Технология производства ливерной колбасы

    где ΔX – положительные разности концентраций в смесителе, определяемые по формуле: ΔX’=X-X_с;

              X_c – концентрация частиц в смеси при полном смешивании, определяемая по формуле:  

                                       

,                                                 (13)

    где V_T – объём распределяемых в основной массе твёрдых частиц;

           ρ_т , ρ_ж – плотности соответственно твёрдых частиц и основной массы в смесителе;

          V_ж – объём основной массы в аппарате;

      ΔX – отрицательные разности, определяемые по формуле ΔX”=X-X_с ;

                     m – число проб, в которых ΔX’>0;

                     n – число проб, в которых ΔX”<0.

    Равномерность смешивания может изменяться от 0 до 1.

    Полная  работа внешних сил при измельчении выражается уравнением Ребиндера:  

                                         

,                                (14)

    где А_Д – работа, затрачиваемая на деформацию объёма разрушаемого куска, Дж;

          А_П – работа, затрачиваемая на образование новой поверхности, Дж;

          К₁ – коэффициент пропорциональности, равный работе деформации единицы объёма тела;

          ΔV – изменение объёма разрушаемого тела;

           К₂ – коэффициент пропорциональности, равный работе, затрачиваемой на образование единицы новой поверхности;

           ΔF – приращение вновь образованной поверхности.

    Диффузионные  процессы. Общим для массообменных процессов является наличие двух состояний или фаз компонентов и перенос компонентов из одной фазы в другую. Перенос веществ осуществляется сначала в пределах одной фазы (внутренний перенос), затем вещество преодолевает поверхность раздела фаз (внешний перенос) и распределяется в пределах второй фазы. Внутри каждой фазы вещества переносятся, главным образом, молекулярной диффузией и конвективным переносом. Каждая фаза может состоять из одного или нескольких компонентов.

    Основные  закономерности переноса веществ из одной фазы в другую определяет теория массопереноса, в соответствии с которой скорость массопередачи пропорциональна движущей силе. Ее величину можно определить на основе законов фазового равновесия. Движущими силами массопереноса считают разности концентраций, температур и давлений.

    Количество  вещества, переходящее в пределах одной фазы к границе раздела фаз через поверхность F, перпендикулярную диффузионному потоку, определяется законом Фика

                                               М = — DFΔс τ ,                                                          (15)

    где D — коэффициент пропорциональности (диффузии);

         Δс— разность концентраций (движущая сила);

          τ — время переноса.

    Суммарный перенос количества вещества к границе (или or границы) раздела фаз определяется уравнением массопередачи

                                                 М =βF (с_р-с_я)τ,                                               (16)

    где β — коэффициент пропорциональности (массоотдачи);

         с_р, с_я — концентрации на границе раздела фаз и внутри (ядре) потока.

    Коэффициент массоотдачи в отличие от коэффициента диффузии является кинетической характеристикой и зависит от коэффициента диффузии D (физической константы), скорости потока ν, плотности ρ и вязкости μ вещества, геометрических размеров частиц l₁ аппаратов /₂ и пр. В обобщенной форме эта зависимость может быть представлена функцией

                                            β = f (D, ν, ρ, μ, l_1, l₂),                                            (17)

    или в критериальной форме 

                                                

,                                              (18)

    где , - диффузионные числа Нуссельта и Прандля;

           - число Рейнольдса;

          l - определяющий геометрический размер;

           - коэффициент кинематической вязкости.

    Гидромеханические процессы. Движение неньютоновских жидкостей по трубам и лоткам характеризуется рядом особенностей по сравнению с движением обычных ньютоновских жидкостей. Как показывает опыт, для начала движения неньютоновской жидкости необходимо создать некоторую определенную разность напоров, соответствующую  равенству возникающего в жидкости касательного напряжения т и ее начального напряжения сдвига то. При этом вся масса жидкости отрывается от стенок трубы или лотка и движется первоначально как одно целое (как твердое тело) с одинаковыми скоростями для всех частиц.

    Рассмотрим  этот случай и определим разность напоров, необходимую для начала движения неньютоновской (бингамовской) жидкости, заполняющей горизонтальный цилиндрический трубопровод длиной l и диаметром d. Давление в концевых сечениях трубопровода обозначим pi и р₂, плотность и удельный вес жидкости р и у, ее начальное напряжение сдвига то.

    Поскольку в рассматриваемом случае силы трения будут воpникать только у стенок трубы на боковой поверхности выделенного объема жидкости и равнодействующая этих сил T=τ_ondL , то уравнение равновесия, составленное для системы сил, действующих на этот объем, по анологии с выводом общего выражения для потерь напора при равномерном движении, будет иметь вид

                                     

,                                       (19)

    Отсюда  получим следующее выражения:

    для разности давлений на концах трубопровода

                                     

,                                                (20)

    для разности напоров в тех же сечениях

                                    

,                             (21)

    Таким образом, если

                                   

,                                               (22)

    жидкость  в трубопроводе будет двигаться, причем в зависимости от приложенной  разности напоров, здесь возможны три  режима её движения: структурный, ламинарный и турбулентный. Выражение 22 является исходным при исследовании начальных стадий движения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    12 Расчет и выбор  оборудования 

    Материальный  баланс для куттера Seidelman выражается через формулу:

                                          

,                                                    (23)

    где - общая масса сырья загруженное в куттер, кг

          - масса фарша полученного после куттерования, кг

          - масса потерь, кг

    Потери  продукта для куттера составляют 1% от общей массы загруженного сырья.

Таблица 6 – Рецептура сосисок «Любительские»

 
 

    Расчеты:

     , где i= 1…9,

     33+33+34+2,2+0,0075+0,016+0,016+0,01+0,005=102,25 (кг);

     ,

     0,0·102,25=1,023 (кг);

     ,

     102,25 – 1,023 = 101,23 (кг).

    Энергетический  баланс. Расход мощности N, пошедшей на измельчение продукции ножами куттера Seidelman рассчитывается по формуле:

                                    

,                                    (24)

    где А – удельный расход энергии, кДж/м (А=2,0 кДж/м );

           n – число оборотов ножевого вала, об/мин (n=40 с );

           z – число ножей , шт (z=12);

           - коэффициент запаса мощности ( = 1,3);

           - общи КПД привода, учитывающий все потери энергии на передачу к валу и ножевому валу ( =0,7);

           S – площадь сечения слоя фарша, разрезаемого ножами при одном обороте, м (S=0,2м );

    Получим 

    N= =10.4 кВт

    Тепловой  баланс. Тепловой баланс в куттере Seidelman может быть выражен через формулу:

                                     

,                                               (25)

    где - удельная энергия процесса измельчения, пошедшая на нагрев фарша в результате трения и пластической деформации, кДж/кг;

           - теплота нагрева фарша, включающая в себя теплоту нагрева основного и вспомогательного сырья, кДж/кг;

           - удельная теплота воды, включающая в себя теплоемкость нагрева воды и удельную температуру плавления льда так как вода в куттере в виде льда, кДж/кг;

           0 – теплота проходящая через стенки аппарата, равна 0 так как операция непродолжительна, кДж/кг;

    Тогда получим

                                                

,                                             (26)

                                                

,                                              (27)

    где - массовая доля сырья ( =0,88);

           - теплоемкость сырья ( = 3,35кДж/кг);

           - нагрев фарша в процессе куттерования с добавлением льда ( =8 град).

                                                

,                                  (28)

    где - массовая доля воды ( =0,12);