросов санитарно-гигиенического состояния производства и поддержанию его на должном уровне позволит достигнуть высоких результатов по выпуску качественной продукции. Так же достижение передового уровня производственной санитарии невозможно без применения современных моющих и дезинфицирующих средств.

Перечень основных процедур, которые необходимо учитывать в процессе мойки.

· Соблюдение санитарии на всех этапах производства - от подготовки сырья до реализации готовой продукции.

· Правильная организация процесса мойки (составление плана санитарной мойки).

· Применение современных моющих и дезинфицирующих средств.

· Использование передовых способов и методов очистки.

· Соблюдение строгих гигиенических норм всего персонала.

· Обучение персонала, повышение профессионального уровня.

· Постоянный контроль над выполнением программы мойки.

Главная задача санитарной обработки на пищевых предприятиях - это полное, 100%-ное удаление остатков продуктов, различных производственных загрязнений и микроорганизмов с поверхностей технологического оборудования, тары, инвентаря, производственных площадей. Чистота обработки поверхностей определяется как по физико-химическим, так и по микробиологическим показателям.

Требования к моющим средствам

Современные моющие препараты должны обладать определенными свойствами: низким поверхностным натяжением, смачивающей и эмульгирующей способностями, пенообразующей способностью, стабилизирующим действием, солюбилизацией, вызывать набухание и пептизацию белков, хорошо смываться с поверхности оборудования водой.

Синтетические технические моющие средства легко дозируются, хорошо растворяются в воде при комнатной температуре, не требуют предварительного умягчения воды и хорошо отмывают загрязнение в воде любой жесткости, в том, числе и морской. Синтетические моющие средства проявляют моющее действие при сравнительно низкой температуре (20=30° С). Для санитарной обработки применяют моющие и дезинфицирующие средства, которые не токсичны, обладают широким спектром антибактериального действия, хорошо растворяются в воде, быстро смываются с поверхности и оказывают незначительное разрушающее действие на оборудование.

8. Какие существуют теории измельчения?

Существует несколько теорий измельчения.

Поверхностная теория измельчения разработана немецким профессором П. Реттингером в 1867 г. Согласно ней, работа, необходимая для измельчения тела, прямо пропорциональна вновь образовавшейся при измельчении поверхности, т.е.

, Дж

где - площадь вновь образованной поверхности.

Поверхностная теория измельчения с достаточной степенью достоверности применима для оценки тонкого измельчения (d ? 0,4…0,6 мм) когда получается продукт с высокоразвитой удельной площадью поверхности.

Объемная теория измельчения разработана русским ученым В.Л. Кирпичевым (1874 г.), а позднее уточнена немецким профессором Ф. Киком (1885 г.). Согласно ней, работа Av, затраченная на измельчение, прямо пропорциональна объему V или массе деформируемой части тела

, Дж

где - величина деформации тела, м;

Р - сила деформации, Н.

Сторонники обеих теорий более полувека вели дискуссию между собой, пытаясь доказать преимущество одной из них, но сделать это никому не удалось, ибо как первая, так и вторая страдают односторонностью и не учитывают влияние конкретных условий процесса измельчения на его энергоемкость (дисперсность материала, конструкцию и режимы работы измельчителей и т.д.).

Обобщенная теория измельчения создана советским академиков П.А. Ребиндером в 1928 г. она учитывает положения объемной и поверхностной теорий. Ребиндер исходил из справедливого заключения, что большая часть энергии измельчения расходуется бесполезно - на нагрев материала и образование микротрещин в продукте, которые при снятии нагрузки смыкаются и целостность частиц восстанавливается за счет сил молекулярного сцепления.

Аналитическое выражение теории Ребиндера записывается в виде

, Дж

где А - работа, необходимая на измельчение;

Аv - работа деформации в объеме куска;

Аs - работа, затраченная на образование новых поверхностей;

K - коэффициент пропорциональности;

?V - деформированная часть объема куска;

? - коэффициент пропорциональности, учитывающий энергию поверхностного натяжения твердого тела;

?S - приращение площади поверхности материала.

9. Какие конструкции дробилок и мельниц вы знаете?

Все измельчающие машины делятся на дробилки и мельницы. Дробилки применяют для крупного и среднего дробления, мельницы -- для среднего, мелкого, тонкого и коллоидного измельчения.

Основные измельчающие машины подразделяются на следующие типы: щековые дробилки, гирационные, молотковые и дробилки ударного действия; протирочные машины; валковые мельницы и бегуны, шаровые и стержневые мельницы, кольцевые, вибрационные, коллоидные мельницы.

Резательные машины бывают пластинчатыми, дисковыми, роторными, струнными и др. Ко всем измельчающим машинам предъявляют общие требования: равномерность кусков измельченного материала; удаление измельченных кусков из рабочего пространства; сведение к минимуму пылеобразования; непрерывная и автоматическая разгрузка; возможность регулирования степени измельчения; возможность легкой смены быстро изнашивающихся частей; небольшой расход энергии на единицу продукции.

Щековые дробилки измельчают материал путем раздавливания и раскалывания в конической камере, образованной неподвижной и подвижной плитами, которые периодически сближаются. Раздавленный материал выпадает из дробилки во время обратного хода подвижной плиты. Щековая дробилка проста и надежна в работе, однако наличие в ней неуравновешенных качающихся масс требует установки ее на тяжелых фундаментах. Работа дробилки сопровождается сильным пылеобразованием и шумом, а процесс дробления -- образованием мелочи.

Основными параметрами работы щековых дробилок являются угол между щеками, называемый углом захвата; частота вращения вала; производительность и расход энергии.

Расход энергии принимается равным 400... 1500 Вт на 1 т/ч производительности дробилки.

Гирационные (конусные) дробилки применяют для крупного, среднего и мелкого измельчения. Измельчение происходит путем непрерывного раздавливания и излома кусков материала между конической дробящей головкой и корпусом, который имеет форму усеченного конуса.

Молотковые дробилки применяют, например, для измельчения костей в производстве кормов. Молотковая дробилка представляет собой машину ударного действия, имеющую быстровращающийся диск с шарнирно прикрепленными к нему молотками . Материал поступает в дробилку через бункер и измельчается дробящими молотками, а также при ударе о броневые плиты. Измельченный материал удаляется через колосниковую решетку.

В дезинтеграторах и дисмембраторах на дисках по концентрическим окружностям расположены пальцы-била. Каждый ряд пальцев одного диска расположен с небольшим зазором между двумя рядами пальцев другого диска.

Материал поступает в машину через загрузочный бункер и измельчается за счет ударов вращающихся пальцев. Измельченный материал высыпается через разгрузочную воронку, расположенную в нижней части машины. Частота вращения дисков 200... 1200 мин-1. Производительность таких машин колеблется от 0,5 до 20 т/ч.

Дисмембраторы в отличие от дезинтеграторов имеют один вращающийся диск. Роль второго диска выполняет крышка мельницы, на внутренней поверхности которой по концентрическим окружностям расположены ряды неподвижных пальцев.

Дисковые мельницы применяют для мелкого и тонкого дробления зерна, солода, жмыха, сухарей и др. Рабочими органами дисковых мельниц являются два вертикальных рифленых диска, один из которых неподвижный, а другой вращается на горизонтальном валу. Измельчаемый материал подается непрерывно в зазор между дисками, где и измельчается. Степень измельчения регулируется величиной зазора между дисками. Окружная скорость дисков при помоле зерна составляет 7...8 м/с.

Молотки, плиты, диски и решетку изготовляют из износоустойчивой марганцовистой стали или из углеродистой стали, на которую наплавляют твердый сплав.

Для измельчения фруктов и ягод и последующего отделения сока от полученной массы применяют дисковые измельчающие машины, скомбинированные с центрифугой.

В протирочных машинах для фруктов и овощей сок от мезги отделяется в результате протирания через протирочные сита. Протирочная машина состоит из одной или нескольких протирочных камер. Камера представляет собой цилиндрический корпус, внутри которого расположена перфорированная металлическая решетка. Решетка установлена таким образом, что между ней и корпусом образуется кольцевой канал. По оси корпуса расположен ротор с насаженными на него протирающими лопатками. Между лопатками и решеткой имеется зазор, в котором и происходит измельчение материала в результате удара и истирания, а протирание происходит благодаря давлению, создаваемому лопатками ротора. В машинах с двумя протирочными камерами достигается более высокая степень измельчения сырья путем установки во второй камере решетки с меньшими проходными размерами.

Валковые мельницы служат для среднего, мелкого и тонкого измельчения. Они применяются в пищевой промышленности для дробления и помола зерна, солода, плодов, жмыха и т. д. Рабочие органы валковой мельницы -- горизонтальные валки. Дробилка может иметь один валок, вращающийся вокруг горизонтальной оси параллельно неподвижной рабочей щеке, либо два валка. В первом случае раздавливание материала происходит между неподвижной щекой и вращающимся валком. Парные валки вращаются навстречу один другому, и раздавливание происходит между валками. Поверхность валков может быть гладкой, рифленой и зубчатой.

Бегуны имеют, как правило, два жернова (катка) и чашу, в которую загружается зерно. Жернова закреплены на вертикальном валу и вращаются вместе с ним. Кроме того, жернова одновременно вращаются вокруг горизонтальных осей за счет трения между поверхностью жерновов и материалом, находящимся в чаше. Измельчение зерна происходит раздавливанием и истиранием при набегании на него жерновов.

Бегуны бывают с неподвижной чашей и вращающимся от привода катками; с вращающейся от привода чашей и свободно вращающимися катками.

Бегуны с вращающейся чашей более быстроходны .

Выгрузка измельченного материала осуществляется автоматически за счет центробежной силы.

Шаровые и стержневые мельницы, в которых продукт обрабатывается шарами или стержнями, находящимися вместе с ним в полом вращающемся барабане, покрытом изнутри бронированными плитами, применяются для тонкого измельчения.

Шаровая мельница загружается шарами и материалом одновременно. Шары изготовляют из стали, диабаза, фарфора и других твердых материалов. Размер шаров зависит от размеров измельчаемого материала. Стальные шары имеют диаметр 320... 175 мм. Корпус мельницы заполняют шарами на 30...35% его объема.

Наряду с шарами используют также цилиндрические стержни. Оси стержней располагают параллельно оси корпуса мельницы. В шаровых мельницах измельчение материала происходит под действием ударов падающих шаров или стержней и путем истирания его между шарами или стержнями и внутренней поверхностью корпуса мельницы.

При вращении шаровой мельницы вследствие трения между стенкой мельницы и шарами последние поднимаются в направлении вращения на такую высоту, пока угол подъема не превысит угла их естественного откоса, после чего скатываются вниз.

С увеличением скорости вращения мельницы возрастает центробежная сила и соответственно увеличивается угол подъема шаров до тех пор, пока составляющая силы веса шаров не станет больше центробежной силы. При нарушении этого условия шары падают, описывая при падении некоторую параболическую кривую. При дальнейшем увеличении скорости вращения мельницы центробежная сила может стать настолько большой, что шары будут вращаться вместе с мельницей.

В кольцевых мельницах измельчение происходит путем раздавливания и истирания материала роликами или шарами, катящимися по внутренней поверхности кольца. Ролики или шары прижимаются к поверхности кольца центробежной силой или пружинами. В зависимости от этого различают центробежные и пружинные мельницы.

Вибрационные мельницы предназначены для тонкого измельчения материала. Мельница представляет собой барабан, заполненный примерно на 70% измельчающими телами, например шарами. Внутри барабана установлен вибратор, который сообщает вибрацию шарам и измельчаемому материалу. Интенсивность работы такой мельницы зависит от частоты и амплитуды колебаний. Как правило, частота колебаний составляет 1500...2500 мин-1 при амплитуде 2...4 мм.

Коллоидные мельницы используют для очень тонкого измельчения суспензий. Измельчение проводят мокрым способом. Основными частями коллоидной мельницы являются корпус с коническим гнездом и ротор. Между конической поверхностью корпуса и поверхностью ротора имеется зазор, равный долям миллиметра. Ротор вращается с окружной скоростью 30... 120 м/с. В зазоре между корпусом и ротором твердые частицы суспензии измельчаются истиранием.

Рамная центробежная свеклорезка служит для изрезывания свеклы в стружку с целью извлечения из нее сахарозы. Принцип действия свеклорезки заключается в следующем. Свекла загружается в свеклорезку через загрузочный бункер, увлекается вращающейся улиткой и под действием центробежной силы прижимается к режущей кромке ножей, которыми изрезывается в стружку. Свекловичная стружка через проемы ножевых рам выпадает в пространство между корпусом свеклорезки и кожухом и затем через люк поступает на дальнейшую переработку.

Для замены ножей ножевую раму поднимают и заменяют глухой рамой без ножей. Для очистки ножей применяют продувку паром или сжатым воздухом.

Вертикальные овощерезки используют для разрезания овощей на ломтики, кубики, соломку и т. д. Овощерезка состоит из загрузочной воронки, измельчающей камеры и привода. Режущим инструментом является горизонтальный диск, насаженный на вертикальный вал, приводимый во вращение электродвигателем. Машина изготовлена из высококачественного цветного металла, покрытого слоем полиамида.

Размеры и форма нарезанных овощей изменяются в зависимости от конфигурации ножей.

Измельчитель для мяса -- куттер работает следующим образом. Мясо из корыта автоматически загружается во вращающуюся чашу, изготовленную из нержавеющей стали, и режется инструментом, выполненным в виде фрезы и установленным в чаше.

Скорость резки составляет 130 м/с. Процесс проводят под вакуумом. Материал корпуса и крышки куттера делает процесс резания практически бесшумным. Фарш выгружается периодически с помощью автоматической наклонной заслонки, которая вытесняет фарш из чаши в приемное корыто. Уплотнение крышки и корпуса достигается с помощью специальных полимерных прокладок. Смена режущего инструмента происходит менее чем за 3 мин.

10. Для чего применяют протирочные машины и как они устроены?

Протирание - это не только процесс измельчения, но и разделения, т.е. отделения массы плодоовощного сырья от косточек, семян и кожуры на ситах с диаметром ячеек 0,8-5,0 мм. Финиширование - это дополнительное измельчение протертой массы пропусканием через сито диаметром отверстий 0,4-0,6 мм.

Основные конструкции протирочных машин различаются по взаимодействию сита и бичевых устройств. В основу положены следующие признаки: сетчатый барабан неподвижен, движутся бичи, «инверсивные» протирочные машины, в которых движется сито, а бичи неподвижные, и безбичевые. В них сито совершает сложное вращательное движение вокруг собственной оси и планетарно. По количеству ступеней: одноступенчатые, двухступенчатые, трехступенчатые, две сдвоенные машины. По конструкции сита: коническое и цилиндрическое; секционные и по диаметрам отверстий. По конструкции бичевых устройств: плоские; проволочные и др. По загрузочным устройствам: шнековые, в сочетании с лопастным устройством, загрузки по трубе.

Одноступенчатая протирочная машина состоит из станины, приводного вала, укрепленного в 2-х подшипниках со шнеком, лопастью и бичевым устройством, загрузочного бункера и привода с клиноременной передачей. Работа машины основана на силовом воздействии бичей на обрабатываемый продукт, продавливая его через сито и за счет центробежной силы. Рабочая машина также регулируется изменением угла между осью вала и бичами, изменением зазора между ситом и бичами и диаметром отверстий сит. Протертая масса выводится через поддоны, а отходы из цилиндра выводятся через лоток.

11. В каких случаях используют гидроциклоны?

Гидроциклоны (рис. 1) применяют для осветления, обогащения суспензий, классификации твердых частиц по размерам от 5 до 150 мкм, а также для очистки сточных вод после мойки пищевых агрегатов.

Рис. 1 Гидроциклон: 1 -- тангенциальный штуцер; 2 -- патрубок; 3 - перегородка; 4 - цилиндрический корпус; 5 -- коническое днище; 6 -- штуцер для выхода шлама

Корпус гидроциклона состоит из верхней цилиндрической части и конического днища. Качество разделения в гидроциклонах зависит от угла конусности. Оптимальным считают угол, равный 10... 15°. При таком угле удлиняются коническая часть гидроциклона и путь твердых частиц и, следовательно, увеличиваются время пребывания частиц и качество разделения.

Суспензия подается тангенциально в цилиндрическую часть и приобретает вращательное движение. Скорость суспензии на входе в гидроциклон составляет 5...25 м/с. Под действием центробежной силы твердые частицы отбрасываются к стенкам гидроциклона и движутся по спиральной траектории вдоль стенок вниз к штуцеру , через который отводятся в виде шлама. Осветленная жидкость движется во внутреннем спиральном потоке вверх вдоль оси гидроциклона и удаляется через патрубки .

12. Какое оборудование используют при обработке продуктов прессованием?

В пищевой промышленности применяют прессы самых разнообразных конструкций. Их можно разделить на две большие группы: гидравлические и механические.

Гидравлический пресс работает по законам гидравлики. Основной узел пресса -- рабочий цилиндр, внутри которого перемещается плунжер, соединенный с подвижной плитой. Плунжер приводится в движение жидкостью высокого давления. Прессуемый материал помещается между подвижной и неподвижной плитами.

Гидравлические прессы широко применяют при переработке фруктов и овощей с целью получения соков, для производства ликеров и эссенций.

В сахарной промышленности для обезвоживания жома применяют наклонные горизонтальные и вертикальные шнековые прессы с одно- и двусторонним отжатием. Прессы двустороннего отжатия более производительны, чем одностороннего, и позволяют отжимать жом до более низкой конечной влажности.

Наклонный шнековый пресс предназначен для отжатия жома. Жом поступает в сепаратор, где из него частично удаляется вода, а затем в пресс, где отжимается основная часть вод.

Горизонтальные и наклонные прессы имеют аналогичную конструкцию. В отличие от горизонтальных прессов в наклонных не происходит частичного смешения отжатого жома с удаляемой жидкостью.

Штемпельные и ротационные прессы применяют для брикетирования сухого жома. Ротационные прессы имеют плоскую или цилиндрическую матрицу. В штемпельных прессах матрица является неподвижной, а пуансон (штемпель) совершает возвратно-поступательное движение. В таких прессах наблюдаются большие инерционные силы при прессовании, поэтому их устанавливают на массивных фундаментах.

Дисковый пресс, используемый в производстве прессованного сахара-рафинада, состоит из следующих основных узлов: набивной коробки для приема рафинадной кашки; диска с матрицами и пуансонами; упора для прессования брусков рафинада; механизма для натирки стола; механизма для подачи сахара в матрицы; механизма для выталкивания отпрессованных брусков рафинада; механизма для подъема пуансонов;

Двухшнековый формовочный пресс используют в производстве конфет, в частности пралине, методом формования конфетной массы через фильеру с калиброванными отверстиями. Пресс создает давление в конфетной массе и продавливает ее через фильеру. Непосредственно на выходе из фильеры жгуты конфетной массы рубятся на гранулы эксцентрично установленными ножами гранулятора, расположенными с определенным зазором у фильеры.

13. Определить мощность, потребляемую открытой турбинной мешалкой, вращающейся с частотой n=4,7об/с, при перемешивании суспензии в аппарате D=1,2м и высотой H=1,6м. Плотность жидкости ?ж=1070кг/м3; вязкость ?ж=0,02 Па*с. Содержание твердой фазы ?=0,3. Плотность частиц ?тв=1400 кг/м3.

Плотность суспензии определяем по формуле

?с = ?тв? + ?ж(1 - ?) = 1400 * 0,3 + 1070(1 - 0,3) =1169 кг/м3

Вязкость суспензии определяем по формуле

?с = ?ж(1 + 4,5?) = 0,02 * (1+4,5 * 0,3) = 0,047 Па * с

Диаметр нормализованной мешалки

dm = 0,33D = 0,33 * 1,2 = 0,4 м

Определяем режим перемешивания

Rem = nd2м ?с/ ?с = 4,7 * 0,42 * 1169/0,047 = 18704

Следовательно, режим турбулентный.

По критерию Рейнольдса находим значение критерия Эйлера Euм = 1,2, по которому определяем мощность, потребляемую мешалкой

Euм ?сn3d5м = 1,2 * 1169 * 4,73 * 0,45 = 1491 Вт

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Основы теории резания пищевых продуктов. Оборудование для очистки овощей и фруктов, машины для нарезания и измельчения мясных полуфабрикатов, схемы дисковых овощерезок. Машины для нарезки хлебобулочных изделий, для дробления твердых пищевых продуктов.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 05.04.2010

  • Использование радиационной обработки с помощью ускорителей электронов для обработки продуктов питания как перспективная область. Негативные эффекты от использования радиационной обработки пищевых продуктов. Проблемы создания нормативно-правовой базы.

    дипломная работа [1,4 M], добавлен 19.09.2016

  • Нормативно-законодательная основа безопасности пищевой продукции, принципы системы НАССР. Биологические, химические, микробиологические и физические опасные факторы, их оценка и анализ при производстве пищевых продуктов. Технология производства кефира.

    курсовая работа [598,6 K], добавлен 07.06.2011

  • Описание особенностей основных процессов пищевой технологии. Теплофизические методы обработки продовольственного сырья и пищевых продуктов. Классификация и характеристика теплового оборудования. Описание и расчет теплообменного аппарата - аэрогриля.

    курсовая работа [776,7 K], добавлен 04.01.2014

  • Нормативно-законодательная основа безопасности пищевой продукции в России, биологические, химические и физические факторы, угрожающие ее безопасности. Оценка и анализ факторов риска при производстве пищевых продуктов. Технология производства кефира.

    курсовая работа [788,7 K], добавлен 21.06.2011

  • Состояние проблемы по созданию функциональных продуктов питания с применением пробиотических культур и пищевых добавок. Исследование и обоснование технологии рубленых полуфабрикатов на основе мяса индейки с использованием пробиотических культур.

    дипломная работа [1,1 M], добавлен 01.10.2015

  • Совершенствование технологических процессов производства продуктов высокой степени готовности из зернового сырья казахстанской селекции. Оценка технологических процессов измельчения зернового сырья, смешивания и экструдирования полизлаковой смеси.

    научная работа [3,2 M], добавлен 06.03.2014

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.