Studiu asupra Operației de Amestecare a Lichidelor Alimentare

Domeniu: Industria Alimentară

Conține 1 fișier: doc

Pagini : 93 în total

Cuvinte : 11517

Mărime: 4.46MB (arhivat)

Publicat de: Cezar Apetrei

Puncte necesare: 11

Descarcă acum

Cuprins Extras Bibliografie Preview

Cuprins

Capitolul 1. Generalităţi 4
1.1 Realizarea operaţiei de amestecare 4
1.2. Factorii care influenţează operaţia de amestecare. 6
Capitolul 2. Proprietățile lichidelor supuse procesului de amestecare 7
2.1. Proprietățile fizice ale lichidelor 7
2.1.1. Densitatea lichidelor 7
2.1.2. Greutatea specifică 7
2.1.3. Compresibilitatea lichidelor 8
2.2. Proprietățile mecanice ale lichidelor 8
2.2.1. Rezistența la solicitări mecanice 8
2.2.2. Rezistența la forfecare 8
2.2.3. Rezistența la deformare 10
2.2.4. Viteza de deformare 10
2.3. Proprietățile reologice ale lichidelor supuse procesului de amestecare 11
2.3.1. Tensiunea superficială 11
2.3.2. Elasticitatea 12
2.3.3. Vâscozitatea 12
2.3.4. Cerinţe privind procesul de amestecare 14
2.3.5. Tipuri de sisteme finale 14
2.3.6. Reologia amestecurilor nenewtoniene 16
2.3.6.1. Amestecuri nenewtoniene 18
2.3.6.1.1. Amestecuri nenewtoniene cu viscozitate independentă de timp 20
2.3.6.1.2. Amestecuri nenewtoniene cu viscozitate dependentă de timp 24
2.3.6.1.3. Amestecuri vâscoelastice 24
2.4. Factori referitori la modul de desfaşurare a operaţiei de amestecare 25
2.5. Tipuri de amestecătoare pentru produse lichide. 27
2.5.1. Dispozitive de amestecare mecanice 27
2.6. Puterea necesară procesului de amestecare 31
Capitolul 3. Rezultate experimentale obţinute şi modelarea acestora 34
3.1. Prezentarea standului de laborator şi a softului Watch&Control 2000 34
3.2. Sistematizarea şi prelucrarea datelor experimentale obţinute 38
3.3 Reprezentarea grafică şi interpretarea datelor experimentale 56
4.4 Modelare matematică a datelor experimentale 60
Capitolul 4. Concluzii generale 64
Bibliografie 66

Extras din proiect

Capitolul 1 – Generalităţi

Operaţia de amestecare este procesul de omogenizare a două sau mai multe faze sau substanţe, pentru a obţine un produs final omogen din punct de vedere mecanic şi/sau din punct de vedere termic. Amestecarea are ca scop distribuţia reciprocă a fazelor constituente. Amestecarea perfectă a mai multor este starea în care volume infinitezimale prelevate din amestecul final, luate din orice punct al sistemului prezintă aceeaşi compoziţie şi aceeaşi temperatură [27, 1, 28, 29, 30, 22].

Operaţia de amestecare se realizează în două faze: în prima fază se obţine o amestecare în jurul dispozitivului de amestecare introdus în masa de material, cunoscută sub numele de amestecare locală, iar în cea de-a doua fază se observă antrenarea întregii mase de material supus amestecării, numindu-se amestecare generalizată. Cele două faze ale amestecării, faza locală şi faza generală, sunt întâlnite în toate operaţiile de amestecare, având importanţa lor specifică în vederea obţinerii produsului final.

1.1 Realizarea operaţiei de amestecare

În cadrul procesul de amestecare deplasarea relativă a straturilor componente din masa sistemului se realizează prin intermediul dispozitivului de amestecare, în două etape [1, 2, 22, 32]:

- amestecare locală (prima etapă), care se realizează în apropierea dispozitivului de amestecare şi care se bazează pe formarea unor zone mici de amestecare în care iau naştere curenţi turbionari cu viteze diferite ca mărime şi direcţie ce duc la deplasarea unor volume de faze. Metoda de punere în mişcare a fazelor şi menţinerea lor în stare de mişcare este influenţată de natura fazelor şi de proprietăţile fizice ale acestora. Amestecarea locală se realizează cu viteze mari;

- amestecare generală (a doua etapă), volumele de materiale supuse amestecării, aflate în apropierea dispozitivelor de amestecare, antrenează alte volume vecine de materiale. Amestecarea generală se realizează cu viteze reduse.

În urma experimentelor, s-a constatat că forma dispozitivului de amestecare influenţează operaţia de amestecare, forma dispozitivului alegându-se în funcţie de natura fazelor ce se amestecă şi de energia ce trebuie transmisă în operaţia respectivă.

În cazul operaţiei de amestecare realizată cu dispozitive mecanice, prin rotirea dispozitivului, asupra fazelor se exercită o presiune şi se creează o mişcare a fazelor după trei direcţii (fig. 1.1):

- radială, când fazele se deplasează perpendicular pe peretele vasului;

- longitudinală, paralelă cu axa de rotaţie a dispozitivului de amestecare;

- tangenţială la cercul descris de dispozitivul de amestecare în mişcarea de rotaţie.

În cadrul amestecătoarelor la care dispozitivul de amestecare este dispus central (axa vasului de amestecare fiind coaxială cu axa dispozitivului de amestecare), amestecarea se realizează datorită componentelor forţei de amestecare care acţionează în direcţiile radială şi longitudinală. Componenta tangenţială dezvoltă curenţi de curgere a produsului după traiectorii circulare, concentrice, pornind de la axul dispozitivului până la peretele vasului de amestecare şi invers.

În acest caz, curgerea produsului este laminară şi realizează alunecarea straturilor de produs unele peste altele. În centrul vasului se formează o cavitaţie, straturile de produs fiind împinse spre peretele vasului de amestecare. Straturile periferice superioare, împreună cu o cantitate de aer cald sunt încorporate în produs prin amestecare, ceea ce duce la mărirea volumului produsului datorită aerului încorporat.