УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ЭМУЛЬГАТОРЫ.

Используют гравитационный эффект. Образуются при соударении с колеблющимся корпусом и пластиной. Для получения эффекта применяют газонаполненный компонент. За счет очагов завихрения и пузырьков воздуха происходит диспергирование одной фазы другой.

Формование в пищевой промышленности.

Формование – это механическая обработка полуфабрикатов внешним силовым воздействием с целью придания ему требуемой формы, размеров, плотности и прочности.

В результате формования получаем изделия с определенными товарными свойствами.

Изделия могут быть:

- промежуточными (идут на следующую технологическую операцию);

- конечными (готовые, поступающие на реализацию).

Формование – ведущее звено в технологическом процессе получения изделия. От его эффективности зависит качество конечного продукта и реализация.

Способы формования:

1. Общий:

- выпрессовывание;

- прокатка;

- штампование;

- отсадка;

2. Специальный:

- центробежные;

- вакуумные;

- бесконтактные;

- закатка;

- формование резанием.

90% оборудования, применяемого в специальных способах формования, приняты от общих способов.

Наиболее распространенный способ – отливка (текучие, горячие расплавы помадных, желеобразных, молочных и шоколадных конфет).

Выпрессовыванием формуются начинки шоколадных конфет, карамели.

Прокаткой формуют изделия более плотной консистенции (печенье, коржи для тортов и т.д.).

Отсадкой формуют торты, зефиры, леденцы.

Штамповкой – ирис, карамель.

Классификация формовочных машин.

Сложность технологического процесса формования – в разнообразии сырья, рецептурного состава, многокомпонентности и изменении свойств в процессе формования.

Поэтому выбор способа и режима формования должен гарантировать качество изделия.

Признаки классификации:

1. По наличию принудительного нагнетания:

- с нагнетателем;

- без нагнетателя.

2. По типу нагнетающих устройств:

- поршневые (одно- и много-);

- шестеренные;

- валковые;

- пластинчатые;

- шнековые;

- комбинированные.

3. В зависимости от количества нагнетающих устройств:

- с одним;

- с несколькими одного типа;

- с несколькими различного типа.

4. По способу определения продукта:

- с режущим инструментом;

- с золотниковым отсекателем;

- с разрывом жгута.

Характеристики формовочных машин.

Главная характеристика – зависимость между объемным расходом и давлением нагнетания.

По этой зависимости существуют 3 группы связей:

1. жесткая связь между объемным расходом и давлением (для поршневых, шестеренных, пластинчатых нагнетателей – в них нагнетающая масса находится в замкнутом объеме);

2. мягкая связь между объемным расходом и давлением (имеет место в одношнековых, двухшнековых, с не зацепляющими шнеками в нагнетателях и в валковых нагнетателях; для мягкой связи эта характеристика является напорно-расходной);

3. переменная связь (в отсадочных машинах, где давление снижается на продукт в предматричной камере).

Физическая основа формования.

Для выбора типа оборудования необходимо знать физическую сущность процесса в рабочей зоне.

Для расчета параметров рабочего органа в формовочной машине необходимо иметь технологические свойства перерабатываемой массы и характеристики готовой продукции.

Основное положение при этом – определение понятия «переработки массы, как жидкости, так и твердого тела».

Формование жидкости происходит соединением агрегатного состояния. При этом не используется внешнее силовое воздействие (в основном формуются сыпучие материалы и тесто).

Для выбора типа оборудования необходимо знать физико-механические свойства формуемой массы.

Сыпучие материалы.

Основная характеристика – дисперсность. Она определяется гранулометрическим составом на основании гистограммы содержания твердой фазы с определенным размером в данной смеси сыпучего материала.

Сыпучий материал характеризуется эквивалентным размером:

dэкв = xi di

По эквивалентному диаметру сыпучий материал подразделяется на:

- пылевидные (размер частиц менее 0,05мм);

- порошкообразные (0,05-0,5мм);

- мелкозернистые (более 0,5мм, менее 2мм);

- крупнозернистые (2-10мм);

- кусковые (более 10мм).

Физические свойства сыпучих материалов:

1. Гигроскопичность – способность поглощать влагу. Это важно, поскольку вода не прессуется и не сжимается, поэтому материалы перед формованием подсушивают.

2. Насыпная плотность и удельный вес.

Насыпная плотность – вес единицы объема сыпучего материала, упакованной под действием силы тяжести.

Удельный вес – вес монокристалла единицы объема.

Обратная величина этих характеристик – удельные объемы.

3. Порозность – отношение объема пор к общему занимаемому объему смеси:

;

4. Удельный вес или плотность монокристалла:

Механические свойства сыпучих материалов:

1. Сыпучесть – способность материала вытекать через отверстие определенного диаметра. Зависит от внешнего и внутреннего трения, эквивалентного диаметра, угла обрушения и слеживаемости. Диаметр истечения должен быть более 4 максимальных диаметров.

2. Аутогезия:

- адгезия (способность частиц налипать на стенки сосуда);

- когезия (способность частиц образовывать монолиты (спекаться));

- агрегация (самопроизвольное укрупнение частиц);

- слеживаемость (способность образовывать своды);

- предельное и начальное сопротивление сдвигу (деформация, искажение частиц относительно друг другу – описывается законом Кулона); , где коэффициент внутреннего трения; коэффициент Кулона, определяет начальное сопротивление сдвигу;

Если движение между частицами отсутствует, то

Для идеальных тел при , ,

3. Прессуемость – способность сыпучих материалов при приложении внешней нагрузки в замкнутом объеме образовывать монолит, который сохраняет свои свойства при снятии внешней нагрузки.

1-пуансон , 2-шашка, 3-матрица прессования;

,где

удельное давление; площадь сечения матрицы ; усилие прессования.

Существуют 3 стадии прессования:

1 – идет сближение частиц сыпучего материала и выдавливание воздуха из межпорного пространства;

2 – происходит частичное разрушение частиц и их спекание в точках соприкосновения;

3 – сближение частиц до расстояний, близких к кристаллической решетке.

Если снять нагрузку до PI, то на этой стадии происходит распадение монолита на конгломераты. Прессовать надо всегда давлением > PI.

Прессуемость характеризуется влияния сил трения между частицами, влажностью, коэффициентом формы частиц (порозностью).

Существуют пресса:

1) Гидравлические:

- с нижним давлением (когда рабочий цилиндр расположен внизу);

- с верхним давлением (*цилиндр двухстороннего действия; *дополнительный цилиндр подъема траверсы);

- с индивидуальным приводом (насосная станция);

- с групповым приводом (насосно-аккумуляторная станция).

- колонные;

- рамные.

Прессование может быть:

А) односторонним (если H/d<2);

Б) двухсторонним (если H/d>2).

2) Механические:

Принцип работы: кривошипно-шатунном механизм.

На механических прессах прессуют только таблетки (H/d<0,5).

p = f (Р)

p = P/V [кг/куб м]

P = mg

Если h/d<1, таблетка.

Если h/d>1, шашка.

ho - высота выступающей части пуансона в случае, когда нет прессуемого порошка.

ho - h1 = hнас - высота насыпного материала.

Плотность при увеличении условий прессования возрастает до предельного значения р уд - это р монокристалла или удельный вес.

На каждое удельное давление усиливается высота шашки. При любом максимальном удельном давлении прессования плотность не превышает удельный вес.

цилиндрическая форма;

размеры hi, d = const;

ri = f(p)

i = f(ri) - функция плотности изделий.

Шашка разрушается на разрывной машине, которая дает усилие разрушения (Нразр).

Hразр./ d^2/4 = i - прочность шашки.

На линейном участке шашка не приобретает достаточной прочности. При снятии внешней нагрузки шашка рассыпается.