W celu określenia wpływu konstrukcji mieszadła na przebieg i efekt
procesu mieszania, użyto 9 wersji mieszadła różniących się długością
korpusu i kątem odgięcia listków. Mieszano ciecze modelowe: wodę z
wodnym roztworem karboksymetylocelulozy (CMC) oraz produkty
rzeczywiste: jogurt z koncentratem owocowym i serek homogenizowany z
koncentratem.
Obliczenia stopnia zmieszania 4% roztworu CMC i wody w pełnym
przekroju mieszalnika wykazały, że najlepszy efekt mierzenia otrzymano
stosując mieszadło, którego długość korpusu wynosiła 25 mm, a kąt
odgięcia listków 60° (mieszadło 2560). Uzyskanie podobnego efektu za
pomocą innych mieszadeł wiąże się z koniecznością ich wydłużenia.
Stwierdzono, że zmiany stężenia NaCI w mieszaninie CMC i wody
zmierzone na torach ruchu sond miały charakter okresowy, a ich
amplituda malała wraz ze wzrostem strumienia masy, długością drogi
mieszania i zależała od typu mieszadła. Najlepszy efekt uzyskano za
pomocą mieszadła 2560, gdy rozkład stężeń zmierzonych przez 5 sond był
niemal identyczny i przestał zależeć od długości mieszadła. Najmniej
efektywnie pracowało mieszadło 4530. Efekt mieszania oceniano wartością
wskaźników W2 i Ws, których postać matematyczną opracowano na podstawie
modelu teoretycznego. Stwierdzono, że oba wskaźniki dobrze opisują
poziom jednorodności mieszaniny, lecz nie powinny być stosowane
zamiennie ze stopniem zmieszania podanym przez Rose'a.
W pomiarach rozkładu czasów przebywania cząstek modelowych w
mieszalnikach wykazano, że polepszenie ciągłości transportu i
stabilnego czasu przebywania wiąże się ze zmniejszeniem długości
korpusu mieszadła, zwiększeniem kąta odgięcia listków i zwiększeniem
strumienia masy nośnika.
Najwyższą wartość współczynnika oporów przepływu ń stwierdzono
w przypadku mieszadła 2560, najmniejszą zaś - mieszadła 4530, przy czym
nadrzędne znaczenie mial kąt odgięcia listków. W porównaniu z innymi
konstrukcjami, w zakresie zmian liczby Reynoldsa od 1 do 15, wartość
współczynnika .i dla wszystkich badanych mieszadeł o kącie odgięcia
listków 60° była w przybliżeniu równa wartości współczynników ń dla
mieszadeł Kenics i Sulzer SMX i mniejsza od wartości ? dla mieszadła
Helax. Wraz ze wzrostem liczby Re współczynnik .l wszystkich badanych
mieszadeł malał wolniej od współczynników .l mieszadeł znanych z
literatury. Gdy Re=250, wartości l dla wszystkich badanych mieszadeł
były wyższe od współczynników A dla mieszadeł Kenics i Helax.
Na podstawie analizy zdigitalizowanych obrazów mieszania serka
homogenizowanego z koncentratem wiśniowym, gdy całkowity strumień masy
wynosił 1012 kg-h-1, a udział koncentratu 26,5%, stwierdzono, że
jednorodny produkt można uzyskać na długości drogi mieszania ok. 1 m,
tzn. za pomocą 10 wkładek mieszających 2545. W wyniku mieszania tych
samych komponentów z wydajnością 684 kg-h-', z udzialem koncentratu
10,7%, zadowalający efekt uzyskano na drodze 1,5 m, za pomocą 15
wkładek mieszających 2545.
Analiza sitowa koncentratu i dwóch rodzajów jogurtu wiśniowego
wykazała zmniejszenie ilości cząstek owoców w produkcie gotowym, przy
czym różnice między udziałami największych cząstek w jogurtach
mieszanych z różną wydajnością były nieistotne.
Na podstawie krzywych płynięcia jogurtu, koncentratu
truskawkowego i jogurtu truskawkowego szacowano wpływ procesu
pompowania na zmianę właściwości reologicznych czynnika. Stwierdzono,
że pompowanie powoduje reodestrukcję czynnika, postępującą wraz ze
wzrostem prędkości obrotowej wirnika, i zależy od typu pompy.
Spis treści:
1. Wprowadzenie
2. Cel pracy
3. Budowa stanowiska pomiarowego
3.1. Budowa mieszadła
3.2. Przygotowanie stanowiska do badań
4. Badanie właściwości reologicznych wodnych roztworów CMC
4.1. Przygotowanie roztworów CMC do badań
4.2. Ocena okresu przydatności roztworów CMC do badań
5. Studium oceny efektu mieszania
5.1. Ocena stopnia zmieszania IR i ILP w przekroju mieszalnika
5.2. Badania rozkładów stężenia NaCI na torach ruchu sond
5.3. Badania stopnia zmieszania IR na torach ruchu sond
5.4. Wyznaczanie teoretycznego modelu procesu mieszania na torze ruchu sondy
5.5. Estymowanie parametrów modelu mieszania na torze ruchu sondy
5.6. Propozycja miary efektu mieszania W2
5.7. Propozycja miary efektu mieszania WS
5.8. Szacowanie efektu mieszania za pomocą współczynników W2 i WS
5.9. Analiza szeregu czasowego
5.10. Podsumowanie oceny efektu mieszania
6. Ocena czasu przepływu cząstek modelowych przez mieszalnik
6.1. Ocena rozkładu czasów przebywania cząstek w mieszalniku
6.2. Analiza rozkładu czasów przebywania cząstek modelowych w mieszalnikach
7. Wyznaczanie oporów przepływu roztworów CMC w mieszalniku
7.1. Pomiary kontrolne przepływu cieczy w aparacie bez mieszadła
7.2. Analiza wielkości strat ciśnienia w mieszalnikach
8. Mieszanie przetworów mlecznych. Ocena zmian właściwości reologicznych
8.1. Mieszanie jogurtu z koncentratem morelowym
8.2. Mieszanie jogurtu z koncentratem truskawkowym
8.3. Mieszanie serka homogenizowanego z koncentratem wiśniowym
8.4. Mieszanie serka homogenizowanego z koncentratem truskawkowo-waniliowym
8.5. Mieszanie serka homogenizowanego z koncentratem owocowym. Komputerowa analiza obrazu mieszania
8.6. Mieszanie serka homogenizowanego z koncentratem wiśniowym 1
8.7. Mieszanie serka homogenizowanego z koncentratem wiśniowym 2
9. Pomiary wielkości cząstek owoców w koncentracie i jogurcie wiśniowym
10. Ocena wpływu procesu pompowania na zmiany właściwości produktu
10.1. Charakterystyka pomp użytych do badań
10.2. Przygotowanie i wykonanie doświadczenia
10.3. Pomiary strumienia masy
10.4. Pomiary wielkości cząstek owoców
10.5. Ocena zmian właściwości reologicznych jogurtu wywołanych pompowaniem
10.6. Ocena zmian właściwości reologicznych koncentratu truskawkowego wywołanych pompowaniem
11. Ocena zmian właściwości reologicznych jogurtu i serka homogenizowanego wywołanych pompowaniem i przepływem przez mieszalnik
12. Wnioski i stwierdzenia końcowe
13. Wdrożenia
Piśmiennictwo
Streszczenie 
