Поточное перемішування

Для змішування компонентов в потоке применяют разнообразные конструкции смесителей (рис. 2). В них надлежащее смещение потоков достигается за счет их многократного перемешивания на диафрагмах 2 и рассекателях 3 (рис. 3, а) или на 8 – 12 полках 4 (рис. 3 б). Такие смесители применяются, например, в бродильных производствах для смешения мелассы с водой; при этом одновременно с достижением определенной концентрации подачей горячей и холодной воды достигается необходимая температура смеси. В смесителях других систем хорошее смешение достигается при подаче в них компонентов под напором с последующим прохождением смеси по участку с пе­ременным сечением и через винтовую вставку 5 (рис. 3 в), через отверстия решеток и т.п.

Рис. 2. Схема циркуляционного перемешивания:

1 – аппарат; 2 – насос; 3 – насадки; 4 – трубопровод

Рис. 3. Смесители для жидкостей:

1 – корпус; 2 – диафрагма; 3 – рассекатель; 4 – полки; 5 – винтовая вставка

4. Перемішування і змішування сипких матеріалів широко застосовуються на харчових підприємствах, наприклад змішують різні партії муки на хлібозаводах, сипкі компоненти - в кондитерському виробництві, перемішування цукру-піску або солоду при висушуванні їх і ін. Для цієї мети застосовують уст­ройства шнекового, лопатевого і барабанного типу. Для повы­шения ефективності перемішування внутрішні поверхні барабанів оборудуются насадкою у вигляді різних перегородок, полиць або гвинтової спіралі на поверхні стінки. Перемішування пластичних (напіврідких) матеріалів ши­роко застосовується в різних харчових виробництвах.

Наприклад, в хлібопекарському, кондитерському і макаронному производст­вах перемішують різні види тесту, в консервному - овочеві і м'ясні фарши, в молочному - сир і сиркові маси і т.д. Однорідні суміші з декількох компонентів (води, муки, дріжджів, цукру, солі, масла і ін.), що утворюються при цьому, розминаються, придбавають певні физико-механічні властивості, а в окремих випадках насищаються повітрям (тісто) або піддаються дії вакууму (фарши).

5. В різних галузях харчової технології за останні роки для інтенсифікації таких процесів, як сушка, адсорбція і ін., протікаючих з участю твердої фази, застосовується псев­доожижение, або так званий «киплячий шар». В «киплячому шарі», наприклад, висушують зерно, цукровий пісок, дріжджі, желатин і ін.

Суть псевдозрідження полягає в тому, що при про­дувании повітря з певною швидкістю через шар находя­щегося на гратах зернистого матеріалу останній переходить в зважений стан і придбаває властивості текучості; зовні такий шар нагадує киплячу рідину.

Залежно від швидкості повітря розрізняють наступні со­стояния шару (рис.4):

1) при невеликих швидкостях повітря він фільтрується через нерухомий шар; при цьому порозность ес шару (об'ємна частка вільного простору між частинками) залишається неизмен­ной і складає < 0,7;

2) із збільшенням швидкості повітря до такого значення, при якому підйомна сила потоку стане рівній масі шару частинок, шар придбаває текучість і переходить в псевдозріджений стан, а швидкість wн, відповідна цьому моменту, на­зывается швидкістю початку псевдозрідження. При цьому пороз­ность шару Ес > 0,7;

3) при більшій швидкості потоку, підйомна сила його стано­вится більше маси шару, частинки захоплюються потоком і начина­ют переміщатися разом з ним, тобто починається пневмотранспорт матеріалу; швидкість wу, відповідна цьому моменту, назы­вается швидкістю віднесення. Такого режиму не повинно бути при псевдозрідженні.

Гідравлічний опір шару зернистого матеріалу можна представити кривою псевдозрідження, що виражає зави­симость перепаду тиску Ар в шарі матеріалу від швидкості та повітря (газу). В нерухомому шарі (ділянка АВ) перепад тиску в шарі із збільшенням швидкості зростає ли­нейно. Потім у момент переходу щільного шару в псевдозріджений стан на кривій наголошується пік тиску, обусловлен­ный тим, що на подолання сил тертя між частинками затрачується частина енергії повітряного потоку. Крапка З характеризує швидкість шп, відповідну початку псевдозрідження. Горизонтальна ділянка СД зображає псевдозріджений стан, що характеризується рівністю підйомної сили і маси шару. Оскільки ця маса із збільшенням швидкості т не міняється, то залишається постійним і перепад тиску Ар в псевдозрідженому шарі. Відповідна крапці Д швидкість щ вы­ражает швидкість віднесення. При w > wy масова кількість частинок в шарі зменшується і Ар знижується (ділянка ДЕ).

До основних технологічних параметрів псевдозрідження відносять перепад тиску Ар в шарі, значення швидкостей wн і wy, а також ступінь однорідності частинок матеріалу. Величина Ар, визначаюча вибір воздуходувки, знаходиться з умови рівності сили гідродинамічного опору шару і маси Із зважених частинок.

.

Рис. 4. Движение газа в слое зернистого материала:

а – фильтрование; б – «кипящий» слой; в – унос частиц газом

Д/з [1] с. 70-80, [3] с. 96-103