CC BY
25
92 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ, ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1-2, 1993
7.' Руководство по методам исследования, техно' мическому 9. контролю и учету производства в масло-жи,ювой промышленности / Под общ. ред. В.П. Ржехиня \.Г. Сергеева. --
Л.: ВНИИЖ, 1967, Т.'1, кн. 1, 2; 1973. 2.
8. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. —
М.: Финансы и статистика, 1981. — 262 с.
Способ получения масел из масличного материала / Положит, реш. Госком по делам изобр. и откр. по заявке № 4887088/13—(115864) / Тарасов В.Е., Кошевой Е.П., Арутюнян Н.С.. Кварацхелия Д.Г. и др.
Кафедра машин и аппаратов пищевых производств
Поступила 29.06.92
665.1.033.001.24
ОБРАЗОВАНИЕ КВАЗИТВЕРДОГО ЯДРА И НА ОТЖИМ МАСЛА В ЧЕРВЯЧНОМ
ЕГО ВЛИЯНИЕ ПРЕССЕ
Ю.А. ТОЛЧИНСКИЙ
■ Харьковский политехнический институт
Описание движения двухфазной среды, состоящей из агрегата частиц и жидкости, в канале червячного пресса представляет собой сложную задачу. Практическим приложением решения данной задачи является процесс прессования масличного материала при производстве растительных масел [ 1, 2!.
Вязкость прессуемого ма м,- риала сложным образом зависит от елаготепловой обработки и давления [3]. Масличный материал обладает сильным
адгезионным взаимодействием с металлом и быстро отвердевает при перегреве и движении с малой величиной кинематического сдвига.
Наиболее близкой моделью сплошной среды, обладающей упомянутыми свойствами, является модель Бингама, или вязкопластичности [4). В этой модели есть два реологических параметра: пороговое напряжение сдвига Т0 и вязкость /л . В последнее время в ряде исследований была установлена зависимость вязкости от давления и свойств масличного материала [3, 5]. В настоящей статье сделана попытка определить характеристики течения масличного материала в рамках вязкопластической модели и уче> гь их влияние на отжим и фильтрацию ма'сла
Основная особенность вязкопластического течения — образование квазитвердого ядра (область безсдвигового течения). В зависимости от давления в материале и граничных условий эта область может располагаться внутри области течения или примыкать к ее границам. В последнем случае ядро имеет скорость границы.
Для характеристик контура квазитвердого ядра
анализ течения в прямоугольном канале приводит к следующим уравнениям и соотношениям:
+Х2у+! 2) Ч/2+ (1 +Х^Г1'2)^21
Ryœ -у-ф1
=у+ф+—
Я.
ф±=і ±~у±Ку+~г) -і
і +■
1+Х-
■S2
I-Ç2
R=(l—yy«/Çm)~l, У00= То/дР/дв, Г =(h/2ju)dP/d9, уітг — ± Ry со W, / [Аг (1 ~/?}'оо)], e=z/h, X=h/a, Ç = x/û, (1)
где y~(Ç) — контуры верхней и нижней границ ядра;
h, а — высота и ширина прямоугольного канала соответственно;
W/'\ — скорость верхней границы канала;
Ут— максимальные значения контуров границ ядра,
z — координата вдоль оси канала.
В соответствии с (1) контур ядра представляет собой овал, который целиком размещается внутри прямоугольника с координатами Ут, Çm, а величина £,т находится из уравнения:
X-£m)
(2)
где у0 — координата центра ядра на оси ОУ.
В квазитвердом ядре отсутствует сдвиг, однако вокруг ядра возможно течение как с продольным, так и с поперечным сдвигом. Если скорость верхней границы канала имеет поперечную-составляющую Щ , то контуры ядра изменяются. Учет-этих изме-
І13ВЕС1
нений
только
г
/4=0 В =(!
где
Г /її
От* от фи; С рост ние в при фї го сопл териал матиче ядре н сопрот вое в о течени
На с цессе, двухфа на пра дель от для прі форму; вдоль с
I =р/(
где Р/
а -
Q
В фс везде ^ учесть ректир риала. НИИ со прониі
П юр
ния ди
Л.Д., I Мельш ко В.Ф. Л.Ю.; Ї
KpacHOj Рус.—Z № 124: Изу*
чении
1993
нала /
■ заявке їй Е.П.,
:тв
001.24
Е
иводит
-ф+—
і)дР/дв,
%=h/a,
(1)
границ
і канала
а;
границ
:тавляет
внутри
величи-
(2)
:и OY.
, однако
[ОЛЬНЫМ,
верхней ляющую их изме-
ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ, ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 1-2, 1993 93
нений очень громоздок, поэтому здесь ограничимся только выражением для ширины ядра:
(У+-Г_)/2 У00 = В/(1 -(ХУ«/%т)А |,
А = (1 +2с+2+2й+2у1/2+ (1 +2с_2+2аГ2)_^2,
В =( 1+2а+2 4-26+2)г 1/2+(1 +2о_2+2Г2)“1/2, (3)
-+- “Ь -г- .4-
где а ,Ь ,с ,й ' —- функции отношения Ч? /V/, и величин ут,
"Отжим масла в значительной степени зависит от фильтрующих свойств прессуемого материала, С ростом давления в материале повышается давление в порах и резко уменьшается проницаемость при фильтрации масла. Снижение гидравлического сопротивления наблюдается в тех областях материала, б которых движение происходит с кинематическим сдвигом. Поскольку в квазитвердом ядре нет кинематического сдвига, гидравлическое сопротивление в нем значительно превышает таковое в окружающей его области вязкого сдвигового течения.
На основе представлений об отжиме как о процессе, связанном с объемным деформированием двухфазной среды, сформулирована, и проверена на практике деформационно-фильтрационная модель отжима [6, 7]. В соответствии с этой моделью для процесса прессования с отжимом предложена формула, описывающая изменения стока масла вдоль оси винтового канала червячного пресса [7]:
/ =р(аИц (1 Р/дг/[ 1 +ац[ ц Х/80 О|, (4)
где р/ — плотность масла;
(X — модуль сжимаемости материала;
а — проницаемость материала.
В формуле (4) считается, что течение в канале везде имеет сдвиговый характер. Для того, чтобы учесть эффект присутствия ядра, необходимо скорректировать величину £2 — проницаемость материала. Если для проницаемости в сдвиговом течении сохранить то же самое обозначение О , а для проницаемости в ядре течения использовать 01 ,
то поток фильтрации ] можно описать следующим выражением:
__________________1_________________йР_
7 /г [(И-у”^/+)/0+(у+-у_)/01 ] ¿г '
О > > 01 (5)
Из выражения (5) следует, что применительно к вязкопластическому течению в (4) О надо заменить величиной:
(1-£т)0 + £т01/(У+-у_). (6)
Данную модель можно использовать для количественного описания явления отвердевания масличного материала в канале червячного пресса, если известна из опыта зависимость порогового напряжения сдвига от давления, влажности, температуры и времени пребывания под нагрузкой. Определение этой зависимости должно составить предмет последующего исследования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Голдовский А.М. Теоретические основы производства растительных масел. — М., 1958. — 446 с.
2. Масликов В.А. Технологическое оборудование произвол-’ ства растительных масел. — М., 1974. — 4-39 с.
3. Кудрин Ю.П., Геращенко В.Н., Толчинский Ю.А., Ключкин В.В., Савус А.С. Исследование процесса экструзионной подготовки семян сои к эстракции: Сб. / / Тр. ВНИИЖ. — 1989. — Вып. 29.
4. Гейрингер X., Фрейденталь Ф. Математические теории неупругой сплошной среды. — М.. 1962. — 432 с.
5. Толчинский Ю.А., Ключкин В.В. К вопросу о реологии маслосодержащих материалов / Машины, агрегаты, процессы и аппараты пищевой технологии. — Л., 1990. — С. 9—14.
6. Толчинский Ю.А. Процесс разделения твердой и жидкой фаз в шнековом маслоотжимном прессе / Тез. докл. 4-й Республ. конф. «Повышение эффективности, совершенствование процессов и аппаратов химических производств». — Харьков. 1976. — С. 56—57.
7. Толчинский Ю.А. Исследование процесса фильтрации в шнековом маслоотжимном прессе: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. — Краснодар. 19/9.
Кафедра общей химической технологии, процессов и аппаратов
Поступила 06.07.92
ДЕПОНИРОВАННАЯ РУКОПИСЬ
Пюре из топинамбура — основа для создания диабетических сортов хлеба / Бобровник Л.Д., Гулый И.С., Ефимов A.C., Ремесло Н.В., Мельник И.М., Бахтина Т.Ю., Дробот В.И., Доцен-ко В.Ф., Горбагюк Л.О., Устинов Ю.В., Арсеньева Л.Ю.; Ред. журн. «Изв. вузов. Пищ. технолог.» — Краснодар, 1990. —16 с.: ил.—Библиогр. 9 назв.— Рус.—Деп, в ЦНИИТЭИхлебопродуктов 29.08.91 г., № 1241.
Изучена возможность использования в хлебопечении пюре из топинамбура.
Приведены результаты исследований влияния пюре на биохимические, микробиологические процессы в тесте, его реологические свойства и качество хлеба.
Разработаны два новых диабетических сорта хлеба с добавлением пюре из топинамбура.
¡Киевский технологический институт пищевой промышленности] [Киевский научно-исследовательский институт эндокринологии и обмена веществ]
