Process of starch gelatinization using apparatus with Taylor vortices

Agnieszka Godlewska

Abstract

Couette – Taylor flow is confined between two cylinders of which the inner (rotor) rotates. A characteristic feature of this flow is the creation of cell Taylor vortices when the rotation speed of the rotor exceeds a certain critical value. Formation of vortices improves the mixing of liquid and accelerates heat transfer. In addition, the mixing intensity can be adjusted independently of the residence time of the liquid in the apparatus by adjusting the speed of rotation of the rotor to the needs of the process. This type of hydrodynamic flow characteristics appear to be suitable for performance of the process during which the change of rheological properties is accompanied by intense heat exchange. The example of such processes is starch gelatinization. Therefore, the gelatinization of starch in the apparatus with Couette- Taylor flow is recently the subject of intense research in the Department of Kinetics and Thermodynamics Process the objective of which is the intensification of starch processing. The theoretical part of the paper presents the most important information on starch, process of starch gelatinization and Couette – Taylor flow. This section also contains the examples of the models for the description of the rheological properties of starch pastes and models describing thixotropic feature of the pastes. In the experimental work gelatinization of starch in the apparatus with Couette – Taylor flow was conducted. The process was controlled by the temperature measurements of starch slurry inside the apparatus. The main part of the work was to measure the rheological properties of gelatinized starch produced in this way. The results are approximated by using models: Ostwald – de Waele’a and models Weltmana and Figoni – Shoemakera.
Diploma typeMaster of Science
Author Agnieszka Godlewska WIChiP
Agnieszka Godlewska,,
- Faculty of Chemical and Process Engineering
Title in PolishProces kleikowania skrobi przy wykorzystaniu aparatu z przepływem z wirami Taylora
Supervisor Robert Hubacz ZKTP
Robert Hubacz,,
- Department of Process Kinetics and Thermodynamics
Certifying unitFaculty of Chemical and Process Engineering (FCPE)
Affiliation unitDepartment of Process Kinetics and Thermodynamics (DPKT)
Study subject / specializationInżynieria Chemiczna i Procesowa
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date26-11-2013
Issue date (year)2013
Pages85
Internal identifierDICHP-2246
Reviewers Małgorzata Maria Jaworska ZBIB
Małgorzata Maria Jaworska,,
- Department of Biotechnology and Bioprocess Engineering
, Robert Hubacz ZKTP
Robert Hubacz,,
- Department of Process Kinetics and Thermodynamics
Keywords in Polishskrobia, proces kleikowania, kleik skrobiowy, pętla histerezy, lepkość pozorna, właściwości reologiczne, modele do opisu kleików skrobiowych
Keywords in Englishstarch, starch gelatinization process, gelatinized starch, hysteresis loop, the apparent viscosity, rheological properties, the models for the description of starch pastes
Abstract in PolishPrzepływ Couette’a - Taylora odbywa się w szczelinie między dwoma cylindrami, z których wewnętrzny (rotor) obraca się. Cechą charakterystyczną dla tego przepływu jest powstanie komórkowych wirów Taylora gdy prędkość obrotów rotora przekroczy pewną krytyczną wartość. Powstanie wirów poprawia warunki mieszania płynu, a także przyśpiesza wymianę ciepła. Dodatkowo intensywność mieszania można regulować niezależnie od czasu przebywania płynu w aparacie, dostosowując prędkość obrotów rotora do potrzeb procesu. Tego typu cechy hydrodynamiki przepływu wydają się być korzystne dla realizacji procesów, w czasie których intensywnym zmianom właściwości reologicznych towarzyszy wymiana ciepła. Do takich procesów można zaliczyć kleikowanie skrobi. Dlatego też kleikowanie skrobi w aparacie z przepływem Couette’a -Taylora jest ostatnio przedmiotem intensywnych badań w Zakładzie Kinetyki i Termodynamiki Procesowej, których celem jest intensyfikacja procesu kleikowania skrobi przy użyciu tego typu aparatu. W części teoretycznej pracy przedstawiono najważniejsze informacje dotyczące skrobi, procesu kleikowania oraz przepływu Couette’a – Taylora. Część ta zawiera również charakterystykę modeli służących do opisu właściwości reologicznych kleików skrobiowych oraz modeli opisujących właściwości tiksotropowe kleików. W części doświadczalnej pracy wykonano kleikowanie skrobi w aparacie z przepływem Couette’a -Taylora. Warunki pracy aparatu kontrolowano poprzez pomiar temperatury kleiku we wnętrzu aparatu. Zasadniczą częścią pracy był pomiar właściwości reologicznych wyprodukowanych w ten sposób kleików skrobiowych. Otrzymane wyniki przybliżono przy użyciu modeli: Ostwalda – de Waele’a oraz modeli Weltmana i Figoni – Shoemakera.
File
Praca dyplomowa magisterska A.G..pdf (file archived - login or check accessibility on faculty) Praca dyplomowa magisterska A.G..pdf 3.64 MB
Local fieldsIdentyfikator pracy APD: 6659


Back