Технология производства ливерной колбасы

 

      

      
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    10 Расходные коэффициенты 

    Расходные коэффициенты приведены на 1 тонну  продукта

    Таблица 5

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    11 Математическое описание  процессов 

    Существует 4 группы процессов протекающих на технологических стадиях: теплообменные процессы - протекают на стадиях тепловой обработки и охлаждения; механические процессы – протекают на стадиях измельчения и перемешивания; гидро - механические процессы – происходят при наполнении оболочек фаршем; диффузионные процессы (массообменные) – протекают на стадиях термообработки и посола. Из выше перечисленного стало ясно , что стадия термической обработки относится к термо – диффузионному процессу и уравнения теплопередачи и массообмена решаются совместно.

    Теплообменные процессы. Теплопередача – теплообмен между двумя теплоносителями через разделяющую их твердую стенку.

          Связь между количеством  передаваемой теплоты и площадью поверхности теплообмена определяется основным уравнением теплопередачи:

                                                   

                                           (1)

    которое для установившегося процесса имеет  вид:

                                                   

                                                   (2)

          где dQ – количество переданной теплоты;

           К – коэффициент теплопередачи между средами;

            F – Площадь поверхности теплообмена;

            Δt_ср – разность температур между средами;

           τ – продолжительность процесса.

          Движущей силой  теплообменных процессов является разность температур теплоносителей. Под действием этой разности теплота  передается от горячего теплоносителя  к холодному.

          Действительная средняя  движущая сила рассчитывается по формуле:

                                                   

                                                 (3)

          где Е – коэффициент  использования движущей силы, изменяющийся в пределах ;

            Δt_ср.в. – средняя движущая сила в аппарате идеального вытеснения, определяемая выражением

                                                

,                                           (4)

           Δt_ср.см. – средняя движущая сила в аппарате идеального смешения.

          Коэффициент теплопередачи показывает, какое количество теплоты (кДж) передается от одного теплоносителя к другому через разделяющую стенку площадью 1 м² в течение 1 ч при разности температур между теплоносителями 1°С.

          Площадь поверхности  теплообмена аппарата определяется по формуле:

                                                        

                                                (5)

    Механические  процессы. В соответствии с различными гипотезами о механизме перемешивания математическое описание представляется в виде зависимостей между параметрами, характеризующими механическое движение частиц, и факторами, вызывающими их перемещение. При таком представлении процесса получают характеристики по энергетическим затратам, времени и качеству перемешивания, определяемых различными показателями, которые принимают в качестве критериев оптимальности. Математические описания получают на основе детерминированных факторов, вызывающих изменение положения частиц в пространстве, и с использованием вероятностных характеристик физических свойств частиц и их положения в пространстве. Критериям оптимальности могут быть те же характеристики.

    Показатель  или индекс перемешивания - это среднее квадратическое отклонение (СКО) концентраций компонентов для всех элементарных слоев или объемов аппарата от средней (равномерной) концентрации по всему объему. Индекс перемешивания может служить также мерой интенсивности процесса. Равномерное перемешивание компонентов в строго заданном соотношении влияет на качественные и количественные показатели процессов пищевых производств. Поэтому глубокое изучение механизма процесса перемешивания, исследование параметров, определяющих степень однородности готовой смеси, получение количественных соотношений, однозначно связывающих показатель смешанности системы с характеристиками смешиваемых материалов и условиями протекания процесса, имеют важное значение.

    Равномерность распределения компонентов оценивают среднеквадратическими отклонениями σ , дисперсией , математическим ожиданием М_с концентрации частиц или коэффициентом вариации для каждого компонента смеси.

    Величина  стандартного отклонения дисперсии  служит приближенной оценкой истинной величины , определяемой генеральной совокупностью всех возможных значений , и зависит от величины выборки 

                                   

,                                                     (6) 

    где - среднее значение концентрации.

    Наиболее  однородную смесь получают только при  перемешивании материалов, обладающих одинаковыми физико-технологическими свойствами. Чем больше различий в свойствах компонентов, тем труднее установить однородность, так как эти различия порождают расслоение и разделение компонентов. В реальной смеси устанавливают равновесное состояние, определяемое относительным равновесием между процессами перемешивания и разделения для каждой совокупности компонентов. Причем для достижения относительного равновесия необходимо какое-то минимальное время перемешивания , после которого состояние системы не улучшается. Существуют различные упрощенные модели механизмов образования смесей. В их основу положены те или иные представления о процессе перемешивания: модели «тасования», включающие повторяющиеся процессы опрокидывания и разрезания, диффузионные модели, аналогами которых является диффузия газов, модели поочередного сдвига и расслоения с последующим перемещением поверхностных слоев, а также модели, основанные на вероятностных характеристиках.

    Модель  динамики перемешивания получают, используя уравнение материального баланса смесителя. Поскольку материальный баланс в неустановившемся состоянии может быть выражен как изменение количества вещества, находящегося в смесителе объемом V, равное разности протекающего и вытекающего потоков за одно и то же время т, то запишем

                                   

                                                  (7) 

    Для установившегося режима правая часть  уравнения равна нулю, так как . Это же уравнение запишем в следующей форме: 

                           

,                                                     (8) 

    где - постоянная времени;

    Основную  цель процесса перемешивания можно  сформулировать как достижение минимально возможных или заданных значений СКО, дисперсии или коэффициента вариации. Косвенным показателем процесса может быть минимальное время перемешивания τ_min, обеспечивающее заданные или минимальные возможные значения СКО, дисперсии или коэффициента вариации.

    Концентрация  малых доз компонентов смеси  часто определяется экспериментально по числу частиц индикатора μ в навеске определенной массы. Тогда для малых доз тонко измельченных компонентов характерны следующие зависимости показателей процесса от математического ожидания , числа частиц μ данного индикатора 

                         

; ;                                        (9)

                             

,                                               (10) 

    где , — СКО числа частиц индикатора и количества вещества;

          — коэффициент, учитывающий степень измельчения компонентов;

           g — средняя масса одной частицы;

           q — масса пробы (навеска);

          — доза вводимого микрокомпонента (индикатора).

    Минимальное   время   перемешивания,   обеспечивающее заданную однородность, определяют по уравнению 

                                 

,                                               (11)

    где ; 1; 10 — коэффициент, показывающий величину отклонения σ от конечного значения чтобы смешивание можно было считать законченным.

    Основными параметрами, характеризующими процессы измельчения, являются количество подаваемого продукта q , физические либо иные свойства исходного продукта k_c , зазор между рабочими органами δ, скорости рабочих органов V и V , их отношение i либо относительная скорость V₀. Кроме перечисленных параметров, которыми можно управлять, входными также могут быть геометрическая форма рабочих органов k_г , состояние поверхности k_n , свойства окружающей среды k_cp и особенности технологической схемы k_cx.

    Выходными параметрами являются количество измельченного продукта q₂ степень измельчения И, технологическая Е_т либо экономическая Е эффективность процесса измельчения. Характеризовать процесс измельчения можно также формой k , размерами k_T, структурой k , состоянием поверхности k измельченных частиц и пр. Выходными параметрами процесса измельчения могут быть также показатели работы и эксплуатации измельчающих установок, усилия на отдельные узлы машины, износ поверхностей и т. п. В замкнутых схемах эти характеристики следует дополнять величиной рециркулирующего потока q_p и параметрами рабочих органов разделяющих устройств (сит).

    Теоретические представления о процессах измельчения позволяют установить качественные зависимости расхода энергии и выхода отдельных фракций измельченного продукта от степени измельчения. Некоторые количественные характеристики устанавливают на основании анализа материальных и энергетических потоков.

    При смешивании пластичных материалов ставится задача получения однородной массы  основного вещества с различными твёрдыми, жидкими и пластичными  добавками.

    Качество  перемешивания характеризуется  степенью (равномерностью) смешивания фаз. Степень смешивания фаз I во всём объёме смесителя выражается уравнением: 

                                  

,                                          (12)