Ванны-смесителя на качество смешивания

В результате проведенных экспериментов, а также анализа исследований ряда ученых по оценке влияния параметров смеси на качество перемешивания было выявлено, что при перемешивании большое значение имеют соотношения показателей их плотностей и объемов. Чем это соотношение ближе к единице, тем быстрее и легче происходит процесс. Чем больше выровнены размеры компонентов смеси, тем быстрее получается заданная степень однородности смеси. Значительное различие в размерах и плотности способствует сегрегации частиц. Опыты выполнялись на конкретной смеси, компоненты по своим физико-механическим свойствам имели примерно равные показатели: dtс = 5,0...45,0 мкм,dcл = 2,0... 12,0 мкм; тtс= 20...85г, ρtс=850...950 кг/м ,ρ =940...990 кг/м . Это значит, что их соотношения dtс/dcл;mtс/mсл;ρtc/ρсл близки к 1, что способствовало улучшению качества смешивания.

В ходе предварительных однофакторных экспериментов нами определено, что физико-механические свойства компонентов конкретной смеси оказывали незначительное влияние на качество смешивания. Поэтому вышеперечисленные показатели в дальнейших экспериментальных исследованиях не принимались во внимание, в частности при комплексной оценке влияния факторов на показатели оптимизации.

Для подтверждения теоретических исследований по определению

параметров и режимов работы установки были проведены экспериментальные исследования.

Экспериментальное исследование зависимости коэффициента вариации от частоты вращения мешалки ванны-смесителя проводилось при изменении коэффициента заполнения установки от 0,4 до 0,7, время смешивания не изменялось t = 3 мин, Dm/Lm= 0,6.

Частота вращения мешалки изменялась по следующим значениям:

t=12,14,16,18,20мин . Выбор пределов частоты вращения смесителя определялся поисковыми экспериментами, а также из анализа исследований ряда ученых, в которых отмечается, что дальнейшее уменьшение или увеличение частоты вращения от указанных пределов {п= 12... 20 мин"') нарушает ход технологического процесса смешивания. При уменьшении частоты вращения не обеспечивается необходимое качество смешивания (согласно требованиям V = 8... 10 %), увеличение же частоты вращения более 20 мин'' приводит к разрушению сырного сгустка и получаемый продукт теряет привычную для сыра.

Результаты экспериментальных исследований по изучению влияния частоты вращения мешалки на качество смешивания представлены в виде графических зависимостей (рис.4.1). Анализ графических зависимостей коэффициента вариации от частоты вращения при различных коэффициентах заполнения показывает, что сувеличением частоты вращения коэффициент вариации уменьшается, а при частоте вращения 14...20 мин"' достигает допустимых в пищевой промышленности величин.

В ходе проведения лабораторных экспериментов было установлено

влияние коэффициента заполнения ванны на качество смешивания.

Графические зависимости влияния коэффициента заполнения на коэффициент вариации представлены на рис. 4.2. Анализируя полученные - данные и графические зависимости, можно сделать вывод, что при коэффициенте заполнения (р = 0,4...0,6 достигается необходимое качество смешивания. При увеличении коэффициента заполнения до 0,7 коэффициент вариации растет, что влечет за собой снижение качества смешивания. Это связано с тем, что с увеличением коэффициента заполнения площадь распределения компонентов смеси по всему объему смесителя уменьшается, и процесс смешивания затрудняется.

Для исследования влияния время смешивания на качество смеси опыты

выполнялись при различных значениях частоты вращения (рис. 4.3) и при различных коэффициентах заполнения ванны (рис. 4.4).

При анализе графических зависимостей (рис. 4.3) коэффициента вариации от времени смешивания при различных значениях частоты вращения было установлено, что с увеличением частоты вращения от 12...20 мин  время смешивания уменьшается. Причем существенное влияние оказывают частоты вращения от 14 до 18 мин  на участке времени от 2 до 4 мин. Через 2 мин после начала смешивания коэффициент вариации при

частоте вращении п= 14 мин'' достигал допустимого v= 8... 10%, при

увеличении длительности процесса до 4 мин снижался до 7 % и при

дальнейшем продолжении смешивания менялся с незначительными

колебаниями.

Оценка коэффициента вариации, получаемого на всех рассматриваемых режимах, показала, что частота вращения от 14 до 18 мин'' мешалки оказывает существенное влияние на качество получаемой смеси. При увеличении частоты вращения до 20 мин  процесс смешивание имеет обратный характер.

Анализ графических зависимостей (рис, 4.4) показывает, что с ростом

коэффициента заполнения увеличивается время смешивания, наилучшее время смешивания наблюдается при значениях коэффициента заполнения φ= 0,4...0,6. При дальнейшем увеличении коэффициента труднее достичь нужного качества смешивания. Выбранные факторы лимитировались с одной стороны качеством смешивания, а другой стороны разрушением сырного сгустка.

Таким образом, в результате сопоставления полученных данных, можно сделать вывод, частота вращения мешалки ванны, коэффициент ее заполненияи время смешивания должны находиться соответственно в следуюших пределах: п = 14... 18 мин ; φ = 0,4...0,6; t = 2...4 мин.