Основные условия применения методов интенсификации и оптимизации процессов с учетом специфики технологических операций

18.06.2015

В связи с тем, что практически большинство пищевых продуктов представляют собой высококонцентрированные структурированные дисперсные системы, установление закономерностей протекания гетерогенных процессов прежде всего в дисперсных системах с большой концентрацией дисперсной фазы в дисперсионной среде лежит в основе методов управления, оптимизации и интенсификации технологических процессов получения пищевых систем и повышения их качества.
Исходя из этого наиболее общие условия интенсификации технологических процессов в пищевой промышленности, осуществление которых сопровождается конвективной диффузией, состоят в следующем:
1. Увеличение дисперсности и повышение концентрации частиц дисперсных фаз в жидкой или газовой дисперсионных средах с целью увеличения поверхности раздела между ними — условие повышения скорости гетерогенных процессов в таких системах.
2. Осуществление гидромеханических процессов с изменением объема и деформацией дисперсной системы без локального разрыва сплошности.
3. Достижение максимума активной (действующей) поверхности раздела между фазами в результате предельного разрушения структуры, в том числе и агрегатов из частиц с «обнажением» активной межфазной поверхности и высвобождением иммобилизованной в структурной сетке дисперсионной среды.
4. Достижение максимальной однородности, т. е. равновероятного по объему структуры распределения различных дисперсных фаз, реализуемой в динамических условиях при предельном разрушении структуры.
5. Увеличение скорости конвективного массообмена в динамических условиях до уровня, необходимого и достаточного для полного устранения диффузионных ограничений в гетерогенных процессах, осуществляемых под диффузионным контролем.
6. Снижение сил сцепления в атомных и коагуляционных контактах между частицами дисперсных фаз путем модифицирования их поверхности, в частности с помощью добавок ПАВ в тех случаях, когда такое модифицирование допустимо по условиям проведения данного гетерогенного процесса.
7. Осуществление процессов структурообразования в динамических условиях с учетом стадийности в сочетании с модифицированием поверхности частиц твердых фаз — важнейшее условие интенсификации этих процессов и снижения их энергоемкости.
8. Параметры механических (вибрационных) воздействий, необходимых для достижения предельного или любого заданного уровня разрушения, должны определяться в совокупности с оптимальными добавками ПАВ таким образом, чтобы сочетание механических и физико-химических факторов обеспечивало наименьший уровень затрат энергии.
9. Учитывая, что в ходе процесса структурообразования структурно-механические свойства систем непрерывно изменяются, следует также соответственно изменять и режимы механических воздействий из условия достижения предельного или регулируемого уровня разрушения структуры при минимальном уровне энергетических затрат и максимальном сокращении длительности этого перехода.
Рассмотренные условия могут осуществляться в реальных процессах как в комплексе, так и частично. Наиболее существенные из них состоят в достижении и поддержании в ходе процесса регулируемой степени разрушения структуры, в том числе предельного разрушения и соответствующего ему наименьшего уровня эффективной вязкости.
Регулируемая степень разрушения структуры достигается с помощью динамического состояния, создаваемого в дисперсной системе при сочетании вибрации и модифицирования поверхности частиц дисперсных фаз.
Некоторые из перечисленных выше условий интенсификации гетерогенных процессов частично применялись и ранее (например, сочетание механических воздействий с введением добавок ПАВ), однако, во-первых, не были строго определены оптимальные параметры выполнения этих условий; во-вторых, полный комплекс этих условий в совокупности не был в достаточной степени изучен и осуществлен в разнообразных гетерогенных процессах с участием твердой, жидкой и газовой фаз.
Для формирования однородных многофазных структурированных пищевых дисперсных систем, в которых отклонение в соотношении между различными фазами в микро- и макрообъемах от среднего заданного соотношения минимально, необходимо создать условия для полного перераспределения фаз. Это условие выполняется при регулируемом разрушении структурных связей между частицами твердой фазы в дисперсионной среде вплоть до предельного разрушения. Поэтому на начальной стадии структурообразования до завершения однородного распределения дисперсных фаз параметры внешних воздействий на дисперсную систему должны соответствовать оптимальному динамическому, состоянию. Это состояние характеризуется, как отмечалось выше, создаваемым с самого начала процесса во всем объеме дисперсной системы предельным или заданным регулируемым изотропным разрушением структуры.
Увеличение степени разрушения структуры сопровождается непрерывным ростом удельной мощности (интенсивности) механических (вибрационных) воздействий, подводимых к системе. Особенно резко интенсивность механических колебаний возрастает но мере приближения к минимальному уровню эффективной вязкости, который соответствует предельному разрушению структуры.
В связи с этим сочетание вибрации с добавками адсорбирующихся в виде монослоя на поверхности частиц твердой фазы поверхностно-активных веществ, эффект совместного действия которых максимален в области предельного разрушения, — одно из основных условий оптимизации процессов формирования однородных структур.
Важным условием получения однородной структуры сложных многокомпонентных систем с высоким содержанием твердой фазы в маловязкой дисперсионной среде является одновременность достижения одинакового уровня разрушения структуры во всем объеме системы, начиная с момента возникновения контактов между различными дисперсными фазами.
Максимальная однородность структуры может быть достигнута при условии реализации предельного разрушения ее.
Пространственно-временная однородность распределения градиента скоростей (изотропность разрушения структуры в объеме) приводит к разделению процесса структурообразования в дисперсных системах с твердыми фазами (δ<δс) и жидкой дисперсионной средой на отдельные стадии, каждая из которых характеризуется вполне определенным состоянием структуры одновременно во всем объеме системы.
Локализация во времени и во всем объеме системы стадии, характеризуемой наименьшей платностью и прочностью структуры в целом и образующих ее элементов, — также очень важное условие интенсификации технологических процессов в системах, высоконаполненных твердой фазой в маловязкой жидкой дисперсионной среде. Именно на этой стадии возможно наиболее эффективное управление структурой при минимальной плотности механической энергии, подводимой к системе.
Если это условие не выполнено на начальных стадиях процесса, когда прочность структуры минимальна, то для достижения максимальной однородности путем полного перераспределения дисперсных фаз необходимо предельно разрушить все более уплотняющуюся и упрочняющуюся в ходе процесса структуру. Это неизбежно приведет к росту удельной мощности механических воздействий, подводимых к системе, общих затрат энергии на осуществление технологического процесса и увеличению длительности технологического цикла.
Все перечисленные условия характерны для дисперсных систем с контактами точечного или коагуляционного типа между частицами твердой фазы, причем разрушение этих контактов обратимо: структура может многократно разрушаться и затем восстанавливаться без снижения конечной прочности.
Специфика структур с истинными фазовыми контактами между частицами или контактами переплетения состоит в том, что разрушение их под действием механических факторов носит необратимый характер.
Поэтому для получения однородных структур дисперсных продуктов необходимо учитывать ряд дополнительных условий, связанных со спецификой коагуляционно-кристаллизационного и конденсационного структурообразования.
Вместе с тем главная задача управления свойствами первичных структур, на фоне которых возникают структуры с фазовыми контактами, так же как и в общем случае управления свойствами дисперсных систем, состоит в достижении максимальной однородности при заданной дисперсности твердой фазы и степени заполнения ею дисперсионной среды. Поэтому физико-химическое управление начальными стадиями процесса получения дисперсных продуктов должно быть основано на сочетании всех условий интенсификации процессов формирования однородных дисперсных структур с точечными (атомными) и коагуляционными контактами и дополнительных условий для дисперсных структур, формирование которых сопровождается образованием прочных необратимо разрушающихся контактов.
Большинство перечисленных условий выполняются, как следует из проведенных исследований, в результате совместного использования оптимального сочетания механических (вибрационных) воздействий и добавок поверхностно-активных веществ.
Однако это не означает, что механические колебания являются единственной формой механических или иных воздействий на системы, и не исключает возможности применения также и других видов воздействий, на что выше неоднократно обращалось внимание.
Критерием оптимального в физико-химическом отношении сочетания различных видов воздействий на дисперсные системы, так же как и при сочетании вибрации и добавок поверхностноактивных веществ, можно считать выполнение перечисленных выше основных условий. Поэтому они могут рассматриваться как общие условия оптимизации и интенсификации технологических, процессов в высококонцентрированных пищевых дисперсных системах, осуществляемых в, аппаратах с внешним подводом механической энергии.
Общность установленных закономерностей и эффективность управления гетерогенными процессами в структурированных дисперсных системах на основе изложенных выше принципов подтверждаются разработкой и опытом массового внедрения ряда технологических процессов получения высококонцентрированных структурированных дисперсных систем и дисперсных материалов, часто совершенно отличающихся друг от друга по свойствам и назначению.
Ранее уже отмечалось, что в высококонцентрированных дисперсных системах преимущественное значение приобретает конкуренция между сцеплением частиц и интенсивностью внешних механических воздействий на дисперсную систему. Поэтому последнее следует рассматривать как основной фактор управления структурно-механическими свойствами пищевых дисперсных систем. Как было указано ранее, для большинства технологических процессов, часто весьма далеких по характеру технологических операций, общим требованием является создание легкоподвижности, текучести и интенсивного конвективного массообмена дисперсных фаз. Казалось бы, эта задача в принципе должна решаться сочетанием физико-химических методов регулирования силы и энергии взаимодействия частиц и теми видами воздействий (преимущественно механических или гидромеханических) на дисперсные системы, которые характерны для данной конкретной технологической операции.
Однако необходимо отметить, что число конкретных технологических операций довольно велико, в то время как число возможных физических состояний перерабатываемого материала в различных технологических процессах весьма ограниченно. Например, для просеивания, сепарирования, разделения по фракциям, смешивания, сушки и тому подобных операций перерабатываемый материал необходимо перевести в состояние псевдоожижения или псевдокипения, расширить объем структуры, полностью нарушить (разорвать) связи между частицами, создать условия для их активного взаимного перемещения.
В процессах перемешивания это, как правило, — сдвиговое деформирование с помощью лопастей смесительного аппарата; при формовании — создание сдвигающего давления на дисперсную систему, превышающего предельное напряжение сдвига; в процессах прессования (уплотнения) из сыпучих или вязко-пластичных систем разнообразных изделий — создание давления прессования, возрастающего с увеличением плотности системы и ростом ее сопротивления уменьшению объема.
Минимально необходимая для обеспечения технологического процесса текучесть или легкоподвижность дисперсных систем во всех этих примерах, а по сути дела в большинстве технологических процессов в дисперсных системах, достигается одними и теми же видами внешних воздействий, с помощью которых осуществляется данная технологическая операция. Ho ведь эти воздействия, необходимые для реализации той или иной технологической операции и для достижения максимальной текучести и оптимального динамического состояния дисперсной системы, в данном процессе кардинальным образом отличаются не только параметрами, но и видом подводимой энергии. Более того, с помощью внешних воздействий, требуемых для осуществления данной технологической операции, в высококонцентрированных системах (φ≥φс2) в принципе невозможно одновременно создать оптимальное динамическое состояние системы.
Выше было указано, что, увеличивая до уровня ε=εm скорость непрерывного сдвигового деформирования, например при перемешивании малоконцентрированных систем (φ≤φс2), в лопастных смесителях можно достичь η(Р)=ηm и тем самым осуществить этот процесс в оптимальных условиях, т. е. при предельном разрушении структуры.
Ho в концентрированных системах (φ≥φс2), как уже отмечалось ранее, это сделать невозможно из-за разрыва сплошности, наступающего при очень малой скорости сдвига. Модифицирование частиц дисперсных фаз добавками ПАВ хотя и позволяет увеличить скорость деформации до появления разрыва сплошности, но не исключает его наличия.
Следовательно, внешние воздействия на дисперсные системы в химико-технологических процессах, необходимые, во-первых, для осуществления технологической операции и, во-вторых, для создания оптимального динамического состояния системы в ходе этой операции, по возможности должны быть разделены. Они: должны не зависеть друг от друга и быть различными по характеру подведения энергии к системе (плотности энергии, а значит, и параметрам). Отсюда следует, что источники — генераторы этих видов воздействий и методы их подведения могут, а в ряде случаев должны отличаться друг от друга. В связи с этим возникают вопросы: каковы должны быть эти виды воздействий на дисперсные системы, каковы критерии для их выбора и определения их оптимальных параметров?
На первый взгляд, трудность заключается в огромном разнообразии технологических операций.
И хотя число этих операций велико, число возможных физических состояний перерабатываемых дисперсных систем (исходного сырья, промежуточных продуктов переработки и т. д.) при проведении химико-технологических процессов весьма ограничено.
В качестве иллюстрации этого положения можно привести: примеры таких существенно различающихся друг от друга технологических операций в дисперсных системах, как просеивание, сепарирование, разделение по фракциям, смешивание, сушка, обжиг и т. д. Вместе с тем эти операции имеют сходство в том смысле, что для их осуществления необходимо перевести дисперсный материал в состояние псевдоожижения или псевдокипения, увеличить объем структуры, предельно разрушить молекулярные связи между отдельными частицами (дезагрегировать), создать условия для взаимного перемещения отдельных частиц друг относительно друга и относительно дисперсионной среды.
Ранее было отмечено, что управление основными структурно-механическими свойствами самых различных систем возможно путем изменения сопротивления деформированию одновременно во всем объеме (для вязкопластичных и упруговязких систем) или в объеме системы и интенсивности конвективного массообмена (для сыпучих материалов). Причем это изменение формы или объема системы в различных технологических процессах при осуществлении разнообразных операций должно приводить к одинаковому реологическому состоянию системы: основная реологическая характеристика (вязкость), определяющая: минимальный уровень реологического сопротивления, должна достигать заданного регулируемого, в пределе наименьшего значения вязкости, соответствующей полному разрушению структуры.
Проблема уменьшения реологического сопротивления в сыпучих системах до минимума и придания системе наибольшей легкоподвижности (текучести) при работе с пастообразными или: любыми другими вязкопластичными (упруговязкопластичными) системами — это общая проблема управления состоянием систем независимо от тога, какая конкретная технологическая операция должна быть осуществлена. Форма же внешних механических воздействий, их интенсивность и условия их подведения к системам для осуществления собственно технологической операции зависят от свойств сырья, полуфабрикатов и готовых изделий и от поставленной конечной цели. Эти параметры воздействий могут существенно отличаться от параметров механических воздействий, создающих и поддерживающих определенное реологическое состояние систем.
Как указывалось ранее, когда объектами переработки являются гетерогенные многофазные системы, в которых концентрация дисперсной фазы в дисперсионной среде достаточна для образования дисперсной структуры в результате контактных взаимодействий между частицами дисперсных фаз, в этих случаях обеспечивается, получение структурированных систем, реологические свойства которых изменены и описываются неньютоновскими (нелинейными) зависимостями. Поведение такого рода систем в условиях механических воздействий характеризуется соотношением между реологическими свойствами, с одной стороны, и формой, видом, интенсивностью и условиями подведения внешних механических воздействий — с другой.
В связи с тем что для таких систем роль внешних механических воздействий в технологических процессах их получения является определяющей для оптимизации и интенсификации отдельных технологических операций и процессов в целом путем управления структурно-механическими свойствами продуктов переработки, нашему рассмотрению подлежат преимущественно те процессы, которые сопровождаются образованием или разрушением различных типов дисперсных систем в условиях механических воздействий и систем, реологическое состояние и свойства которых наиболее восприимчивы к этим воздействиям.
Определяющим критерием для рассмотрения с единых общих позиций различных по конечной цели технологических операций была однотипность физического состояния дисперсных систем в динамических условиях, т. е. в условиях проведения этих операций. Иными словами, для осуществления каждого конкретного процесса необходимо создать вполне определенное физическое состояние материала.
Для сыпучих дисперсных систем типа T—Г (например, сахара-песка или пудры, крахмала, муки, зерна, какао-бобов и т. п.) это преимущественно:
- псевдоожижение — снижение сопротивления деформированию с нарушением связей между всеми частицами и их перемещением без отрыва друг от друга с некоторым уменьшением объема слоя (или без его изменения);
- псевдокипение — снижение реологических сопротивлений деформированию до минимума, взаимное перемещение частиц друг относительно друга с их полным отрывом и увеличением объема слоя.
Состояние псевдокипения необходимо для осуществления технологического процесса, например для перемешивания не только сыпучих, но и на начальной стадии высоконаполненных твердыми фазами вязкопластичных систем (Т—Ж или T—Ж—Г). Для вязкопластичных (упруговязкопластичных) дисперсных систем типа T—Ж в ряде случаев требуется создать максимальную текучесть или регулируемую деформируемость не только для двухфазных систем, но и для систем, содержащих твердую, жидкую и газовую фазы (Т—Ж—Г) (например, мучного теста, мясных фаршей, шоколадных и конфетных масс, творожных изделий и т. п.). Это преимущественно:
максимальная текучесть (наибольшая легкоподвижность) — понижение вязкости системы до наименьшего уровня (в пределе до ньютоновской вязкости предельно разрушенной структуры), нарушение контактных взаимодействий между частицами: одновременно во всем объеме или в поверхностном слое системы;
регулируемая деформируемость — понижение вязкости системы в результате частичного разрушения структуры до заданного уровня в диапазоне вязкости ηm<ηP<η0.

Основные условия применения методов интенсификации и оптимизации процессов с учетом специфики технологических операций

В табл. 6 приведены примеры основных технологических операций, для интенсификации и оптимизации которых необходимо создать определенный фон, т. е. регулируемое динамическое состояние системы с учетом общности структурно-механических свойств перерабатываемых материалов и однотипности форм внешних механических воздействий. Как видно из табл. 6, число этих динамических состояний весьма ограничено, но каждое из них характерно для целого ряда различных технологических операций и является необходимым условием их проведения. Вместе с тем в табл. 6 приведены критические условия, необходимые для достижения оптимального динамического состояния. Эти условия определяются диапазоном изменения и предельными значениями основных структурно-механических характеристик дисперсных систем в ходе технологического процесса. К ним относятся (см. табл. 6): плотность структуры р или ее объем V, прочность (предельное напряжение сдвига Pm), эффективные значения вязкости η(P), модули упругости E(P) и периоды релаксации θ(Р). К числу этих характеристик может быть отнесено и соотношение между эффективной (действующей) удельной поверхностью агрегированной системы S1 и истинной удельной поверхностью дисперсной фазы при полном предельном разрушении агрегатов из частиц S2 (под S1 понимается удельная поверхность агрегатов, рассматриваемых как кинетические единицы структурированной системы, участвующих в гетерогенном процессе). Естественно, что условию η(P)=ηm соответствует и достижение α1 = S1/S2 = 1. Совокупность приведенных в табл. 6 значений структурно-механических характеристик позволяет определить динамические состояния, отвечающие принципиальной возможности осуществления процесса и необходимые для его реализации в оптимальных условиях.
Анализ данных (см. табл. 6) показывает, что фракционное разделение материалов, их грубое измельчение в стружку и дробление, дозирование, транспортирование и уплотнение целесообразно осуществлять в условиях безотрывного нарушения связей между частицами при снижении сопротивления деформированию. Такие технологические операции, как просеивание, мойка, измельчение, обжарка и сушка, смешивание, должны осуществляться преимущественно в условиях создания и поддержания в процессе переработки взвешенного состояния системы, т. е. при увеличении ее объема.
Получение вязкопластичных и упруговязкопластичных систем, их центрифугирование и сепарирование, гомогенизация и конширование необходимо осуществлять в условиях преимущественно сдвиговой деформации при одновременном значительном понижении вязкости системы до наименьшего уровня и, как следствие, снижении реологического сопротивления системы деформированию практически во всем объеме. Чем меньше это реологическое сопротивление, тем успешнее (с меньшей затратой энергии и за более короткий промежуток времени) может быть осуществлена конкретная технологическая операция. В процессе формования и резки изделий понижение вязкости и наибольшая легкоподвижность элементов структуры должны быть обеспечены только в поверхностном слое, поэтому форма и интенсивность внешних механических воздействий должны быть отличны от воздействий, применяемых для перевода системы в определенное динамическое состояние, например при смешивании исходных компонентов и их гомогенизации. При формовании, уплотнении и вальцевании пищевых сырьевых компонентов и полуфабрикатов необходимое динамическое состояние систем может быть достигнуто преимущественно при сдвиговом деформировании со сниженным сопротивлением и в ряде случаев — при уменьшении объема систем.
Таким образом, анализ всех перечисленных выше технологических схем и операций показывает необходимость решения двух основных задач с помощью машин и аппаратов с внешним подводом к системе механической энергии:
- обеспечение необходимого динамического состояния материала и системы в процессе их обработки;
- осуществление при поддержании этого состояния конкретной технологической операции в наиболее оптимальных условиях. Динамическое состояние (в отличие от статического) подразумевает состояние материала, поддерживаемое непосредственно в условиях механических воздействий. Это состояние должно обеспечиваться внешними механическими воздействиями, в большинстве случаев независимо от механических воздействий, непосредственно связанных с осуществлением конкретных технологических операций.
Эти воздействия должны учитывать физическую природу объекта переработки и исходить из того, что связи между частицами дисперсной фазы должны быть разрушены по возможности в равной степени во всех элементах объема до любого заданного регулируемого уровня.
Иными словами, необходимо воздействовать как на каждую частицу в отдельности, так и на систему из частиц в целом таким образом, чтобы в разных элементах объема системы и во всем ее объеме создавалось одинаковое регулируемое динамическое состояние (или при необходимости заданное различное, но с регулируемыми параметрами).
Тогда деформационные процессы, изменение объема системы или процесс взаимного распределения дисперсных фаз, т. е. конкретные технологические задачи, будут решены на фоне определенного динамического состояния системы, что позволит обеспечить управление образованием структур с заданными свойствами на всех стадиях их приготовления. Это в равной степени относится как к грубодисперсным, так и к неструктурированным системам.
Среди различных форм механических воздействий на дисперсные системы в технологических массообменных процессах, как было отмечено выше, вибрация занимает особое место как наиболее эффективное средство создания регулируемого динамического состояния дисперсных систем.
На основании вышеизложенного и в развитии основных условий интенсификации технологических процессов, изложенных выше, сформулируем в более общем и кратком виде главные условия оптимизации и интенсификации основных технологических процессов производства пищевых дисперсных систем.
1. Осуществление процесса в условиях регулируемого, преимущественно предельного разрушения первичной структуры хотя бы на одной (желательно начальной) стадии структурообразования с достижением максимальной однородности распределения дисперсных фаз.
2. Параметры механических (вибрационных) воздействий, необходимых для достижения заданной степени разрушения (см. табл. 6), должны определяться в совокупности с оптимальными добавками ПАВ таким образом, чтобы сочетание механических и физико-химических факторов обеспечивало наибольшее снижение затрат энергии.
3. При формировании многокомпонентных трехфазных систем, высоконаполненных твердой фазой, с самого начала процесса необходимо соблюдать принцип пространственно-временной однородности разрушения структуры, что позволит разделить весь процесс на отдельные стадии, управлять каждой стадией в отдельности и процессом в целом.
4. Учитывая, что в процессе структурообразования структурно-механические свойства систем непрерывно изменяются, следует соответственно изменять также и режимы механических воздействий из условия достижения. регулируемого, преимущественно предельного разрушения структуры в начале, а также перехода из трехфазных систем в двухфазные в конце процесса при минимальном уровне энергетических затрат и максимальном сокращении длительности этого перехода.
Придавая важное значение использованию вибрации и добавок ПАВ как наиболее мощного фактора воздействия на структурированные дисперсные системы, нельзя не учитывать возможность и целесообразность эффективного применения и других видов воздействий.
Как неоднократно указывалось, в ряде случаев наряду с вибрационными или в сочетании с ними находят применение ультразвуковые, электромагнитные и тепловые воздействия на структурированные дисперсные системы; струйные, дезинтеграторные и другие методы диспергирования, смешивания и гомогенизации.
Следует полагать, что комплексное применение различных видов воздействий в сочетании с механическими вибрационными воздействиями и добавками ПАВ позволит еще в большей степени интенсифицировать процессы, особенно в системах с высокодисперсными твердыми фазами и дисперсионными средами, вязкость которых существенно зависит от температуры.
В настоящее время, к сожалению, в многочисленных случаях параметр работы машин (установок) определяют свойства дисперсных конечных систем, что нельзя считать правильным.
Между тем для оптимизации технологических процессов получения дисперсных систем необходимо от принципа, основанного на регулировании состава и других свойств сырья, исходя из параметров работы данной машины, перейти к принципу, основанному на таком сочетании параметров работы машины, при котором можно в широких пределах регулировать состав и другие свойства полуфабрикатов.
Таким образом, критерием оптимального вида воздействий следует считать выполнение перечисленных выше основных условий. Поэтому они могут рассматриваться как общие условия оптимизации и интенсификации процессов в высококонцентрированных пищевых дисперсных системах, осуществляемых в аппаратах и установках с внешним подводом энергии.
Эти условия должны определить в свою очередь общие требования к аппаратам и установкам, предназначенным для получения дисперсных систем.
1. Аппараты должны обеспечить пространственно-временную однородность разрушения первичной структуры. При этом удельная мощность, подводимая к системе в целом и к. ее элементарному объему, должна быть достаточна для достижения любого регулируемого, в частности предельного, разрушения структуры в самом начале ее формирования одновременно во всем объеме системы.
2. Диапазон механических (вибрационных) воздействий на дисперсную систему в рабочей зоне аппарата (по величине удельной мощности) должен соответствовать диапазону изменения структурно-механических свойств системы в ходе процесса. Это, в частности, означает, что параметры механических воздействий должны выбираться таким образом, чтобы они могли изменяться в аппарате в ходе процесса в соответствии с изменением структурно-механических свойств системы.
Оптимальное решение этой задачи — обеспечение в процессе работы машины и аппарата системы с обратной связью «параметры механических (вибрационных) воздействий ⇔ структурно-механические свойства».
3. Если в ходе процесса структурно-механические свойства системы изменяются столь резко, что соответствующий им диапазон механических воздействий не может быть осуществлен в одном аппарате, целесообразно применять установку из нескольких последовательно соединенных аппаратов, в каждом из которых реализуется формирование структуры преимущественно одного типа, характерного для одной из двух отдельных стадий структурообразования.
4. Для того чтобы при относительно малом объеме рабочей камеры (например, при смешивании) обеспечивалась высокая производительность аппарата, наиболее целесообразно использовать аппарат или установку из отдельных аппаратов непрерывного действия с высокой интенсивностью процесса в каждом из них.