Классификация основных процессов

Возникновение и развитие курса ПАПП

Наука о ПАПП создана в результате большой работы, проведенной отечественными и зарубежными учеными.

Так в 1897 году Д.И. Менделеев в книге "Основы фабрично-заводской промышленности" впервые изложил принципы построения курса процессов и аппаратов и дал их классификацию. Эти идеи затем были развиты А.К. Крупским, И.А. Тищенко и рядом .других ученых.

В России первый курс, посвященный процессам и аппаратам, появился в 1913 г. Это была книга проф. И.А. Тищенко "Основные процессы и аппараты химической технологии". В дальнейшем вышли книги проф. А.Г. Касаткина, А.Н. Плановского, Кафарова и т.д. Из иностранных ученых, внесших заметный вклад в создание и развитие курса процессы и аппараты, можно отметить Льюиса, Уокера, Шервуда, Ричардсона и др.

Все многообразие процессов пищевой промышленности можно разделить на четыре основных класса:

Гидромеханические,

Тепловые,

Массообменные,

Механические.

За последние годы массообменные процессы пополнились новой и весьма важной группой мембранныхпроцессов.

В настоящее время в стадии становления находится новый большой и очень перспективный раздел технологии - биотехнология.

Количественное описание процессов пищевой технологии основано на законах химической термодинамики и кинетики в совокупности с законами переноса количества движения, теплоты, массы.

Современные процессы должны осуществляться непрерывно и с большими скоростями, с применением средств настройки на оптимальный режим, отвечать условиям комплексного использования сырья и энергии, исключающих возможность загрязнения воздушного и водного бассейнов вредными выбросами.

Классификация основных процессов

1. Гидромеханические процессы, скорость которых определяется законами гидродинамики - науки о движении жидкости и газа. К этим процессам относятся перемещение жидкостей и газов, разделение жидких и газовых неоднородных систем в поле силы тяжести (отстаивание), в поле центробежных сил (центрифугирование), а также под действием разности давлений при движении через пористый слой (фильтрование) и перемешивание жидкостей.

2. Тепловые процессы, протекающие со скоростью, определяемой законами теплопередачи - науки о способах распространения тепла. Такими процессами являются нагревание, охлаждение, выпаривание и конденсация паров.

3. Массообменные (диффузионные) процессы, характеризующиеся переносом одного или нескольких компонентов исходной смеси из одной фазы в другую через поверхность их раздела. К этой группе процессов, описываемых законами массопередачи, относятся абсорбция, перегонка (ректификация), экстракция из растворов, кристаллизация, адсорбция и сушка.

4. Механические процессы, описываемые законами механики твердых тел. Они применяются в основном для подготовки исходных твердых материалов и обработки конечных твердых продуктов, а также для транспортирования кусковых и сыпучих материалов. К механическим процессам относятся измельчение, транспортирование, сортировка (классификация), дозирование и смешение твердых веществ.

По способу организации процессы пищевой технологии делятся на периодические и непрерывные.

Периодические процессыпроводятся в аппаратах, в которые через определенные промежутки времени загружаются исходные материалы; и после их соответствующей переработки (например, проведения химической реакции) происходит выгрузка конечного продукта. По окончании разгрузки аппарата и его повторной загрузки процесс повторяется снова. Таким образом, периодический процесс характеризуется тем, что все его стадии протекают в одном месте(в одном аппарате), но в разное время.

Непрерывные процессыосуществляются в проточных аппаратах. Поступление исходных материалов в аппарат и выгрузка конечных продуктов производится одновременно и непрерывно. Следовательно, непрерывный процесс характеризуется тем, что все его стадии протекают одновременно, но разобщены в пространстве, т.е. осуществляются в разных аппаратах или в различных частях одного аппарата.

Известны также комбинированные процессы. К ним относятся непрерывные процессы, отдельные стадии которых проводятся периодически, либо периодические процессы, одна или несколько стадий которых протекает непрерывно.

Основные преимущества непрерывных процессов по сравнению с периодическими следующие:

1. нет перерывов в выпуске конечных продуктов, т.е. отсутствуют затраты времени на загрузку аппарата исходными материалами и выгрузку из него готовой продукции;

2. более легкое автоматическое регулирование и возможность более полной механизации;

3. большая компактность оборудования, что сокращает капзатраты и эксплуатационные расходы;

4. более полное использование подводимого (отводимого) тепла за счет отсутствия перерывов в работе аппаратов.

Благодаря указанным достоинствам использование непрерывных процессов увеличивает производительность аппаратуры, уменьшает количество обслуживающего персонала, улучшает условия труда и повышает качество конечной продукции.

Периодические процессы сохраняют свое значение главным образом в производствах относительно небольшого масштаба с разнообразным ассортиментом продукции, где их применение позволяет достичь большей гибкости оборудования при меньших капзатратах.

Непрерывные процессы отличаются от периодических и по распределению времени пребывания частиц среды в аппарате. В периодически действующем аппарате все частицы среды находятся одинаковое время, а в неп­рерывнодействующем их времена пребывания могут значительно различаться.