Осаждение (отстаивание)

Разделение неоднородных систем

Перемешивание

Перемешивание – процесс, при котором достигается беспорядочное распределение двух или более разнородных материалов с различными свойствами.

Перемешивание ингредиентов можно осуществлять разными способами. Ингредиенты помещаются в емкость, которая вращается или опрокидывается, в результате чего и происходит перемешивание. Перемешивание может осуществляться в емкости лопастями самой различной конструкции.

Смесь ингредиентов может перекачиваться через решетку с отверстиями, клапаны, штуцера или другие устройства, в которых осуществляется перемешивание. Во всех случаях процесс может быть периодическим или непрерывным.

Обычно эффективность перемешивания, то есть степень гетерогенности смеси ингредиентов, оценивают субъективно. Простейший метод оценки гетерогенности заключается в отборе некоторого числа образцов и визуальном определении степени перемешивания (гетерогенности).

Более точные результаты дает оценка образцов, масса которых постоянна. В каждом образце определяют массу каждого компонента путем сортировки по размеру, плотности или по другим свойствам.

От полноты смешивания существенно зависит качество готового продукта. При этом следует выделить два обстоятельства.

Во-первых, качество большинства пищевых продуктов определяется однородностью их состава по всему объему продукта. Действительно, хорошо вымешанный колбасный фарш со шпиком позволяет получить колбасу с хорошим рисунком на разрезе; это же относится ко многим хлебобулочным и кондитерским изделиям, когда равномерное распределение добавок, например, орехов или изюма, во многом определяет внешний вид изделия.

Во-вторых, тщательное перемешивание обеспечивает одинаковое протекание физико-химических процессов по объему продукта и нередко является условием быстрого и правильного протекания процесса. Особенно это играет роль в процессах посола при изготовлении колбасных изделий, сыров, при внесении бактериальных заквасок, при изготовлении молочных продуктов и других процессов.

Как уже выше отмечалось, каждая неоднородная система состоит из двух фаз (сред) - дисперсионной (внешней, сплошной) и дисперсной (внутренней, мелкораздробленной).

Между этими фазами имеется поверхность раздела - этим неоднородные системы (как смеси) отличаются от растворов, которые не имеют поверхности раздела между компонентами.

Методы разделения выбирают в зависимости от характера составных частей системы и состояния фаз.

Разделение жидкостей от жидкостей осуществляют путем гравитационного или центробежного разделения. Эти процессы применяются для разделения воды и масла при производстве растительных масел, регенерации рыбьего жира, отделении сливок от молока, влаги при влажной выгонке жира.

Разделение жидкости от твердых тел осуществляют центрифугированием, фильтрованием, прессованием. Эти процессы применяют при производстве крахмала, масла, сахара, молока, соков, напитков и др., а также при различной очистке, в том числе сточных вод.

Разделение твердых материалов от твердых материалов осуществляют по размеру частиц путем сортировки и просеивания в мукомольной промышленности, при сортировке зерна, по цвету при сортировке кофейных зерен.

В зависимости от того, как фаза движется относительно другой, различают два основных метода разделения: осаждение и фильтрование.

В процессе осаждения (отстаивания) частицы движутся относительно сплошной среды.

При фильтровании дисперсионная среда проходит сквозь концентрированную дисперсную фазу или через специально предназначенное для разделения пористое тело.

Отстаивание - это осаждение под действием собственной массы твердых частиц, находящихся во взвешенном состоянии в жидкой среде.

Скорость осаждения взвешенных частиц зависит oт их плотности и степени дисперсности и физических свойств жидкости, в которой они осаждаются, так как последняя оказывает сопротивление их движению.

Недостатком осаждения в отстойниках является длитель­ное время осаждения. Значительно интенсифицировать процесс осаждения можно с применением центробежных сил.

Эффективность осаждения оценивают по эффекту разделения в %:

где К_{ч.о .} – количество дисперсной фазы в неоднородной системе (количество частиц начальное);

К_{ч.н .} – количество выделенного вещества (например, перешедшего в осадок).

Осаждение, особенно с применением центробежных сил, широко используется в пищевых производствах.

Дата добавления: 2015-05-22