BMEVEBEA606, BMEVEMBA606_04

Átírás

1 Mechanikai műveletek Elválasztási (egyensúlyi?): fizikai alap: gravitáció, diffúzió 4. Előadás rostálás, szitálás - centrifugálás, ülepítés (VIM) - szűrés (VIM), membránszűrés Keverés (elválasztás ellentéte) Méretcsökkentés (aprítás, darabolás) Méretnövelés (granulálás, drazsírozás) Mechanikai műveletek: KEVERÉS Mechanikai művelet: keverés Keverés (elválasztás ellentéte): - por/por keverés - folyadék/folyadék keverése: oldás, emulgeálás - szilárd/folyadék keverés: oldás, szuszpendálás, instantizálás(?) - gáz/folyadék keverése: szorpció, habosítás Nem remix! Keverés: valamely tulajdonságban különböző anyagok egymásban történő eloszlatása; célja: a rendszer homogenizálása Kavarás: valamely tulajdonságban homogén anyag mozgatása; célja a rendszer - alkotórészekre válásának akadályozása - bármely diverzifikálódás (gradiens létrejöttének) akadályozása - valamennyi alkotó minden helyre juttatása KEVERÉS Cél: az anyag valamely kis ΔV térf-ban (ΔV 0) a tulajdonságok (pl. koncentráció) ua. legyenek és legyenek egyenlőek az anyag egészének átlagával Diffúziós kever(ed)és: f-f, g-g, (g-f) Mechanikai keverés: szilárd/szilárd, szilárd/folyadék, folyadék/szilárd, foly/foly. folyadék/gáz, gáz/folyadék 1

2 FOLYADÉK-KEVERÉS JELLEMZŐI: SZILÁRD/SZILÁRD KEVERÉS JELLEMZŐI: Dinamikus egyensúlyi folyamat: keveredés szétválás Időfüggő folyamat (S:szórás): ha t, akkor S Smin O (tökéletes) Energiaigény a folyadékáram mozgási energiájával: P d5.n3.ρ P/d5.n3.ρ =Eu=Ne=ξ=f(Re) P = ξ. d5.n3.ρ Re = d2.n/υ Hatékony keverés Sred = S/S0 M = 1 S/S0 d: átmérő n: ford.szám υ: kinematikai viszk. Eu=Ne=ξ G2: tölcsérképződés: hatékonyságcsökkenés tengely csavarodása keveredés mértéke G1 dm/dt=k(1-m) k = f(anyagi tul., gépkialakítás) Re Az ellenállás-tényező gép(geometria)függő, optimuma(minimum) van. Re szám d2, n értékével, fordítottan a kinematikai viszkozitással! FOLYADÉKOK KEVERÉSE, JELLEMZŐ: τ optimális ford.szám keverési idő P Tölcsérképződés propeller lapátos tárcsás teljesítmény n Fordulatszám optimum: energia-minimum = P. τ Szilárd komponensek egyenletes keverésekor súrlódási eltérések miatt: szétosztályozódás Θ = -A/d +B torlólappal Tölcsérméret határérték: torlólappal h/d = 0,33 h: tölcsérmagasság d: tartályátmérő Gázok bekeverése folyadékba S/S0=1-M S 0 τ d e Idő-optimum h keveredés fajtázódás r dc/dt=kla(c*-c) 2

3 Gázok bekeverése folyadékba levegőztetett Gázok bekeverése folyadékba kevert-levegőztetett reaktor dc/dt=kl.a.(c*-c) kl: folyadékoldali anyagátadási tényező (cm/sec) a: térfogategységre eső felület!!! (cm2/cm3) C*: telítési koncentráció (μg/cm3) C : pillanatnyi koncentráció (μg/cm3) C=C*(1-e-kL.a.t ) Gázok bekeverése folyadékba C=C*(1-e-kL.a.t ) C C* t, a a = H0*6/db H0: holdup (gázvisszatartás): gáztérfogat/össztérfogat H0 értelmezés: BIM:4.3. video Gázok bekeverése folyadékba C=C*(1-e-kL.a.t ) C C* a = H0*6/db H0: holdup (gázvisszatartás): gáztérfogat/össztérfogat Cél: H0 / db növelése diszpergálással: Egyszerűsítések: gömb alak azonos méret állandó méret t, a Buborékképzés, darabolás, Felületmegújítás, Oldatban tartás. Buborékeltávolítás, Oldat mozgatása lap Gázok bekeverése folyadékba Buborék aprózódás mechanizmusai Lapátos keverőtípusok karos többkaros horgony(anker) kalodás propeller ujj kalodás BIM: animáció és 4.4. video 3

4 Propeller keverő típusok háromszárnyú hatszárnyú Zárt turbó keverő típusok egyszeres beömlésű Kétkeverős üst Keverőváltozatok Kétkarú dagasztó kettős beömlésű Többmozgású ferdecsigás keverő 4

5 Sztatikus (Kenics) keverők Forgótartályos keverők Mechanikai műveletek Gázdiszpergálás, pneumatikus keverők Méretváltoztatás: csökkentés/növelés (szilárd anyag) - darálás, törés, őrlés(szitálással) - vágás, darabolás, kutterezés(emulgeálással) - szilárd rész eloszlatás folyadékban: nedvesőrlés(szuszp.) - folyadék eloszlatás folyadékban: emulgeálás, keverés - folyadék darabolása/eloszlatása gázban: porlasztás - gáz darabolása folyadékba (gázosítás/keverés) Speciális (tisztítási) műveletek: turbókeverő gázdiszpergálóval perforált csöves pneumatikus kev vezetőcsöves pneumatikus kev - kivágás, csontozás, belezés, magozás, szárazás, - szőrtelenítés, nyúzás, tollfosztás, hámozás, koptatás, - stb. Aprítás: az anyag szemcseméretének csökkentése új felületek létrejötte mellett Aprítás hatásmódjai, mechanizmus A föld energia fogyasztásának 5%-a!!! Értelme: a legtöbb reakció felületfüggő: eloszlatás, keveredés, oldódás, extrakció, szárítás, stb. de cél lehet az alak kialakítása is: kockázás, szeletelés Egyensúlyi folyamat Hátrány: spontán porlás, törmelékesedés Méretnövelés: szemcseösszeállítás aggregáció, agglomerizáció, instantizálás, kristályosítás, drazsírozás nyomás ütés falnak ütköztetés dörzsölés vágás nyírás ütközés szemcsék között Szabó Z., Csury I., Hidegkuti Gy. (1987): Élelmiszeripari műveletek és gépek (Budapest, Mezőgazdasági Kiadó 5

6 Aprítás fajlagos energiaigénye Aprítás (darálás, ) energiaigénye W dw / dd = K dn Rittinger tartomány W=K (1/d2n-1/d1n) Kick Bond Szabó Z., Csury I., Hidegkuti Gy. (1987): Élelmiszeripari műveletek és gépek (Budapest, Mezőgazdasági Kiadó Aprítás kinetikája dr/dt = -c.r, ahol R: aprítandó anyagmennyiség Diff.egy.elvi megoldása: ln (R/R0) = -c.t gyakorlatban: ln (R/R0) = -c.tn Aprítás fajtái, gépei Szilárd/rideg anyagok (keksz, extrudátum) Szilárd/rugalmas anyagok (gabonaszem) Szilárd/plasztikus (krémek) Szilárd/nedves anyagok (hús, zöldség, ) Folyadék aprítás folyadékba (emulgeálás) Folyadék aprítás (porlasztás) Gázok aprítása (buborékképzés): BIM Pofástörő működése Körtörő működése 6

7 Hengerestörő működése Verőcsapos aprító Sugármalom működése Kalapácsostörő működése Golyósmalom működése Hengerszék: vágás-nyíróerők őrlőtárcsa sugármalom Szabó Z., Csury I., Hidegkuti Gy. (1987): Élelmiszeripari műveletek és gépek (Budapest, Mezőgazdasági Kiadó 7

8 Késes vágógépek Késes vágógépek szeletelőfej microcut vágófej Folyadék porlasztó fejek működése Szabó Z., Csury I., Hidegkuti Gy. (1987): Élelmiszeripari műveletek és gépek (Budapest, Mezőgazdasági Kiadó Méretnövelés fajtái, gépei perdítőkamrás Granulálás préseléssel Méretnövesztés (kristályosítás) forgótárcsás» ékszer, gyógyszer, édesség megszívásos porlasztó préslég porlasztó Síkmatricás prés működése Síkmatricás prés működése 8

9 Kockacukor prés működése Fogaskerekes granuláló működése tojásbrikett Forgótartályos granuláló Malomipari technológia 2017 Gabonafeldolgozás Thébai (Uaszet) sírkőrajz (ie. 1900) 9

10 Gabonafélék A gabonafélék rendszertana Virágzó füvek Egyszikűek Kétszikűek Pázsitfűfélék Szegfűfélék perjevirágúak Búza Rozs Árpa Triticale Rizs Kukorica Cirok Vadrizs Zab Könnyfű Ragi Teff Keserűfűfélék Hajdina Rebarbara Paréjfélék Amaránt Disznóparéj Libatopfélék Quinoa Spenót Cékla Mangold Gabona Nemcsak biológiai rendszertani fogalom Fűfélék: búza (aestivum, durum, tönköly, ) rozs, zab, rizs, árpa, burizs, köles, triticale (durum+rozs), kukorica Álgabona: amaránt (disznóparéj), hajdina (rebarbara), quinoa (céklaféle), vadrizs (vizinövény) Származék: bulgur (párolt-szárított búzatöret) rozs Durum+rozs: triticale amaránt 10

11 A búza Búzaszem hosszanti metszete Búzaszem keresztirányú metszete szakáll Endosperm sejtek Epidermis Belső aleuron Héj keresztmetszet Keményítő szemcsék Belső maghéj Kutikula hosszir. Epicarpium Kutikula keresztir. héj Aleuron Külső maghéj Endocarpium és kutikula rétegek Aleuron Endosperm: keményítősejtek Csíra Gabona feldolgozása Embrio Belső redő Gabona malmi feldolgozása Malom Malomipar Sütőipar Tésztaipar Édesipar Speciális termékek gyártása: extrudálás régen és ma 11

12 Nyersanyag beszállítás Minősítés Gabona és más szemtermések Betárolás silóba, Rovar, növényi szár és levéldarabok Tisztítás Aprómagszennyezések Kukorica Válogatás Zab Árpa Borsó Átvétel Tárolás Alapanyag beszállítás: közúton, gépjárművön és vasúton, ömlesztett állapotban A mennyiségi átvétel 20 tonnás közúti hídmérlegen Átlagmintából érzékszervi, objektív vizsgálat (MEO) Dokumentálás és naprakész vezetés Őrlésre csak egészséges, emberi fogyasztásra alkalmas, megfelelő minőségű búzát szabad felhasználni, melyből a szabványban előírt lisztminőség biztosítható. Gabona előkészítése őrlésre Magtisztítás: Shankey diagram SZÉLTISZTÍTÁS Tiszta, száraz búza Átvett búza szárító tarár siló triőr Víz Por, kő, Idegen magok 12

13 Magválogatás: Mag tisztítása: TARÁROZÁS méret gördülékenység Por, kő és más szennyezések eltávolítása sűrűség áramlási (aerodinamikai) tulajdonság felületi minőség (érdesség, tapadóképesség) rugalmasság Magválogatás: TRIŐRÖZÉS Hengeres triőr működési elve Búza és aprómag válogató tárcsa Válogató henger palástja lassú járású, gyors forgású és nagyteljesítményű ultra- Tárcsás (lemez) szeparátor Lemezes(tárcsás) triőr működése 13

14 Hengeres triőr: régen (és ma is) Hengeres triőr Mágneses magleválasztó Lisztgyártás lépései Koptatás, kondícionálás Őrlés Aprítás Szitálás Hűtés Osztályozás Keverés Lisztgyártás termékei Csomagolás Őrlés: parasztőrlés Liszt: (300) µm tartomány emészthetetlen héjrészekben szegény jelölésrendszer: BL, BFF, TL, RL; 55, 80, Korpa: melléktermék durva héjdarabok: rost Takarmányliszt Derce: dara, szemolina, töret 14

15 Simaőrlés Hengerszék Alulfutó kőjárat (függőleges tengelyű) Személyi feltételek Magyar magasőrlés (90,0 tonna/24 óra ) - műszakvezető almolnár - hengerőr - koptatós - szitaőr - váltó - lezsákoló - MEO-s - targoncavezető - silós Összesen: 3fő 3fő 3fő 3fő 3fő 9fő 1fő 2fő 2fő 29fő 1810 körül 12 kőjárat Sok manuális lépés Molnár szerepe jelentős: fő-, al-, lisztosztályozó-, daraosztályozó-, felöntő-, stb. molnárok! Automatizált magasőrlés Aprítás Szétválogatás méret szerint (csoportok) Minőség szerinti válogatás (alcsoportok) Alcsoportok aprítása elkülönítve Nagyság szerinti ismételt osztályozás Minőségi alcsoportokra bontás Alcsoportok kívánt szemcseméretre aprítása A hasonló minőségű késztermék összekeverése 15

16 Ejtőcső rendszer Vibrációs rosta elvi megoldása: daraszitálás 16

17 Hengerpad Őrlés Síkszita rendszerek Kölönc 17

18 Zsákolás: kiszerelés Közbenső és végtermékek Töret 1200 µm felett Dara µm között Derce µm között Tárolás, minősítés - nedvességtart. - hektolitersúly - hamutartalom - keverékesség - idegen anyag - kóros keverék - búza törmelék 14,5% 78 kg 1,9% 2,0% 1,5% 0,5% 0,5% Liszt µm között NOMENKLATÚRA: BL55, Korpa - pillangó, goromba, finom 18