Практичне заняття №1

Процеси і апарати харчових виробництв

Електронний підручник

Головна

Теоретичні відомості

Лабораторні та практичні роботи

Тести

Додатки

Список використаних джерел

Практичне заняття №1

Тема роботи: Проведення розрахунку продуктивності та поверхні осаду відстійника

Мета заняття: Освоїти методику розрахунку швидкості осідання кулеподібних часток та продуктивності і поверхні осаду відстійника.

Матеріали та обладнання

1. Інструктивна картка виконання практичного заняття №1.

2. Моделі, макети або схеми відстійників.

Література

Гулий У.С. та інші. Обладнання підприємств переробної і харчової промисловості. – Вінниця.:Нова книга, 2001. – с. 173-184.

Малежик І.Ф., Циганков П.С. Процеси і апарати харчових виробництв. – К.: НУХТ, 2003. – с. 68-75.

Поперечний А. М., Черевко О.І., Гаркуша В.Б., Кирпеченко Н.В., Ласкіна Н.А. Процеси і апарати харчових виробництв. – К.: Центр учбової літератури, 2007. – с. 72-77.

Шалугін В.С., Шмандій В.М. Процеси та апарати промислових технологій. Навчальний посібник. – К.: Центр учбової літератури, 2008. – с. 59-69.

Знати: призначення, класифікацію, будову та принцип роботи відстійників.

Вміти: проводити розрахунок швидкості осідання кулеподібних часток та продуктивності і поверхні осаду відстійника.

Короткі відомості з теоретичної частини роботи.

Рис. 1. Схеми апаратів для осадження

а – періодичної дії б – безперервної дії

Розділення суспензій, емульсій та газових дисперсних систем під дією гравітаційного поля проводять в апаратах, які називаються відстійниками. Розрізняють відстійники періодичної, напівбезперервної та безперервної дій.

Відстійник періодичної дії - це циліндричний резервуар 1 з конічним дном (рис.1, а). Суміш, яку мають розділяти, заливають в апарат і лишають. відстоюватись. Якщо густина частинок ρ_ч більша від густини середовища ρ_с, то частинки цілком або частково встигають осісти в нижній частині апарата, утворюючи концентрований осад, а у верхній частині апарата утворюється прояснений шар. Якщо ж ρ_ч < ρ_с, то частинки дисперсної фази спливають угору, утворюючи концентрований продукт на поверхні освітленого шару. У першому випадку через сифонну трубу 2 зливають освітлений шар, а потім вивантажують осад через нижній штуцер. У другому спочатку знімають верхню частину, а потім зливають освітлену рідину. Після промивання відстійника процес знову повторюється.

На рис. 1,б зображено схему одноярусного відстійника безперервної дії з механізованим виділенням осаду. Він являє собою циліндричний резервуар 1 з конічним дном і кільцевим лотком - водозливом 2 для відведення освітленої рідини. У центрі апарата встановлено вал 3 з гребками, який повільно обертається (близько 10 обертів за 1 год.). Гребки призначені для просування осаду по днищу від периферії до вихідного патрубка 5 у центрі апарата. Суспензія підводиться в апарат по центральній трубі 4.

Для збільшення поверхні осадження і економії площі приміщень відстійники роблять багатоярусними. Вони складаються з декількох (4-5) одноярусних відстійників, які розташовані один над другим і працюють, як правило, паралельно.

П'ятиярусний відстійник, який застосовують на цукрових заводах для згущення сатураційних соків, схематично зображено на рис.2.

Рис. 2. Схема багатоярусного відстійника безперервної дії

Сатураційний сік через патрубок 2 подають у верхній підготовчий ярус для відділення від газу та піни, після чого він розподіляється по п'яти ярусах крізь відповідні отвори в порожнистому валу 3, що обертається з частотою 0,15...0,2 хв. Піна за допомогою лопаті 4 відводиться через патрубок 5.

Освітлена рідина і згущена суспензія за принципом сполучених посудин надходять з кожного ярусу відповідно в приймачі 6, звідки відводяться далі у виробництво.

На рис. 3. показано схему циліндричного відстійника безперервної дії з конічними перегородками. Суспензія, що надходить в апарат, розподіляється по каналах між конусами. Тверді частинки осідають на поверхні конусів.

Аналіз рівняння за визначенням швидкості осадження (7) показує, що для прискорення (інтенсифікації) процесу осадження бажане зменшення в'язкості середовища μ та збільшення розміру частинок d і рушійної сили - різниці густин частинок та середовища (ρ_ч – ρ_с). Для зменшення в'язкості гетерогенні системи перед осіданням (чи відстоюванням) часто нагрівають до температур допустимих технологічними умовами. Для збільшення розміру частинок використовують їх коагуляцію, тобто об'єднання декількох частинок в одну за рахунок введення в гетерогенну систему коагулянтів (желатин, пектин, бентоніт, електроліти). Використовують також і такий метод агрегатування дрібних частинок, як флокуляція.

Рис.3. Схема циліндричного відстійника безперервної дії з конічними перегородками

Порядок виконання

Завдання 1. Зобразити схему відстійника, за вказівкою викладача (періодичної, напівбезперервної чи безперервної дії) підписати назви основних складових їх частин та описати його будову і принцип дії.

Завдання 2. Провести розрахунок по визначенню швидкості осідання кулеподібних часток та продуктивності і поверхні осаду відстійника.

Таблиця1.

Вихідні дані

№ варіанту
Діаметр часток d, мкм
Густина твердої фази,
Густина рідкої фази,
Динамічна в’язкість рідин, , Па
Довжина відстійника,
Ширина відстійника,