Ingenieurstechnieken I Dr. Ir. M. Eeckhout Dept. Biotechnologische Wetenschappen, Landschapsbeheer en Landbouw academiejaar 2005-2006

Inleiding Ingenieurstechnologie: studie van de operaties die grondstoffen moeten ondergaan om ze beter geschikt  te maken voor een bepaald doel processchema of fabricageschema voorstelling van de verschillende opeenvolgende eenheidsoperaties academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006

CHEESE FINES SCREENED WHEY SILO centrifuge SKIMMED CREAM SCREEN Figuur 1.1. Voorstelling van een fabricageschema (hier de verwerking van melkwei) academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006

Productieproces van droge, verse en vloeibare gist academiejaar 2005-2006

Inhoudstabel Inleiding Eigenschappen van materie Materie- en energiebalansen Intern transport Verkleinen van materiaal /vergroten Mengen Verschillende aggregatietoestanden academiejaar 2005-2006

7. Mechanische Scheidingsprocessen Zeven Sedimenteren Centrifugeren Filtreren Persen Studie van de vochtige lucht Drogen De Basisbeginselen van koeltechniek academiejaar 2005-2006

Inhoudstabel deel II Membraanfiltratie Warmtetransfer systemen in de verwerkende industrie Fysische scheidingsprocessen Evaporatie of verdamping Extractie (solvent en superkritische) Destillatie Adsorptie academiejaar 2005-2006

2. Materie- en energiebalansen input = output + accumulatie Als: - massa-invoer I - massa-uitvoer U - massa-inventaris Is  I >  U dan is  A > 0 Is  I <  U dan is  A < 0 Is  I =  U dan is  A = 0 academiejaar 2005-2006

VOORBEELD academiejaar 2005-2006

Materiebalansen (2) De balansen moeten onafhankelijk zijn en hun aantal moet groter zijn dan het aantal onbekenden. L1 : F = B + T + X + dA L2 : W'= T + X L3 : F = B + W' + dA L4 : W = dA + W' L5 : F = B + W er zijn slechts 3 onafhankelijke balansen L2, L4, L5 academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006

100 kg met 17% vocht  X kg met 15 % vocht voorbeeld Indien men tarwe met een vochtgehalte van 17% wenst te drogen tot 15%, hoeveel vocht dient men dan per ton tarwe te verwijderen ? 20 kg ? 100 kg met 17% vocht  X kg met 15 % vocht 100 kg met 83 % droge stof  X kg met 85 % Of X = (83/85)x 100 = 97,6 kg Dus 100 - 97,6 = 2,4 kg of 24 kg op 1000 kg academiejaar 2005-2006

Energiebalansen Wet van behoud van energie Vb. verdampingsproces (wordt verder gebruikt) ! H = Cp x T (absoluut) Energie-inhoud beginproduct + toegevoegde energie = energie-inhoud eindproduct + energie-inhoud gevormde damp academiejaar 2005-2006

Onderscheid: Voelbare warmte Latente warmte temperatuursverschil Condensatie = verdampingswarmte academiejaar 2005-2006

3. Transport van materialen Mechanisch Pneumatisch Hydraulisch Van vaste stoffen Van vloeistoffen academiejaar 2005-2006

keuze van het transportsysteem functie van een aantal factoren, waaronder: - de vorm en de eigenschappen van het vast materiaal * poeder, korrel * broos, hard,       * dichtheid       - de verwerkingscapaciteit       - het op te nemen vermogen       - richting van transport (horizontaal, vertikaal)       - flexibiliteit van transportsysteem: aan- en afvoermogelijkheden       - continue  en batch-processen       - onderhouds- en investeringskosten (niet onbelangrijk)... academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006

Pneumatisch transport van vaste stoffen        * Voordelen:        - flexibel systeem met verplaatsbare en meerdere  in- en uitgangen        - geen stof (stofexplosie, goed voor hygiëne)        - weinig plaats        - weinig handenarbeid, weinig onderhoud        * Nadelen:          - relatief duur in aankoop          - energetisch minder interessant (hoog krachtverbruik)        - soms verpulveren broos materiaal        - soms beschadiging installatie door scherp materiaal          - scheidingsinstallatie lucht/product nodig (vb. cycloon)          - beperkt tot deeltjes van max. 40 mm en s.g.= 2 kg/l academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006

Zowel bij pneumatisch als mechanisch lossen en transporteren kan het specifiek energieverbruik evenwel geminimaliseerd worden door: (1)de werkelijke verwerkingscapaciteit zo dicht mogelijk bij de optimale capaciteit van de toestellen te brengen (2) indien nodig wacht- of tussenbunkers inschakelen om constant optimale capaciteit te benaderen; (3) leeglopen te minimaliseren en installatie stil te leggen bij lange leeglooptijden. academiejaar 2005-2006

academiejaar 2005-2006