Технологии.

Кинетические закономерности основных процессов пищевой

Без знания кинетических закономерностей процессов не предоставляется возможным рассчитать основные размеры аппаратов.

Кинетические закономерности гидромеханических, тепловых, массообменных и химических процессов могут быть сформулированы в виде общего закона: скорость процесса прямо пропорциональна движущей силе и обратно пропорциональна сопротивлению.

Назвав величину, обратную сопротивлению, коэффициентом скорости, запишем основные кинетические условия уравнения.

Для движения потока материалов через аппарат:

(1)

где: - объем протекающей жидкости; - площадь сечения аппарата, - время; - коэфф. скорости процесса, - перепад давления в аппарате, -сила сопротивления среды.

Для движения (переноса) тепла:

(2)

где: - количество переданного тепла, - поверхность теплообмена, - коэфф. Теплопередачи, - средняя разность температуры между обменивающимися теплом материалами, - сила сопротивления среды.

Для переноса вещества из одной фазы в другую:

(3)

где: - кол-во вещества перенесенного из одной фазы в другую, -поверхность контакта фаз, - время; - коэфф. массопередачи, -разность между равновесной и рабочей концентрациями веществ фазах, - сила сопротивления среды.

Для химических превращений:

(4)

где: - кол-во прореагировавшего в химическом процессе вещества, —реактора, - время; - коэфф. скорости химического процесса, -движущая сила процесса, которая является функцией концентрации реагирующих веществ.

Анализ процессов и расчет аппаратов проводят в определенной последовательности. Сначала, исходя из законов гидродинамики или термодинамики, выявляют условия равновесия и определяют направление протекания процесса. По данным о равновесии устанавливают начальные и конечные значения параметров процессов.

На основании закона сохранения энергии составляют материальный баланс:

(5)

где: - кол-во исходных материалов, - кол-во конечных продуктов.

Далее определяют тепловой эффект процесса и, исходя из закона сохранения энергии, составляю тепловой баланс:

(6)

где: - тепло поступающее в аппарат с исходными материалами, - тепловой эффект процесса, - тепло уходящее из аппарата с конечными продуктами, - потери тепла в окружающую среду.

По величинам характеризующим рабочие и равновесные параметры, определяют движущую сил процесса.

На основании законов кинетики (гидромеханики, теплопередачи, массопередачи, скорости протекания химических реакций) находят коэфф. скорости процесса.

По полученным данным определяют основной размер аппарата: ёмкость, площадь поперечного сечения, поверхность нагрева, поверхность фазового контакта и т д Для этого используют общее соотношение:

(7)

где: - основной размер аппарата, - кол-во материала, перерабатываемого в единицу времени, —движущая сила процесса, - коэфф. скорости процесса.

Движущая сила и коэфф. скорости процесса являются основными величинами при определении размеров аппаратов.