Механічні процесси та апарати

Тема: Механічні процеси та апарати.

Мета: ознайомити студентів з основними механічними процесами.

Вид лекції: лекція з елементами бесіди.

План

1. Характеристика процесу подрібнювання.

2. Характеристика різальних машин.

3. Характеристика процесів пресування та змішування.

Подрібнюванням називають - процес поділу твердого (або умов­но твердого) тіла на частинки, який здійснюється шляхом ме­ханічного впливу.

Для того щоб зменшити розміри твердої сировини, необхідно здійснити роботу і подолати сили взаємного притягання молекул. У наслідок прикладання зовнішньої сили тіло руйнується, причому су­марна площа поверхонь, які при цьому утворюються, значно пере­вищує поверхню вихідного матеріалу. Це створює передумови для інтенсифікації теплових, дифузійних та біохімічних процесів, у яких бере участь тверда фаза.

Процеси подрібнювання різного роду сировини та матеріалів широко застосовуються в різних галузях харчової промисловості. Подрібнюють зерно, солод, сіль, цукор, сухарі, горіхи какао-боби, , какао-крупку, олійне насіння, картоплю та інші овочі, фрукти, м'ясо, цукеркові та тістові маси тощо. В ресторанному господарстві цей процес застосовується при виготовленні різноманітних страв, наданні продукту необхідної консистенції, порціонуванні та нарізуванні про­дуктів тощо.

Значна частина харчових продуктів (м'ясо, хліб, овочі, риба то­що) при подрібнюванні легко піддається деформації і має велику во­логість. Ці продукти віднесені до умовно твердих.

Подрібнювання є одним з найбільш енергоємних процесів. Тому з техніко-економічної точки зору слід завжди керуватися принци­пом; "Не подрібнювати". Це означає, що, по-перше, не слід подрібнювати матеріал до менших, ніж необхідно, розмірів і, по-друге, треба відбирати до початку подрібнювання частинки ма­теріалу дрібніші за ті, що повинні бути одержані на даній стадії подрібнювання.

Різальні машини Процеси різання застосовують у консервному, цукробуряковому, м'ясопереробному, хлібопекарному, кондитерському та інших вироб­ництвах. Різання надає сировині певної форми, розмірів та необхідної якості поверхні.

Залежно від форми і конструкції різального інструменту різальні машини поділяють на три групи:1) з дисковими ножами; 2) з фігурними ножами(серпоподібними, прямокутними та ін.); 3) з комбінованими ножами, які розрізують продукт у двох взаємно перпендикулярних напрямках.

Ножам у різальних машинах надають обертового, поступального, поворотно-поступального, планетарного і вібруючого руху. Є різальні машини, в яких ножі нерухомі.

Залежно від напрямку відносного переміщення ножа і продук­ту подрібнювання поділяється на рубку та різку. Під час рубки різальний інструмент переміщується відносно продукту перпендику­лярно ріжучому пругу (лезу), під час різки - під гострим кутом до ріжучого пруга. Звісно, під час різки на відміну від рубки для здійснення процесу потрібні менші зусилля за кращої якості поверхні розрізу.

Найбільшого поширення в харчовій промисловості набули дис­кові і відцентрові різальні машини, а також вовчки та кутери; вони мають декілька різновидів.

Пресуванням називається - процес механічного оброблення продук­ту, коли його піддають зовнішньому тиску в спеціальних апаратах -пресах. Вій має три основні мети:

1) відділення рідини з твердих матеріалів (віджимання);

2) надання пластичним матеріалам означеної форми (формуван­ня, штампування, екструзія);

3) ущільнювання матеріалів для підвищення їх міцності і покра­щення транспортування (брикетування, таблетування і грануляція).

Віджимання рідини за допомогою тиску використовується в таких випадках:

І) коли рідина набагато цінніша ніж твердий залишок;

2) коли твердий залишок є цінним продуктом, а наявність у ньо­му рідини погіршує умови зберігання, транспортування і подальшого використання.

3) коли цінною є і рідина, і твердий залишок.

Прикладом першого призначення є віджимання соку з цукрової тростини, виділення соків із ягід і плодів у виноробстві і консервно­му виробництві, виділення олії з насіння соняшника у виробництві олій, віджимання жиру із м'ясної шкварки в м'ясному виробництві. Приклади другого призначення - віджимання води з пір'я після мит­тя, води з бурякового жому, вмісту кишок у м'ясопереробній проми­словості, сироватки від сирної маси у виробництві сиру. Приклад третього призначення - розділення какао тертого на два продукти: какао-масло і какао-жом у кондитерському виробництві.

Штампувальні преси використовуються в кондитерській проми­словості і у виробництві печива.  При цьому на поверхню виробу досить часто наносять малюнок. Матеріал, що формується (тісто) 1, із лотка 2 підбирається приймальним барабаном 3. Потім на нього впливає штампувальний барабан 4, на якому нанесено штамп малюнка. Матеріал 7, на який нанесено малюнок, подається відвідним барабаном 5 на лоток б для готового продукту.

Екструзія - продавлювання тістоподібної маси через матрицю під тиском і за високої температури. Продукти, які одержують за допомогою цього процесу, мають підвищені харчові властивості, меншу густину, більшу гігроскопічність і крихкість, краще за­своюються організмом людини. Це - кукурудзяні палички, сухі сніданки, фігурні круп'яні вироби, харчові концентрати швидкого приготування.

Процес пресування сипких матеріалів (бри­кетування) широко ви­користовується під час виробництва Цукру-рафінаду, багатьох хар­чових концентратів, ві­тамінів, комбікормів. Його головна мета - зв'язати частини зерни­стих сипких матеріалів у певну форму - табле­ток, округлих гранул, кубиків, паралелепіпедів, брикетів І т. ін. Це, в свою чергу, дозволяє збільшити якість і тривалість використання продукту, зменшити витрати, покращити транспортування тощо. Різновидністю брикетування є таблетування й грануляція. Таб­летки і гранули мають менші розміри у порівнянні з брикетами.

Процес змішування сипких продуктів

Змішуванням називається механічний процес рівномірного розпо­ділення компонентів речовин у змішуваному об'ємі. Процес змішу­вання полягає у взаємному переміщенні частинок окремих компо­нентів суміші. Ці переміщення приводять до перерозподілу частинок різних компонентів.     Деякою мірою процес змішування подібний до процесу молекулярної дифузії, проте якщо процес дифузії йде само-довільно, то в процесі змішування взаємне переміщування частинок здійснюється за рахунок підводу до них механічної енергії спеціальними пристроями. На процес змішування впливають співвідношення густин змішуваних компонентів, розміри й форма їх­ніх частинок, інші фізичні властивості. Процес складання сумішей із сухих сипких компонентів часто використовується в харчових ви­робництвах

Сортуванням називається - процес розділення матеріалів по групах (класах) відповідно до їх розмірів, форми та інших властивостей. Інколи цей термін замінюють словами класифікація або сепарація.

При цьому переслідують в основному дві мети:

1) одержання фракцій певної крупності або густини;

2) виділення з матеріалів забруднюючих їх домішок (пилу, піску, каменів, металевих предметів та ін.)

Процес сортування широко використовується в зернопереробній промисловості, на хлібозаводах, кондитерських, консервних, харчоконцентратних та інших підприємствах.

У харчовій промисловості використовуються такі способи сорту­вання: за розміром, формою, густиною, магнітними та електроста­тичними властивостями частинок. Сортування за розміром частинок називається просіюванням або грохоченням; а машини, які викори­стовуються для цього процесу, - розсівами або грохотами. Термін "грохочення" і "грохот" використовують при розділенні крупнозернистих і шматкових матеріалів, "розсів" і "сита" — при розділенні дрібнозернистих сипких матеріалів.

  Питання для самоперевірки

Дати відповіді на запитання та прикріпити файл

1. Які процеси являються механічними і чому?

2.  Процес подрібнення, процес різання в чому різниця процесів.

3. Дати характеристику процесам пресування та віджимання, де ці процеси використовуються.