III.Mekhanik-teplofizik jarayonlarga
asoslangan ishlab chiqarishlar juda
kўp sohalarni qamrab olgan. Bundaj tekhnologiyalar asosida mekhanik
jarayonlardan aralashtirish, ajratish, separaciyalash, chaqish, majdalash, bosim
ostida ishlov berish va boshqalar; teplofizik jarayonlardan shamollatish, quritish,
qajnatish, qovurish va boshqalar yotadi. Bu jarayonlar un-yorma, makaron,
konditer, konserva, yog-moj ishlab chiqarish korhonalarida keng tarqalgan.
IV.Kimyovij ishlab chiqarishlar
asosida kimyovij reakciyalar yotadi.
Bundaj tekhnologiyalar krahmalni noorganik va biokatalizatorlar Bilan gidrolizlab,
glyukoza ishlab chiqarishda, mojlarni gidrogenlab yoki pereeterifikaciyalab, turli
qattiq yog mahsulotlari ҳamda sovun ishlab chiqarishda, etilenni gidrotaciyalab,
etil spirti ishlab chiqarishda va boshqalarda qўllaniladi.
Kўrib chiqilgan tўrt guruh ishlab chiqarishlarning ҳar birida ўziga hos asosij
jarayonlar, ularning tushunchalari va qonuniyatlari mavjud. Kujida ҳar bir
guruhga mansub jarayonlarning asosij tushunchalari bilan tanishamiz va asosij
qonuniyatlarni ta"riflajmiz.
Birinchi guruh ishlab chiqarish korhonalaridagi bijgitish tekhnologiyasining
asosini mikrobiologik va biokimyovij jarayonlar tashkil qiladi. Bu jarayonlar hom-
ashyodagi yoki mikroorganizmlar ajratib chiqaradigan fermentlar yordamida
boradi. Ma"lumki, fermentlar bu biokatalizatorlardir, Ularning tabiati, turlari,
tabiatda tarqalishi, hususiyatlari bilan «Biokimyo» kursida tўliq tanishilgan.
Biotekhnologik jarayonlarni harakatlantiruvchi yana bir kuch bu drojjilardir. Ular
bir hujajrali mikroorganizmlar bўlib, ularning tuzilishi, turlari, kўpajishi va
boshqalar haqidagi tўliq ma"lumot «Mikrobiologiya» kursida tўliq ўrganiladi.
Tekhnologik jarayonlarda mikroorganizmlarning hom-ashyolarga ta"siriga
keladigan bўlsak, ularning ҳayot faoliyati natijasida sintezlangan va ajralib chiqqan
fermentlar ishtirokida boradigan biokimyovij ўzgarishlar natijasida, mahsulot hosil
qilinadi. Turli mikroorganizmlar turli fermentlar sintezlajdi. Masalan, spirt ishlab
chiqarishda mogor zamburuglarining yoki solodning (undirilgan arpa) amilaza
fermetlari suslaning (oraliq mahsulot) krahmali mono- va disaharidlarga
ajlantiriladi va sўngra ulardan mahsus drojjilarning fermentlari ta"sirida spirt hosil
qilinadi. Pivo ishlab chiqarishda esa, solod tarkibidagi kompleks (ҳar hil)
amilolitik va proteinazala fermentlari va drojjilar t"sirida etanol, kўp atomli spirtlar
va boshqa pivoning ta"m-mazasini belgilovchi moddalar hosil qilinadi. Bundaj
misollarni vinochilikda, aceton ishlab chiqarishda, ozuqa kislotalaridan limon, sut
kislotalari ishlab chiqarishda, choj va tamakini fermentlash jarayonlarida kўrish
mumkin.
3
Ikkinchi guruh ishlab chiqarishlarda hom-ashyodan ozuqavij ahamiyatga ega
bўlgan muhim, fojdali moddalarni ajratib olishning turli usullari ichida keng
tarqalgani bu ekstrakciya va presslash usullaridir. Oziq-ovqat sanoatida ektrakciya
jarayonlariga qand lavlagisidan qandni; olma siqmalaridan pektin moddalarini;
vinochilikda uzum siqmalaridan vino buketiga kiruvchi vino kislotasining tuzlari
va qandni; farmacevtikada dastlabki zamburugli hom-ashyodan fermentli
preparatlarni; yog-moj sanoatida kunjaradan ekstrakciya mojini ajratish kabi
tekhnologiyalarni misol qilish mumkin. Ekstrakciya usuli iqtisodij samarali bўlsa,
presslab ajratib olingan mahsulotlar ancha sifatli ҳisoblanadi. SHuning uchun
ikkala usuldan ketma-ket fojdalanish samaralidir.
Ekstrakciya bu turli moddalardan tashkil topgan murakkab aralashmadan
tanlovchanlik hususiyatiga ega bўlgan erituvchi yordamida bir yoki bir nechta
moddani eritib, ajratib olish tushiniladi. Hom-ashyo tarkibidagi hujajradan
eruvchan moddalarni ajratib olish ikki bosqichli jarayonda boradi. Birinchi
bosqichda erituvchi hom-ashyo tўqimasiga diffuziyalansa, ikkinchi bosqichda
erituvchiga hom-ashyodan modda uzatish amalga oshadi. Fik ta"riflagan
molekulyar diffuziyaning asosij qonuni ekstrakciyalanayotgan moda miqdori va
jarayonning asosij parametrlari (kўrsatkichlari) orasidagi bogliqlikni belgilajdi:
dG = - D( c / x) dF d
Bunda, dG – vaqt ichida, hom-ashyoda modda koncentraciya gradienti c
/
x bўlgandagi, F izokoncentracion yuza orqali shimilayotgan erituvchi
miqdoridir.
D – diffuziya koefficienti bўlib, hom-ashyoning fizik parametri bўlib, shu
hom-ashyo koncetraciya gradienti birga teng bўlgandagi, bir birlik yuzasidan bir
vaqt birligida diffuziyalanadigan moda miqdoriga teng. Ўlcham birligi – m2/ s.
Bu tenglama hom-ashyoda erituvchi tўplanmasa, modda koncentraciyasi
ўzgarmas bўlsagina qўllanilishi mumkin. Biroq ekstrakciya jarayonida hom-
ashyoda doimij ravishda modda koncentraciyasi kamayadi. SHuning uchun bundaj
masalalar mahsus differencial tenglamalar bilan echiladi.
Ekstrakciya jarayonining ikkinchi bosqichida ekstrakciyalanayotgan modda
qattiq hom-ashyo yuzasidan suyuq fazaga molekulyar diffuziya va konvekciya
tufajli harakati amalga oshadi. Bu jarayon ancha murakkab, biroq muhandislik
amaliyotida qujidagi tenglama ishlatiladi:
dG = ( Cp - S ) F d
Bunda, - massa uzatish yoki massa almashish koefficienti, m/s;
Cp – erituvchining oqimdagi koncentraciyasi;
S - erituvchining hom-ashyo yuzasidagi koncentraciyasi.
4
Diffuziya koefficientidan farqli ravishda massa almashish koefficienti doimij
kattalik bўlmaj majdalangan hom-ashyo ўlchamlari va shakliga, erituvchining fizik
hususiyatlari va tezligiga, jarayonning harorati va boshqalarga bogliqdir.
Ekstrakciya jarayoninig asosij konuniyati shundan iboratki, ekstrakciyaning
harakatlantiruvchi kuchi bu koncentraciyalar farqidir.
Tozalash-rafinaciya. Ўsimlik hom-ashyosidan ajratib olingan faza, olinish
usulining turidan qat"ij nazar, u qўshimcha tozalanishi kerak. Oziq-ovqat sanoatida
tozalash rafinaciya deb yuritiladi. Qujida tozalashning keng tarqalgan usullari bilan
tanishamiz. Tozalashning fizik va fizik-kimyovij usullari ma"lum. Suyuq
moddalarni tozalashning fizik usullariga tindirish, filtrlash, separaciyalash,
jarayonlari kiradi.
Tindirish – majda zarrachalarning suyuqlik ichida ogirlik kuchi ta"sirida
chўkishidir. Tindirish tezligi zarrachalarning zichligiga, ўlchamiga va suyuqlikning
fizik hossalariga bogliq. Sanoatda asosan davrij va uzluksiz ishlajdigan
tindirgichlar qўllaniladi. Tindirish jarayoninig asosij qonuniyati shundan iboratki,
uskunalar unumdorligi ularning balandligiga emas, balki tindirish yuzasining
kattaligiga va zarrachalarning chўkish tezligiga bogliq.
Filtrlash – govak tўsiqlar yordamida suspenziyalarning tarkibidagi
zarrachalarni
tutib
qolib,
suyuq
fazasini
ajratishdir.
Bu
jarayonning
harakatlantiruvchi kuchi tўsiq oldi va orqasidagi bosimlar farqidir. Bosimlarning
bu farqi filtrlanayotgan suspenziyani nasos yordamida uzati yoki gidrostatik bosim
ҳisobiga; vakuum hosil qilish ҳisobiga; siqilgan ҳavo bosimi ҳisobiga hosil
qilinadi. Oziq-ovqat sanoatida asosan tўsiq va chўkma qatlami orqali filtrlash keng
qўllaniladi. Suspenziya kam koncentraciyali va zarrachalar juda majda bўlsa,
mahsus (diatomit, perlit, cellyuloza, asbest va boshqa) filtrlovchi moddalar tўsiq
yuzasiga yuritilib govaklarning tўlib qolishining oldi olinadi. Bu moddalar
suspenziya tarkibiga 1% gacha qўshib ishlatiladi. Sanoatda ramali, patronli,
barabanli, diskli va vakuumli filtrlar keng tarqalgan. Filtrlash jarayonining asosij
qonuniyatlari qujidagichadir. Qatlam qalinligi oshishi bilan bosimlar farqi
ўzgarmas bўlsa, filtraciya tezligi kamayadi. Qatlam qalinligi ortishi bilan bosimlar
farqi ortib borsa, filtraciya tezligi ўzgarmas bўladi. Demak, filtraciya tezligi
bosimlar farqiga tўgri proporcional bўlib, tўsiq va qatlam umumij qarshiligiga
teskari proporcionaldir.
Fizik-kimyovij tozalash usullariga adsorbciya va dezodoraciya jarayonlarini
misol qilsa bўladi. Ma"lumki, adsorbciya bu eritmadan bir yoki bir necha
komponentlarni qattiq moda yuzasiga yutilishidir. Adsorbciya tanlovchan va qajtar
bўlishi mumkin. Adsorbent sifatida govak qattiq moddalar (aktivlangan kўmir,
silikagel, cellyuloza massasi, kizel'gur, oqlovchi tuproqlar) qўllaniladi. Qand ishlab
chiqarish, vinochilik, sok ekstrakciyalash va pahta moji ishlab chiqarishda oqlash
5
adsorbciya usulida amalga oshiriladi. Adsorbciya fizik yoki kimyovij bўladi.
Kimyovij adsorbciyada, fizik adsorbciyadan farqli ravishda, adsorbent va yutilgan
modda molekulalari orasida kimyovij reakciya va kimyovij bog hosil bўladi.
Sanoatda jarayonlar, asosan adsorbentning harakatsiz yoki harakatli ҳolatda
bўlishiga kўra, davrij va uzluksiz turlarga bўlinadi.
Dezodoraciya – hid beruvchi moddalarni ma"lum sharoitda, ishlov
berilayotgan mahsulotning sifatiga zarar etkazmagan holda, buglatib uchrib
yuborishdir. Buglatish ўtkir bug yordamida aralashtirish bilan qўshib olib boriladi.
Bu jarayon asosan mojlarni doglashda qўllaniladi. Mojning oksidlanishini oldini
olish uchun bug tarkibida kislorod bўlmasligi ta"minlash kerak.
Eritish va kristallash. Kristall moddalar erish hususiyatiga ega. Oziq-ovqat
sanoatida erish hodisasi ekstrakciya jarayonida qўllanilishini kўrib chiqdik. Erigan
moddani eritmadan yana kristall holatga keltirish oq qand (saharoza) ishlab
chiqarish jarayonining ikkinchi bosqichini tashkil qiladi. Saharoza misolida
kўradigan bўlsak, u faqat ўta tўjingan eritmadan kristall holatga ўtishi mumkin,
Kristallanish markazlarini hosil, kristallni ўstirish va eritmani ўta tўjingan holatda
ushlab turish, qajnatish orqali amalga oshiriladi. Ўta tўjinganlik eritmadagi moda
miqdorining eritma suvi miqdoriga nisbati bilan ўlchanadi. Bu koefficient ўta
tўjinganlik koefficienti dejiladi. Agar eritmada qand bўlmagan moddalar bўlsa,
saharozaning bundaj eritmadagi eruvchanligi YAna ham ortadi. Bundaj eritmalarda
saharoza eritmasining tўjinish koefficienti ( 1) kattaligi kiritiladi:
1 = N / N
Bunda, N - saharozaning distillangan suvdagi eruvchanligi
N – saharozaning aralash eritmadagi eruvchanligi.
Eritmaning ўta tўjinganligi ( ) koefficient bilan ўlchanadi.
= N1 / N
Bunda, N1 – eritmadagi saharoza miqdorining bir birlik eritma suvi
miqdoriga nisbati.
Agar = 1 bўlsa, eritma tўjingan;
1 bўlsa, eritma tўjinmagan;
1 bўlsa, eritma ўta tўjingan ҳisoblanadi.
Sanoatda ўta tўjingan eritmalardan saharoza kristallarini ajratib olishda
eritmaning
= 1,0 – 1,1 passiv ўta tўjinganlik oraligi,
=1,1 - 1,3 aktiv ўta
tўjinganlik oraligi va 1,3 bўlsa, intensiv ўta tўjinganlik holati chegaralari
bўlib, har bir ўta tўjinish holati ma"lum maqsadda hosil qilinadi. Saharozani
kristallash uchun optimal oraliq
=1,1 - 1,3 bўlib, shunda ҳam kristallarni
boshlash uchun («zatravka») oz miqdorda qand uni qajnatilayotgan eritmaga
solinadi.
Reologiyaning asosij tushunchalari. Oziq-ovqat sanoati hom-ashyo va
mahsulotlari asosij reologik hususiyatlariga qovushqoqlik, taranglik, egiluvchanlik
6
va mustahkamlik kiradi. Ajnan bir material holati va ta"sir turiga kўra har hil
hususiyat namoish qilishi mumkin. qiladi. Agar asta sekin davomij kuch tasir
ettirilsa, qovushqok va yopishqoqlik namoish qiladi. Kўplab tekhnologogik
jarayonlarda qajta ishlanayotgan material bir reologik holatdan Masalan, makaron
hamiri tez kuch ta"sir ettirib qajtarilsa, u taranglik namoish mutloq qarama-qarshi
reologik holatga ўtadi ajrim hollarda qisman ўzgartiradi. Bunda avval ҳavo yoki
suyuqlikni jўqotish ҳisobiga zichlashish, sўngra material zarrachalarining
zichlashishi ҳisobiga plastik deformaciyalanish sodir bўladi. Hom-ashyo,
yarimmahsulot va mahsulotlarning reologik hususiyatlarini ўrganish tekhnologik
uskunalar konstrukciyasi, asosij qismlari mustahkaligi va kinematikasini qajta
ishlanayotgan material fizik-mekhanik hususiyatlari bilan uzvij boglash
imkoniyatini beradi. Bosim ostida har taraflama siqilish sharoitida material
massasining hajmij deformaciyasini ўrganish bosimning massa hajmi ichida
tarqalishini, material siqilish darajasini, material zichligi va bosim orasidagi
bogliqlikni va boshqa masalalarni hal qilish imkoniyatini beradi. Bu esa ўz
navbatida tekhnologik jarayonlarda ohirgi mahsulot sifatiga ijobij ta"sir qiladigan
bosimni ta"minlash imkoniyatini beradi.
Oziq-ovqat mahsulotlarining teplofizik tafsiflari va optimal termik ishlov
berishni asoslash principlari. Tekhnologik jarayonlarda issiqlik va massa uzatish
hodisalari muҳim aҳamiyatga ega. Kўpchilik hollarda bu nostacionar va qajtmas
jarayonlar bўlib, hom-ashyo va yarimmahsulotlarning hossalari, strukturasi va
sifatini ўztartirishga olib keladi.
Oziq-ovqat sanoati hom-ashyo va materiallari geterogen sistemalar bўlib,
turli strukturaga ega bўlgan qattiq moddalar va gazlangan suyuqliklardir. Bundaj
materiallarning teplofizik kўrsatkichlari avvalambor kimyovij tarkibi va namligiga
bogliq bўlib, qajta ishlash jarayonida sezilarli ўzgarishi mumkin. SHuni inobatka
olish kerak-ki, issitish yoki sovutish usuli va tezligi mahsulot strukturasi va
hossasini turlicha ўzgartirishi mumkin. Materiallarning teplofizik kattaliklarini
ўrganib, ozuqa mahsulotlari-ning teplofizik hususiyatlarini baҳolash ҳamda qajta
ishlash tekhnologik jarayonlari bilan tўgri boglash, mahsulot sifatini ta"minlajdi.
Qajta ishlash jarayonining optimal tanlagan termik sharoiti yuqori sifatli
mahsulotni yuqori unumdorlik va iqtisodij samara bilan ishlab chiqarishni
ta"minlajdi.
Do'stlaringiz bilan baham: |