- •1. Основні положення та наукові основи курсу
- •2. Класифікація процесів та їх призначення
- •3. Основи раціональної побудови апаратів
- •1. Основні закономірності технологічних процесів
- •Закон збереження енергії
- •Де ра ,рв ,рс,рд ,ре – маса компонентів а,в,с,д,е.
- •Рівноважні та не рівноважні системи
- •2. Класифікація процесів та їх призначення
- •Під апаратом розуміють любий устрій, в якому протікає технологічний процес.
- •3. Основи раціональної побудови апаратів
- •Контрольні запитання:
- •2. Гідромеханічні та механічні процеси
- •2.1. Процеси подрібнення
- •1. Сутність і призначення процесу подрібнення
- •2. Основні способи подрібнення
- •Класифікація дроблення і помелу
- •Способи подрібнення
- •3. Апаратне забезпечення процесу подрібнення
- •( Дискового дезінтегратора)
- •Контрольні запитання:
- •2.2.Процеси сортування
- •1. Призначення та методи
- •2. Характеристика апаратів для сортування
- •П роцес триєрування виконується за допомогою триєрів, робочим органом яких є металевий циліндр, в якому виштампувано або висвердлено чашечки (рис.4).
- •Контрольні запитання:
- •2.3. Процеси пресування
- •1. Сутність і призначення пресування
- •2. Характеристика процесів пресування, апарати для пресування
- •3. Фактори, що впливають на процес пресування
- •Контрольні запитання:
- •2.4. Процеси перемішування
- •1.Суть процесу перемішування та його застосування
- •2. Способи перемішування, їх характеристика та апарати для перемішування
- •Р ис.1.Основні типи механічних мішалок:
- •- Однолопатева; 2 - багатолопатева; 3 - пропелерна; 4 - якірна;
- •Піноутворення та збивання заключаються в диспергуванні газів в рідині.
- •Р ис. 7. Схема збивального апарата
- •Перемішування пластичних мас
- •Р ис.9. Перемішувальні устрої для пластичних матеріалів
- •Потокове перемішування
- •Змішувачів
- •Р ис.15. Схема пристроїв для перемішування в потоці:
- •Контрольні запитання:
- •2.5. Процеси розділення неоднорідних систем
- •1. Характеристика дисперсних систем, їх класифікація
- •Класифікація дисперсних систем за ступенем дисперсності
- •2. Значення гідромеханічних процесів поділу дисперсних систем для охорони довкілля
- •Контрольні запитання:
- •2.6. Процеси осідання і фільтрування
- •1. Загальні відомості про процес осадження, апарати для осадження
- •2. Загальні відомості, класифікація фільтраційних процесів, апарати для фільтрування
- •Схеми затримання частинок осаду фільтрувальним шаром
- •Способи очищення газів
- •Контрольні запитання:
- •3. Теплові і масообмінні процеси
- •3.1. Загальні відомості про теплові процеси
- •1. Завдання, призначення та способи теплової обробки харчових продуктів.
- •2. Джерела теплової енергії та теплоносії.
- •3. Види теплообміну та їх характеристика.
- •П ередача тепла теплопровідністю крізь стінку
- •4. Основні типи теплообмінних апаратів
- •Схеми теплообмінних апаратів
- •Контрольні запитання:
- •3.2. Суть і способи нагрівання харчових продуктів
- •2. Поверхневе нагрівання
- •1. Вплив теплової обробки на якість кулінарної продукції
- •2. Поверхневе нагрівання
- •Нагрівання водяною парою
- •Нагрівання топковими газами
- •Нагрівання гарячими рідинами
- •Нагрівання електричним струмом
- •3 . Електрофізичні методи обробки харчових продуктів
- •Контрольні запитання:
- •3.3. Суть процесу варіння і його апаратурне оформлення
- •2. Зовнішній теплообмін при варінні продуктів
- •1. Класифікація процесів варіння
- •2. Зовнішній теплообмін при варінні продуктів
- •Динаміка коефіцієнта тепловіддачі під час варіння біфштекса січеного парою
- •Середньоінтегральні значення коефіцієнта тепловіддачі середовища до продукту при варінні різними способами
- •3. Теплофізичні закономірності процесу варіння
- •Розподіл вологи в біфштексі січеному під час варіння парою при атмосферному тискові
- •Поля температур по товщині біфштекса січеного під час варіння парою через 3(1), 6(2), 9 (3), 12 (4), 15 (5) хвилин від початку процесу
- •4. Фактори, що впливають на процес варіння
- •5.Основні типи варильних апаратів
- •Контрольні запитання:
- •2.Основи тепло – і масообміну під час смаження
- •3.Характеристика апаратів для смаження
- •4. Недоліки процесу смаження
- •Контрольні запитання:
- •Класифікація процесів смаження за технологічним принципом
- •3.5. Загальні відомості про масообмінні процеси
- •1. Основи масопередачі
- •2. Загальні ознаки масообміних процесів
- •Контрольні запитання:
- •3.6. Процеси випарювання і конденсації
- •1.Випарювання. Загальна характеристика процесу
- •С хеми багатокорпусних випарних установок
- •Принципова схема вакуум-випарної установки
- •2. Конденсація. Загальна характеристика процесу
- •Поверхневі конденсатори
- •Елементарний конденсатор холодильної установки
- •Конденсатори змішування
- •Барометричний конденсатор з протиточним рухом води і пару
- •Барометричний конденсатор з протиточним рухом води і пару Контрольні запитання:
- •3.7. Процес сушіння
- •1. Загальні відомості
- •Принципова схема сушки
- •2. Властивості матеріалів, кінетика процесу сушіння
- •3. Види і способи сушіння
- •4. Устаткування для процесу сушіння
- •Контрольні запитання:
- •3.8. Сорбційні процеси
- •1. Загальні відомості
- •2. Процес абсорбції
- •3. Процес адсорбції
- •С хема насадкового абсорбера Схема механічного абсорбера
- •Контрольні запитання:
- •3.9. Процеси перегонки і ректифікації
- •Сутність процесу та види перегонки
- •2. Апарати для перегонки та ректифікації
- •Простий кубовий апарат
- •3.10. Процеси екстракції
- •1.Суть процесу екстракції.
- •2. Фактори, що впливають на процеси екстракції.
- •3. Апарати для проведення процесу екстракції.
- •Контрольні запитання:
- •3.11. Процеси кристалізації і розчинення
- •1. Загальні відомості про процес кристалізації
- •Фізичні основи кристалізації із розчинів
- •Ріст кристалів
- •2. Апарати для проведення кристалізації
- •3. Фактори, що впливають на хід процесу кристалізації
- •4. Загальні відомості про процес розчинення
- •Контрольні запитання:
- •1.Призначення процесів охолодження і заморожування у громадському харчуванні. Охолодження як спосіб консервування кулінарної продукції
- •2.Закономірність процесів охолодження та заморожування
- •3.Суть та способи одержання холоду
- •4.Безмашинне охолодження
- •5.Машинне охолодження
- •6.Апарати для охолодження
- •С хема фризера періодичної дії
- •Патрубок для входу холодоагенту; 2 - оболонка; 3 - корпус апарата;
- •Контрольні запитання:
- •Використана література
- •Рецензія на навчальний посібник з дисципліни “Процеси і апарати харчових виробництв” для спеціальності 5. 05170101 “Виробництво харчової продукції”
3.5. Загальні відомості про масообмінні процеси
1. Основи масопередачі
2. Загальні ознаки масообміних процесів
1. Основи масопередачі
Масообмінні процеси в технології громадського харчування знаходять застосування при насиченні води, напоїв, соків, пива, вина, шампанського вуглекислим газом (абсорбція).
Процеси перерозподілу маси між фазами і всередині фаз, спричинені намаганням системи прийти у стан фізико-хімічної рівноваги, називають масообмінними або дифузійними процесами.
Рушійною силою масообмінних процесів є різниця хімічних потенціалів. Це поняття введене термодинамікою — наукою, що вивчає умови рівноваги систем,
Рівність тисків, температур і хімічних потенціалів у всіх точках системи – це умова рівноваги. Рівновага порушується у зв’язку з виникненням нерівномірних полів цих величин. Різниці тисків, температур, хімічних потенціалів у різних точках системи (рушійні сили) породжують відповідно гідромеханічні, теплообмінні та масообміні процеси. В результаті процесу масообміну субстанція (кількість руху, теплота, маса) переноситься в межі менших значень указаних інтенсивних параметрів, що сприяє вирівнюванню їхніх полів, аж до настання рівноваги. Через складність визначення хімічних потенціалів рушійну силу масообмінних процесів звичайно виражають наближено як різницю концентрацій г-го компонента.
Масообмінні процеси дуже поширені в харчовій промисловості, де вони створюють основу багатьох технологічних процесів. Розрізняють масообмінні процеси:
а) у системі газ (пара) — рідина: абсорбція, ректифікація;
б) у системі газ (пара) — тверде тіло: сушіння, адсорбція газів;
в) у системі рідина — тверде тіло: екстрагування з твердих тіл, кристалізація, розчинення;
г) у системі рідина — рідина: рідинна екстракція.
2. Загальні ознаки масообміних процесів
Масообмінними називаються процеси, які характеризуються переходом речовин з однієї фази в іншу.
Загальні ознаки масообмінних процесів:
- у масообмінних процесах беруть участь як мінімум дві фази: рідка і парова, рідка і газоподібна, тверда і парогазова, тверда і рідка, дві рідкі;
- масообмін у гомогенних і гетерогенних системах призводить до розділення цих систем;
- перехід однієї фази а іншу відбувається завдяки дифузій, тому масообмінні процеси ще називають дифузійними;
- рушійною силою процесу є різниця концентрації компонента, що дифундує; процес відбувається у напрямку фази, яка мас менших концентрацію компонента;
- перенесення речовини з однієї фази в іншу відбувається через межу розділу фаз, на якій стан фаз с урівноваженим;
- перехід речовини з однієї фази в іншу завершується із досягненням стану рівноваги; обмін молекул через межу розділу при цьому не припиняється, але концентрація компонентів не змінюється;
- масообмінні процеси є зворотними.
До основних видів масообмінних процесів належать: абсорбція. адсорбція, екстракція, ректифікація, сушіння, кристалізація, розчинення.
1. Абсорбція – поглинання пари чи газу рідиною. При цьому відбувається перехід речовини з газової чи парової фази в рідку фазу. Зворотній процес, тобто виділення газу з рідини, називається десорбцією.
2. Адсорбція - процес поглинання поверхнею твердого тіла того чи іншого компонента з газу чи рідини. При адсорбціїречовина з парової газової чи рідкої фази переходить у тверду фазу. Зворотний процес, тобто перехід поглиненого газоподібного чи рідкого компонента з поверхні твердого тіла, називається також десорбцією.
3. Екстракція {екстрагування) вибіркове добування речовини і рідини чи твердого пористого тіла рідиною. При цьому речовина з рідкої чи твердої фази переходить у рідку фазу.
4. Ректифікація - розділення гомогенних рідких сумішей шляхом багаторазового взаємного обміну компонентами рідкої і парової фаз. У
процесі ректифікації речовини з рідкої фази переходять у парову фазу, і навпаки.
5.Сушіння - видалення вологи з твердих, пластичних і рідких матеріалів шляхом її випаровування. При цьому волога з матеріалів переходить у парову чи газоподібну фазу.
6.Кристалізація - виділення твердої фази з розчинів. Речовина переходить з рідкої фази у тверду фазу. До кристалізації відносяться також перетворення рідких розплавів у тверді кристалічні речовини.
7.Розчинення – перехід твердої фази в рідку. Фактично цей процес може бути названий зворотним процесом кристалізації.
У громадському харчуванні частину масообмінних процесів проводять з метою приготування тих чи інших продуктів. Такими процесами є: розчинення, кристалізація, сушіння, екстракція і, в окремих випадках, ректифікація. Інші масообмінні процеси є супутніми. Сорбційні процеси, екстракція, розчинення, сушіння супроводжують варіння і смаження. Кристалізація супроводжує процесам, що пов’язані з охолодженням і заморожуванням кулінарних виробів.
Масообмінні процеси здійснюються за рахунок дифузій Сутність процесу дифузій полягає в мимовільному вирівнюванні концентрації компонентів, що містяться в системі. Якщо із посуду, де розмішені у різних камерах розчин і вода, вийняти перегородку, розчинена речовина буде поступово поширюватися по всьому об’єму посуди згодом концентрація його стане однаково рівноважною у всіх його частинах.