Процестері мен аппараттары
Жылу және массаалмасу процестері
жүктеу/скачать 1.73 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Химиялық процестер
- Кезеңді және үзіліссіз процестер
| Жылу және массаалмасу процестері. Жылу процестеріне қыздыру,
суыту, буландыру және конденсацияны, ал массаалмасуға – кептіру, сорбциялау, айыру, кристализацияны, еруді, экстрагирлеу, экстракциялау және т.б. жатқызады. Олар температуралардың ауытқуымен немесе заттардың концентрациялардың әсерінен болады. Олардың нәтижесі жылудың кеңістікте (жылу энергиясы) немесе заттардың бөлек компоненттердің қоспасында орын ауыстыруы болып табылады. Бұл процестер жылытқыштарда, суыттқыштарда, пісіргіштерде, айдатқыш құрылғыларда, буландыру құралдарында, кептіргіштерде, конденсаторларда, кристализаторларда, еріткіштерде, экстракторларда және т.б. жүзеге асады. Жылу процестеріне салқын ауаны алу процестері жатады. Олар бірдей термодинамикалық тәуелділікті және жылутехникалық жағдайларды шешудің бірдей принциптерін қолданады. Химиялық процестер. Көптеген тамақ өндірісінің химиялық процестері биохимиялық және физико-химиялық процестерді қосатын өзіндік топқа бөлінген. Биохимиялық процестерге ферментация, ашу, стерилдеу, пастерлеу, дезинфекциялау, ыдысты жуу және оны тазарту және т.б. процестерді жатқызады. Осы процестердің нәтижесі өнім көлемінің немесе ыдыс бетіндегі қант концентрациясының, ашытқыш дақылдарының, бактериялар мен олардың әрекеттену өнімдерінің, споралардың, ластауыш заттардың және т.б. өзгерулері болып табылады. Физико-химиялық процестерге жану және жарылуларды жатқызады. Олар терең арнайы ғылыми пәндермен оқылады. Кезеңді және үзіліссіз процестер. Тамақ технологиясының негізгі процестері ұйымдастыру әдістеріне байланысты кезеңді және үзіліссіз болып бөлінеді. Кезеңді процестер барлық кезеңдер (шикізатты арту, дайын өнімді өңдеу және түсіру) бір аппаратта, бірақ әр түрлі уақытта жүзеге асуымен сипатталады. 1-сурет. Өңдеу өндірістерінің процестері Үзіліссіз процестер барлық кезеңдерінің бір уақытта болуымен және кеңістікте бөлінуімен сипатталады. Себебі, аталған қоңдырғыны құрайтын әртүрлі аппараттарда немесе ағынды аппараттың әр түрлі бөліктерінде жүзеге асады. Энергия және салмақтың сақталу заңдары Химиялық және тағамдық өндірістердің барлық технологиялық процестерінің негізінде энергия және салмақтың сақталу заңдары жатыр. Жалпы энергияның сақталу заңына сәйкес, процеске енгізілген энергия саны, бөлінген энергия санына тең. Осы заңға сәйкес энергетикалық баланс (мысалы, жылулық) келесі теңдеумен берілуі мүмкін: ∑Q б =∑Q ш + ∑Q жоғ (3) мұнда, Q б – берілетін жылу саны, Дж; Q ш – өнімді қыздыруға шығандалатын жылу саны, Дж; ∑Q жоғ – жылу жоғалтуларының саны, Дж. Бұл теңдеу орнатылған тәртіпте өтетін және химиялық реакциялардың есебінен жылуды бөлмей немесе сіңірмей өтетін процестер үшін келеді. Салмақтың сақталу саңына сәйкес заттардың процесін жүргізуге түсетін салмақ, процесті жүргізу және олардың жоғалтуларының нәтижесінде алынатын заттардың салмағына тең. Материалдық баланстың негізгі теңдеуі келесідей: ∑G т =∑G с + ∑G жоғ (4) мұнда, G т – заттардың процесін жүргізуге түсетін салмақ, кг; G с – процесті жүргізу нәтижесінде алынатын заттардың салмағы, кг; G жоғ – процесті жүргізу кезінде жоғалған заттардың салмағы, кг. Процесті жүргізуге қажетті жылу, температураның көтерілуімен жүретін жүйе энтальпиясының артуына шығындалады. Изобаралық шарттарда жүретін (тұрақты қысым) және агрегаттық күйі өзгеріссіз өтетін процестер үшін келесі теңдеу қолданылады: dH=dQ=cdt (5) мұнда, dH – жүйе энтальпиясының үстелуі, Дж/кг; dQ – жүйе салмағының бірлігіне жіберілетін жылу, Дж/кг; с – жүйенің үлестік жылу сыйымдылығы, Дж/ (кг ∙ К) 1 ; dt – жүйе температурасының үстелуі, ºС. Заттардың салмағын тасымалдау механизмінің негізінде, макро- және миркобөлшектердің қозғалысы есебінен оларды беру заңдылығы жатыр. Тағамдық технологияның негізгі процестерінің кинетикалық заңдылықтары Кинетика – процестердің жылдамдығы және механизмдері, соның ішінде гидродинамикалық, жылу және жылуалмасу процестері туралы ілім. Кинетика 10 тағамдық технологияның жаңа және жетілдірілген процестерді құрудың ғылыми негізі болып табылады. Процестердің кинетикалық заңдылықтарын білу аппараттардың негізгі өлшемдерін есептеу үшін қажет. Тағамдық технология процестерінің жалпы кинетикалық заңдылықтары, механикалық процестерден басқа, жалпы заң түрінде құрастырылады: процестің жылдамдығы қозғалыс күшіне тура пропорционал және кедергіге кері пропорционал. Кедергіге кері шама процесс жылдамдығының коэффициенті деп аталады. Анықтамаға сәйкес жалпы кинетикалық теңдеу келесі түрде болады: dV/Fdτ=Δ/R=KΔ (6) мұнда, V – салмақ немесе энергия саны; F – салмақ немесе энергия өтетін аудан; τ – процестің ұзақтығы; Δ – қозғалыс күші; R – кедергі; К – кедергіге кері жылдамдық коэффициенті. Жалпы жағдайда процестің қозғалыс күші потенциалдардың айырмашылығы болып табылады, а жеке жағдайларда – құбыржол немесе аппаратқа ағынның кірісі мен ағынның құбыржол немесе аппараттан шығысы арасындағы Δρ қысымдардың түсіп кетуі (гидромеханикалық процестер үшін), жылу алмасатын жылутасығыштардың арасындағы температура айырмашылығы (жылуалмасу процестері үшін), фазалар арасында таратылатын заттардың концентрациясының айырмашылығы (массаалмасу процестері үшін). Процестер жылдамдығының коэффициенті, гидродинамика заңдарымен анықталатын материалдар ағындарының қозғалыс режимдеріне тәуелді. Жоғарыда аталған барлық процестерді зерттеу кезінде бір типті дифференциалды теңдеулер және бір типті математикалық аппарат қолданылады: теориялық жолмен алынған дифференциалды теңдеулер, ұқсастық теориясының негізінде, сараптамалық мәліметтер бойынша есептеу түріне келтірілетін критериялық теңдеулерге түрленеді. Критериялы теңдеулер бойынша процестердің жылдамдық коэффициенті анықталады, олар болашақта аппараттар бетінің ауданын немесе жұмыс көлемін есептеу үшін пайдаланылады. жүктеу/скачать 1.73 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|