Особенности перемешивания сгустка при производстве сыра и творога

Перемешивающее устройство представляет собой специальные решетки, состоящие из струн или пластин. Назначение перемешивания — дробление творожного сгустка и получение зерен по возможности одинакового размера. В сыродельных ваннах одновременно протекает процесс разрезания и перемешивания.

При столкновении с кромкой режущего инструмента зерно испытывает давление р. Отнеся это давление к размеру зерна d, получим силу pd, которая заставляет зерно смещаться со скоростью движения v режущего инструмента.

Сила, которая заставляет зерно перемещаться, равна произведению.

Полагая, что зерно имеет шарообразную форму, сопротивление среды, уравновешивающее эту силу, составит.

Отсюда давление равно:

В реальном процессе необходимо учесть, что:

• • частицы имеют неправильную форму;
• • размеры их уменьшаются по мере протекания процесса;
• • плотность частиц увеличивается (за счет синерезиса);
• • перемешивание идет в стесненных условиях.

Перемешивание при маслообразовании.

Рассмотрим сбиватель маслоизготовителя. Он состоит из цилиндрического корпуса и мешалки (рис. 2.36).

Рис. 2.36. Схема сбивателя маслоизготовителя:

1 — корпус; 2 — мешалка (п = 2000 об/мин) Процесс в этом аппарате можно разделить:

• • на сбивание сливок, что приводит к концентрированию жировых шариков;
• • разрушение оболочек жировых шариков, сближение жировых шариков, их слипание (образование масляного зерна).

У стенок аппарата вследствие большого градиента скорости (dv/dx) создаются мощные вихревые потоки (циклоны), которые перемещаются к центру. Таким образом, жировые шарики претерпевают сложные перемещения:

• 1) поступательное к оси циклонов;
• 2) вращательное;
• 3) относительное перемещение в слоях.

Процесс маслообразования завершается в текстураторе путем механической обработки масляного зерна. В результате механического воздействия образуется пластическая масса, которая имеет ярко выраженную структуру. Масло относится к неньютоновским жидкостям.

Для ньютоновских жидкостей зависимость между касательным напряжением т и градиентом скорости dv/dx выражается уравнением прямой, проходящей через начало координат (линия 1 на рис. 2.37):

Тангенс угла наклона прямой равен коэффициенту вязкости р.

Вязкость неньютоновских жидкостей при данной температуре и давлении не остается постоянной величиной, а изменяется в зависимости от скорости сдвига. Такие неньютоновские жидкости можно разделить на следующие группы:

• • бингамовские пластичные жидкости (линия 2);
• • псевдопластичные жидкости (линия 3);
• • дилатантные (кривая 4).

Для пластичных тел (бингамовских жидкостей) необходимо приложить усилие т_т — предел текучести, после этого жидкость ведет себя как ньютоновская.

Рис. 2.37. Зависимость между напряжением и скоростью сдвига

Уравнение кривой течения бингамовских жидкостей имеет вид.

где р_п — коэффициент пластической вязкости.

К типу бингамовских жидкостей относится масло. Псевдопластические жидкости описываются уравнением.

где, а = const, а < 1.

К данному типу относятся растворы высокомолекулярных соединений.

Дилатантные жидкости характеризуют уравнением.

где а > 1.

К этому типу относятся высококонцентрированные суспензии.