Контрольные вопросы:

1. В чем заключается процесс прессования?

2. Для чего применяется обезвоживание?

3. От чего зависит степень отжатия жидкости?

4. Отжатие жидкости из твердых материалов.

5. Отличие прессования от шнекового прессования?

6. Формование пластических материалов?

7. Какие пресса применяются в макаронной промышленности?

8. Какие пресса применяются в хлебопекарной промышленности?

9. Штампующие пресса, область их применения.

10. Уплотнение сыпучих материалов.

Лабораторная работа № 2. Продолжительность работы 4 часа Сортирование сыпучих материалов

Цель работы:

- изучение процесса сортирования сыпучих материалов и подбор сит.

Предмет и содержание работы.

При обработке в пищевых производствах сыпучих материалов часто возникает необходимость разделить сыпучие смеси на; фракции, различающиеся теми или иными свойствами: формой и размерами частиц, скоростью осаждения в жидкой или газовой среде, электрическими или магнитными свойствами.

Процесс разделения сыпучей смеси на отдельные фракции получил название сортирования (или классификации, сепарирования) сыпучих материалов. На основании свойств разделяемых фракций различают следующие методы сортирования сыпучих материалов:

- разделение по размерам и форме частиц с использованием ситовых машин и триеров;

- по скорости осаждения частиц в жидкой и газовой среде;

- разделение по электромагнитным свойствам с использованием сепараторов с постоянными электромагнитами;

прочие методы разделения (электростатические, флотация).

При этом преследуют в основном две цели:

1. получение фракций определенной крупности или плотности;

2. выделение из материала загрязняющих его примесей (пыли, шелухи, песка, камней, металлических предметов и др.).

Сортирование широко применяется в пищевой промышленности. Так в мукомольном производстве помол разделяется на отруби и муку; в пивоваренном и спиртовом производствах зерно, поступающее для приготовления солода, очищается от примесей; поступающие на консервные заводы зерна кукурузы и зеленого горошка разделяются по степени зрелости и др.

В пищевой промышленности применяются следующие виды сортирования: просеивание, или грохочение, центробежное, пневматическое и гидравлическое сортирование и магнитная сепарация.

Разделение по размерам частиц (просеивание). Просеивание, или грохочение, — это механическое сортирование на ситах; через отверстия сита проходят частицы (проход, размеры которых меньше размеров отверстий; остальные частицы задерживаются на сите и сходят с него (сход).

Сита. Применяемые в пищевой промышленности сита различают по материалу и способу изготовления. Широкое применение получили сита:

- пробивные из тонкой листовой стали со штампованными отверстиями;

- плетеные (проволочные) из круглой металлической проволоки;

- тканые из шелковых нитей, капрона, нейлона, перлона.

Плетеные сита имеют отверстия квадратной или прямоугольной формы. Форма отверстий пробивных сит может быть разнообразной в зависимости от их назначения.

Для очистки зерна от примесей применяют главным образом сита с круглыми и продолговатыми отверстиями (рис. 1). Пропускная способность сита характеризуется его живым сечением. Живое сечение пробивных сит φ=(Fo/F) 100 составляет обычно не более 50% (Fo — площадь отверстий сит, F — площадь всего сита). Живое сечение плетеных сит достигает 70%.

Рисунок 1 – Формы отверстий пробивных сит	Рисунок 2 – Проволочное сито

Плетеные (проволочные) сита рисунок 2 изготовляют из стали, латуни или фосфористой бронзы. Размеры проволочных сит стандартизированы.

В зависимости от размера сита различаются по номерам. Сито с квадратными отверстиями имеет номер, равный числу миллиметров в стороне отверстия.

О снова Уток	Шелковые сита подвергают обработке, придающей твердость глянцевитость и уменьшающей их гигроскопичность. Коэффициент живого сечения шелкового сита (рис. 3) φ = (D1 D2) / [(D1 + ∆1) (D2 + ∆2)]100, где D1 – расстояние между нитями по основе, ∆1 – толщина нити по основе; D2 – расстояние между нитями по утку; ∆2 – толщина нитей по утку.
Рисунок 3 – Шелковое сито

Для установления номера сита определяют число нитей на единице длины при помощи лупы со шкалой.

Классификация машин для просеивания. Чтобы сыпучий материал просеивался, он должен перемещаться по поверхности сита. Для этого необходимо привести его в движение.

По расположению сит машины для просеивания разделяются на две группы: с плоскими и цилиндрическими (или призматическими) ситами. Для просеивания частиц продукта следует обеспечить его перемещение относительно сита. Это перемещение создается возвратно-поступательным, круговым поступательным и вибрационным движением

Машины с круговым поступательным движением, так называемые рассевы, применяются для сортировки получаемых продуктов на мукомольных, крахмало-паточных предприятиях. Машины с вращающимися ситами, называемые буратами, имеют барабаны цилиндрической, шестигранной или конической формы. Рабочая поверхность барабана выполняется из сит с отверстиями различной величины, увеличивающимися по ходу движения сыпучего материала. Цилиндрические и шестигранные барабаны устанавливают под углом от 5⁰ до 10⁰ к горизонту, а конические – горизонтально; в них перемещению материала способствует наклон ситовой поверхности и вращение барабана.

Разделение по форме частиц. На ситовых машинах нельзя разделить смесь частиц одинакового поперечного сечения, но разной длины. Не удается, например, отделить от полноценного зерна половинки зерна или шаровидные семена куколя, вики и других растений. Для очистки зерна от этих примесей применяют машины, называемые триерами.

Разделение по скорости осаждения частиц. Если смесь частиц, отличающихся величиной, формой или плотностью, будет перемещаться жидким или газовым потоком то произойдет ее разделение на фракции. Частицы, отличающиеся большой скоростью осаждения, выпадут раньше и образуют первую фракцию; частицы, обладающие меньшей скоростью осаждения, выпадут позднее. На этом явлении основаны способы гидравлической классификации и воздушной сепарации сыпучих тел.

Магнитная сепарация. В сыпучих материалах, обрабатываемых на пищевых предприятиях, могут содержаться металлические примеси. Попадая в машины, они вызывают их преждевременный износ, а иногда приводят к: серьезным поломкам. Если кусок металла вызывает искру при ударе, то при наличии в машине мелкодисперсной пыли искра может вызвать взрыв и аварию.

Для удаления этих недопустимых примесей применяют магнитные сепараторы. Принцип действия их заключается в том,, что материал пропускается в непосредственной близости от сильного магнита, притягивающего примеси. Затем тем или иным путем примеси снимаются с удерживающего их магнита.

Магнитные сепараторы выделяют из сыпучей массы только примеси, обладающие ферромагнитными свойствами, т. е. главным образом стальные и чугунные, которые составляют основную массу металлических примесей.

Магнитные сепараторы, применяемые на пищевых предприятиях, весьма разнообразны по конструкции. Они делятся на две основные группы: с постоянными магнитами и с электромагнитами.

Оборудование, технические средства, инструмент:

1. штангенциркуль;

2. сита;

3. крупа гороха, пшеницы (смесь круп крупной и мелкой фактуры);

4. весы;

5. емкость под воду (таз);

6. NaCl;

7. горошек молочный, нешелушенное зерно, корнеплоды (свекла, морковь, картофель);

8. весы;

9. подковообразный постоянный магнит;

10. деревянный желоб.

Порядок выполнения работы.

1. Зернистый состав сыпучих материалов определяется при помощи рассева – анализатора, на котором просеивают среднюю пробу материала, в результате чего оставшуюся на каждом сите фракцию и частицы прошедшие через нижнее сито, взвешивают и выражают в процентах по отношению к исходной навеске.

Взвесить исходную смесь.

При помощи штангенциркуля необходимо измерить зерна крупной и мелкой фракции, затем подобрать нужные номера сит и разделить смесь на крупные и мелкие фракции, определив при этом сход и проход в процентной соотношении по формуле:

, (1)

где m – масса схода или прохода;

M – масса исходной смеси.

2. Предварительно взвешенное исходное сырье (картофель, зерно) погружают в воду и разделяют на фракции. Затем дают характеристику каждой фракции.

Для того, чтобы рассортировать зеленый горошек на горошек консервной зрелости и перезрелый его погружают в раствор NaCl плотностью около 1075 кг/м³. горошек консервной зрелости с плотностью 1020 кг/м³ всплывает, а перезрелый имеющий большую плотность, тонет. Приготовление раствора NaCl плотностью 1075 кг/м³: в 1 дм³ воды растворяют 105 грамм соли.

3. Простейший магнитный сепаратор, показанный на рисунке 4,

Рисунок 4 – Магнитный сепаратор

представляет собой подковообразный постоянный магнит 1, установленный в желобе 2 под углом наклона, превышающий на 3 ^о – 5^о угол естественного откоса сыпучей смеси. Задержанные магнитом предметы периодически удаляются вручную.

Исходную смесь взвешивают, пропускают через магнитный сепаратор и определяют процент загрязненности ферромагнитными примесями; образец по формуле:

, (2)

где m – масса примесей или очищенного продукта;

M – масса исходной смеси.

Контрольные вопросы:

1. Какой процесс называют сортированием?

2. На чем основана классификация материалов калиброванием, просеиванием?

3. Что такое сход и проход?

4. Типы сит.

5. Чем характеризуются сита

6. Классификация просеивателей.

7. Для чего применяется калибровка?

8. На чем основано гидравлическое сортирование

9. Для чего применяется магнитная сепарация

10. Схема простейшего магнитного сепаратора