Описание гранулометрического состава шоколадных масс, обработанных в ЭММА

Наиболее объективно качество измельчения шоколадных масс, обработанных в электромагнитном измельчающем устройстве постоянного тока (ЭММА), можно оценить по аналитическим зависимостям, получа­емым подстановкой в уравнения [173] значений нескольких параметров, устанавливаемых экспериментально по результатам дисперсного анализа. В результате из анализа формул [27,74,173] и данных экспериментальных исследований установлено, что для описания функции распределения дисперсной фазы, шоколадных масс, обработанных вЭММА, наиболее обоснованным является логарифмически нормальный закон распределения (ЛНР). Справедливость его при описании гранулометрического состава продуктов помола теоретически доказана Колмагоровым А.Н. для большинства практических случаев, когда тонкоизмельченные материалы получены механическим измельчением в течение длительного времени при условии отсутствия влияния на продукт исход­ного размера зерна. Применимость ЛНР для описания функции распре­деления дисперсной фазы шоколадных масс в ЭММА устанавливалась в результате многочисленных экспериментальных исследований процесса измельчения при различных режимах работы аппарата путем изображения экспериментальных точек на логарифмической вероятностной сетке. Спрямление кривой распределения в названной систем координат на всем интервале наблюдений свидетельствовало о согласованности эмпирической функции распределения ЛНР.

Функция ЛНР массы материала по диаметрам частиц описывается выражением:

(4.1)

где - медиана распределения; - стандартное (среднеквадратическое) отклонение логарифмов диаметров от их среднего значения.

Заменив в уравнении (4.1) подынтегральное выражение на

(4.2)

получим нормированную функцию нормального распределения

(4.3)

которая изменяется в пределах от 0 до 100 %.

Гранулометрический состав шоколадных масс, полученных в электромагнитном режиме работы ЭММА с магнитной индукцией в рабо­чем объеме аппарата В равной 0,4 Тл, представлен на рис.4.4. в виде кривых функций распределения, изображенных на логарифмичес­ки вероятностной сетке.

Как видно из графиков, увеличение индукции в рабочем объеме способствует улучшению однородности продукта. Линия распределения зернового составе при В = 0,4 Тл в области мелких фракций имеет более низкое расположение, что свидетельствует о меньшей доле частиц "вредных"фракций, размером < 10 мкм. Более близ­кое расположение линии распределения к вертикали говорит о мень­шей дисперсии и соответственно меньшем стандартном отклонении кривой распределения, а следовательно, и более узком распределе­нии, то есть большей однородности по своим размерам частиц смеси. Среднеквадратичное отклонение можно определить аналитически, по формулам:

или (4.4)

полученным из равенстве (4.2) в результате под­становки табличного зна­чения функции распреде­ления D(δ) = 84,1 %, которое соответствует нормированной нормально распределенной величине U = + 1 (4.4). Величины, входящие в соотношение (4.4): диаметры частиц (проход 84,1 и 50 %) находятся из трафиков функ­ции распределения частиц по размерам. Аналитическую формулу (4.4) можно использовать для харак­теристики однородности обработанных в ЭММА шоколадных масс.

Рисунок 4.3 - Функции распределения частиц шоколадной массы, полученной на ЭММА при величине индукции в рабочем объеме В, Тл: 1 – В = 0,25 Тл; 2 – В = 0,4 Тл

В результате анализа экспериментальных данных установлены следующие гранулометрические характеристики про­дуктов помола:

при В = 0,25 Тл: D =90,5 %; =12 мкм; = 25 мкм; = 2,08;

при В = 0,4 Тл; D = 96 %; =12 мкм; = 19,9 мкм; = I,66.

Наиболее оптимальным гранулометрическим состав для приготовления шоколадных изделий обладает смесь, диспергированная в электромагнитном режиме работы ЭММА с В = 0,4 Тл. Получение более однородного полуфабриката с высокой дисперсностью положительно сказывается как на вкусовых достоинствах шоколадных изделий, так и на их себестоимости.

Установленная применимость ЛНР позволяет рассчитать гранулометрические характеристики измельченной вЭММА шоколадной массы по трем известным точкам и объективно оценить ее качество.