Негосударственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Центросоюза Российской Федерации

СИБИРСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ КООПЕРАЦИИ

ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ

Программа, методические указания и задания

контрольной и самостоятельной работы

студентов заочной формы обучения направления 260800.62 Технология продукции и организации общественного питания Новосибирск 2012 Кафедра технологии пищевых производств и оборудования Процессы и аппараты пищевых производств: программа, методические указания и задания контрольной работы и самостоятельной работы студентов заочной формы обучения / сост.

Е.Г. Шеметова, канд. техн. наук, доцент; НОУ ВПО Центросоюза РФ СибУПК – Новосибирск, 2012. – 34 с.

Рецензент Н.Ф. Голубев, д-р техн. наук, профессор Программа рекомендована к изданию кафедрой технологии пищевых производств и оборудования, протокол от 28 ноября 2012 г. № 4.

© Сибирский университет потребительской кооперации,

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

1. Общие положения 2. Программа дисциплины 2.1. Объм дисциплины и виды учебной работы по срокам обучения (ч) 2.2. Тематический план 2.3. Темы и их краткое содержание 3. Методические указания к выполнению контрольной работы 4. Задания к контрольной работе 4.1. Вопросы к контрольной работе 4.2. Задачи к контрольной работе 4.3. Методические указания к решению задач 5. Задания для самостоятельной работы 6. Список рекомендуемой литературы 6.1. Основная литература 6.2. Нормативные документы 6.3. Дополнительная литература 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ Методические указания предназначены для студентов заочной формы обучения с целью оказания помощи освоения дисциплины «Процессы и аппараты пищевых производств».

В работе содержатся тематический план дисциплины, таблица выбора задания контрольной работы, методические указания по оформлению контрольной работы, по решению задач, список рекомендуемой литературы, и также задания для самостоятельной работы студентов.

Целью учебной дисциплины «Процессы и аппараты пищевых производств» является приобретение студентами комплексных знаний об теоретических основах процессов и аппаратов пищевых производств, постановки и решения практических задач, связанных с определением оптимальных параметров различных процессов и конструированием аппаратов пищевых производств, а также для последующего изучения специальных дисциплин и дальнейшей профессиональной деятельности будущих бакалавров техники и технологии.

В соответствии с требованиями рабочей программы учебной дисциплины «Процессы и аппараты пищевых производств», составленной согласно рекомендациям государственного стандарта высшего профессионального образования третьего поколения подготовки бакалавров, определены следующие задачи:

изучить основные законы науки о процессах и аппаратах, методы их исследования; основные тепловые, механические, гидравлические и массообменные процессы в пищевом производстве; основы теории массопередачи и процессы обработки материалов давлением;

определить роль процессов и аппаратов в технологических операциях пищевых производств и процессах переработки сельскохозяйственного сырья;

отработать методику теоретических расчетов процессов пищевых производств;

изучить методы конструирования машин и механизмов;

исследовать научные принципы аппаратурнотехнологического оформления процессов, основные технико-экономических характеристики оборудования;

резервы повышения интенсивности и экономичности Дисциплина «Процессы и аппараты пищевых производств»

включена в базовую часть профессионального цикла дисциплин учебного плана направления 260800.62 Технология продукции и организации общественного питания. Содержание дисциплины основывается на преемственности и взаимосвязи с такими дисциплинами, как «Физика», «Химия», «Теоретическая механика», «Теплотехника», «Электротехника и электроника».

В преподавании дисциплины заложены следующие требования:

ориентация на специфику профессиональной деятельности;

выделение в дисциплине основного материала и дополнительных модулей;

согласованность сформулированных требований государственного стандарта и конкретных знаний и умений, которые приобретаются и развиваются при изучении активизация самостоятельной работы студентов;

приобретение навыков правильного и быстрого принятия ориентация на развитие творческих способностей.

В результате освоения дисциплины студент должен знать: основные законы преобразования энергии и массы;

основные законы механических, гидромеханических, гидравлических, массообменных, мембранных, тепловых процессов и основные понятия - технологический процесс, аппарат, машина;

общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов, законы равновесия, основные физические свойства пищевых продуктов и сырья; законы тепломассообмена, законы изменения пищевых веществ при тепловой, механической обработке; принципы физического и математического моделирования процессов и аппаратов, последовательность этапов создания новых процессов и аппаратов; способы повышения безопасности, экологичности и устойчивости технических средств и технологических процессов, способы эксплуатации машин и технологического оборудования;

';

методы ресурсо- и энергосбережения в технологических процессах производства продукции питания;

уметь применять данные законы и понятия для исследования общих закономерностей протекания механических, гидромеханических, гидравлических, массообменных, мембранных, тепловых процессов; систематизировать и обобщать информацию по аналитическим, экспериментальным исследованиям, связанным с созданием новых процессов и аппаратов; применять методы физического моделирования – теорию подобия; анализировать этапы моделирования в целях создания конструкторской документации, новой модели, опытного образца машины и аппарата; использовать системный метод исследования процессов и аппаратов: анализ, оптимизация и синтез физико-технологических систем, использовать сетевые компьютерные технологии и базы данных в области процессов и аппаратов пищевых производств, рассчитывать режимы технологических процессов, используя пакеты прикладных программ;

владеть: основными понятиями в области химии, физики, математики, механики, теплотехники, электротехники, материаловедения, промышленной экономики, которые являются базой курса; феноменологическим, экспериментальным, аналитическим, синтетическим и системный методами исследования процессов и аппаратов; техническими средствами для гидромеханических, гидравлических, массообменных, мембранных, тепловых процессов; теоретическими и практическими навыками применения методов, предметов и средств безопасности, экологичности и устойчивости технических средств и технологических процессов производства продукции питания, рациональными методами эксплуатации машин и технологического оборудования.

2. ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

2.1. Объм дисциплины и виды учебной работы Заочная форма обучения – 4 года 6 мес.

Заочная форма обучения – 3 года 6 мес.

Заочная форма обучения – 4 года 6 мес. (3 года 6 мес.) п/п Основные законы науки о процессах и аппаратах Методы исследования процессов и аппаратов Основные положения теории подобия (синтетического метода исследования процессов и аппаратов) Механические процессы Гидравлические процессы Гидромеханические процессы Массообменные процессы Мембранные процессы.

Основы теории массопередачи Тепловые процессы Тема 1. Основные законы науки о процессах и аппаратах Основные законы технологических процессов. Понятия:

технологический процесс, аппарат, машина. Классификация машин и аппаратов пищевых производств.

Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов.

Материальный и энергетических балансы процесса. Принцип Ла Шаталье. Правило фаз Гиббса. Законы равновесия. Основные физические свойства пищевых продуктов и сырья: плотность, температуропроводность, поверхностное натяжение.

Тема 2. Методы исследования процессов и аппаратов Моделирование процессов и аппаратов. Физическое и математическое моделирование. Последовательность этапов создания новых процессов и аппаратов. Феноменологический, экспериментальный, аналитический, синтетический и системный методы исследования процессов и аппаратов. Явления, описываемые данными методами, достоинства и недостатки данных методов исследования.

Тема 3. Основные положения теории подобия (синтетического метода исследования процессов и аппаратов) Основные положения теории подобия и анализа размерностей.

Физическое и геометрическое подобие. Критерии подобия.

Составление критериального уравнения. Получение критериев исследуемых явлений методом анализа размерностей и методика решения практических задач с помощью данного метода.

Использование системного метода исследования процессов и аппаратов: анализ, оптимизация и синтез физико-технологических систем. Средства и методы повышения безопасности, экологичности и устойчивости технических средств и технологических процессов производства продукции питания.

Ресурсо- и энергосбережение в технологических процессах производства продукции питания.

Виды механических процессов: измельчение (дробление, резание), сортирование, обработка материалов давлением (прессование).

Измельчение Применение измельчения в промышленности, классификация процессов измельчения.

Способы и виды дробления. Классификация оборудования, применяемого для дробления сырья.

Резание. Феноменологическое уравнение резания. Виды режущего оборудования и инструментов, применяемых в пищевой промышленности.

Сортирование (классификация): назначение. Механическое, гидравлическое, воздушное сортирование: применение, аппараты для проведения данных видов сортирования.

Обработка материалов давлением: прессование и формование.

Прессование: дражирование, окатывание, брикетирование, таблетирование, обезвоживание, гранулирование. Применение в промышленности. Обезвоживание продуктов и связывание сыпучих материалов.

Методы формования: штампование, выдавливание, прокатывание, округление, закатывание. Машины для обработки пищевых масс давлением. Виды формообразующих прессов.

Рациональные способы методы эксплуатации машин и оборудования, применяемого для – резания, дробления, сортирования, обработки пищевых масс давлением, Законы гидростатики. Основные понятия. Рабочие тела гидравлических систем: идеальная, реальная, реологическая жидкости. Физические свойства жидкости. Основное уравнение гидростатики.

Основные законы и задачи гидродинамики. Режимы движения жидкости. Ламинарный и турбулентный законы движения.

Гидравлические машины. Виды гидравлических машин.

Классификация и основные характеристики насосов, гидравлических двигателей и гидравлических передач.

Рациональные способы и методы эксплуатации гидравлических машин.

Виды гидромеханических процессов: осаждение, фильтрование. Разделение гетерогенных (неоднородных) систем.

Понятие, общая характеристика, виды неоднородных систем.

Методы их разделения (осаждение, фильтрование, центрифугирование).

Осаждение в поле сил тяжести и центробежной силы.

Машины для осаждения (отстойники, центрифуги, сепараторы, циклоны).

Фильтрование: закупорочное, шламовое. Закономерности и движущая сила фильтрования. Течение жидкости по трубам. Виды фильтровального оборудования: фильтры непрерывного и периодического действия.

промышленности. Виды перемешивания – пневматическое, циркуляционное, статическое, механическое. Классификация перемешивающих устройств. Использование критериев подобия для оценки эффективности мешалок.

Диспергирование: эмульгирование, гомогенизация, распыливание жидкостей. Аппараты для эмульгирования и гомогенизации. Получение майонеза. Виды способов распыливания: гидравлический, пневматический, механический, электрический, ультразвуковой, пульсационный. Получение растворимого кофе.

Мойка. Факторы, определяющие эффективность мойки сырья, посуды, инвентаря и оборудования. Оборудование для мойки пищевого сырья и тары. Классификация оборудования.

Ультразвуковая очистка, понятие процесса кавитации.

Рациональные способы и методы эксплуатации машин и оборудования, применяемого для мойки, эмульгирования, гомогенизации, фильтрования, перемешивания, осаждения.

Массообменные процессы. Классификация массообменных процессов по агрегатному состоянию вещества: газ-жидкость (дистилляция, ректификация, абсорбция, десорбция, сушка, увлажнение); газ-твердое тело (сублимационная сушка, адсорбция, ионный обмен, фракционная адсорбция); жидкость-жидкость (жидкостная экстракция); жидкость-твердое тело (фракционная кристаллизация, экстрагирование, адсорбция, ионный обмен, обратная экстракция).

Молекулярная и турбулентная диффузия. Научное обеспечение процессов диффузии.

Экстракция. Физическая сущность процесса. Экстракция эфирных масел из растений по Сокслету.

Перегонка (дистилляция). Теоретические основы процесса.

Промышленные способы перегонки с целью получения очищенных технического и этилового спирта, ароматических веществ.

Опреснение морской воды.

Сушка. Физическая сущность процесса и область применения.

Научное обеспечение процесса сушки. Сублимационная сушка.

Классификация сушильных установок.

Кристаллизация. Статика процесса. Кинетика и условия кристаллизации в сахарной промышленности. Получение сахарозы, глюкозы, соли. Выпарные аппараты, примеры.

Рациональные способы и методы эксплуатации машин и оборудования, применяемого для кристаллизации, сушки, дистилляции, экстракции.

Тема 8. Мембранные процессы. Основы теории массопередачи Массообменные процессы. Классификация массообменных процессов по способу контакта фаз.

Абсорбция. Физическая сущность процесса и область применения. Абсорбция как способ очистки газов и паровых смесей. Применение в пищевой промышленности для осветления пива, обесцвечивания соков и сиропов.

Адсорбция. Физическая сущность процесса. Теоретические основы процесса. Применение адсорбции в пищевой промышленности и общественном питании (очистка соков, сахарное производство). Виды адсорбентов, применяемых в пищевой промышленности и общественном питании; требования, предъявляемые к ним. Аппараты для адсорбции (адсорберы) периодического и непрерывного действия.

Ионообменные процессы. Иониты, понятие, классификация, применение в пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания.

Мембранные технологии – основное понятие. Виды полупроницаемых мембран и требования, предъявляемые к ним.

Группы мембранных технологий: микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос.

Использование мембранных технологий в пищевой промышленности.

Закономерности расчета массообменных аппаратов. Виды массообменных аппаратов.

Основы теории массопередачи (закон молекулярной диффузии, закон массоотдачи, закон массопроводности).

массообменных машин и аппаратов.

Тепловые процессы. Способы распространения тепла:

основные понятия, законы, уравнения.

(теплопередачи): теплопроводности, конвекции, теплового излучения.

Сложные тепловые процессы: нагревание, охлаждение, испарение, конденсация, выпаривание. Назначение и сущность процессов.

Теплоносители, виды, использование в пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания.

Рациональные способы и методы эксплуатации теплового оборудования и машин.

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ

КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ

В соответствии с учебным планом студенты заочной формы обучения, изучая дисциплину «Процессы и аппараты пищевых производств» должны выполнить контрольную работу, являющуюся основным видом контроля в межсессионный период.

Контрольная работа содержит 2 вопроса и 2 задачи. Задания выбирают по таблице 1 – по предпоследней и последней цифре шифра зачетной книжки. В ячейке, образовавшейся на пересечении строки и графы, указаны номера двух вопросов (в верхней части) и двух задач (в нижней части). Каждая задача имеет различные варианты. Выбор нужного варианта определяется студентом по предпоследней или последней цифрам шифра.

При выполнении контрольной работы необходимо: выписать условие и перечень вопросов к задаче; сопроводить решение кратким пояснительным текстом и вычислениями в системе СИ;

проставить размерность величин; сделать краткий анализ полученных результатов и соответствующие выводы.

Контрольная работа выполняется в отдельной тетради с полями шириной не менее 30 мм для замечаний рецензента и нумераций страниц, либо на бумаге формата А4, если набор компьютерный.

Допускается только общепринятое сокращение слов. В конце работы приводится список используемой литературы и ссылка на соответствующие интернет-ресурсы.

На последней странице ставится дата выполнения работы и подпись автора. Выполненная работа проверяется и рецензируется преподавателем в пятидневный срок. При положительной рецензии студент допускается к собеседованию. В случае отрицательной рецензии работа возвращается студенту для доработки.

По вопросам, связанным с доработкой, необходимо обращаться к преподавателю, проверявшему вашу контрольную работу на кафедру технологии пищевых производств и оборудования (ауд.

035 УК 1).

Контрольная работа, выполненная по неверно определенным номерам заданий, не рецензируется и студент не допускается к собеседованию.

Предпоследняя цифра шифра

4. ЗАДАНИЯ К КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЕ

Основные законы технологических процессов. Понятия:

технологический процесс, аппарат, машина.

Классификация машин и аппаратов пищевых производств.

Общие принципы анализа и расчета процессов и аппаратов.

Материальный и энергетический балансы процесса.

Принцип Ла Шаталье. Правило фаз Гиббса.

Основные физические свойства пищевых продуктов и сырья:

плотность, вязкость, теплоемкость.

Основные физические свойства пищевых продуктов и сырья:

теплопроводность, температуропроводность, поверхностное натяжение.

Моделирование процессов и аппаратов. Физическое и математическое моделирование. Последовательность этапов создания новых процессов и аппаратов.

Феноменологический метод исследования процессов и аппаратов. Явления, описываемые данным методом, достоинства и недостатки данного метода исследования.

Экспериментальный метод исследования процессов и аппаратов. Явления, описываемые данным методом, достоинства и недостатки данного метода исследования.

Аналитический метод исследования процессов и аппаратов.

10.

Явления, описываемые данным методом, достоинства и недостатки данного метода исследования.

Синтетический и системный методы исследования процессов 11.

и аппаратов. Явления, описываемые данными методами, достоинства и недостатки данных методов исследования.

Основные положения теории подобия и анализа 12.

размерностей. Получение критериев исследуемых явлений методом анализа размерностей и методика решения практических задач с помощью данного метода.

Теория подобия. Физическое и геометрическое подобие.

13.

Критерии подобия. Составление критериального уравнения.

Использование системного метода исследования процессов и 14.

аппаратов: анализ, оптимизация и синтез физикотехнологических систем.

15. Виды механических процессов: измельчение (дробление, резание), сортирование, обработка материалов давлением (прессование).

Сущность и назначение процесса дробления. Анализ форм и 16.

характера движения рабочих инструментов аппаратов для дробления. Теория дробления.

Теория резания: резание рубящее и скользящее. Основные 17.

показатели процесса измельчения.

Измельчение Применение измельчения в промышленности, 18.

классификация процессов измельчения.

Способы и виды дробления. Степень дробления.

19.

Классификация оборудования, применяемого для дробления 20.

Резание. Феноменологическое уравнение резания.

21.

Виды режущего оборудования и инструментов, применяемых 22.

в пищевой промышленности.

Сортирование (классификация), его назначение, виды.

23.

Механическое, гидравлическое, воздушное сортирование – характеристика, использование в пищевой промышленности и общественном питании.

Машины и аппараты для проведения механического 24.

сортирования – устройство, принцип действия, основные общественного питания и пищевой промышленности.

Машины и аппараты для проведения гидравлического и 25.

воздушного сортирования - устройство, принцип действия, основные характеристики. Применение на предприятиях общественного питания и пищевой промышленности.

Обработка материалов давлением: прессование и 26.

промышленности и на предприятиях общественного питания.

Прессование: дражирование, окатывание, брикетирование, 27.

таблетирование, обезвоживание, гранулирование.

Применение в промышленности. Обезвоживание продуктов и связывание сыпучих материалов – понятие данных процессов.

Методы формования: штампование, выдавливание, 28.

прокатывание, округление, закатывание – использование данных методов на предприятиях общественного питания и пищевой промышленности.

Машины для обработки пищевых масс давлением. Виды 29.

формообразующих прессов: их устройство, принцип действия, основные характеристики. Применение на предприятиях общественного питания и пищевой промышленности.

Законы гидростатики. Основные понятия.

30.

Рабочие тела гидравлических систем: идеальная, реальная, 31.

реологическая жидкости. Физические свойства жидкости.

Основное уравнение гидростатики.

Основные законы и задачи гидродинамики. Режимы 32.

движения жидкости.

Ламинарный закон движения жидкости. Примеры.

33.

Турбулентный закон движения жидкости. Примеры.

34.

Гидравлические машины. Виды гидравлических машин, 35.

устройство, принцип действия, основные характеристики.

Применение на предприятиях общественного питания и пищевой промышленности.

Классификация и основные характеристики насосов.

36.

Классификация и основные характеристики гидравлических 37.

двигателей и гидравлических передач.

Виды гидромеханических процессов: осаждение, 38.

фильтрование. Разделение гетерогенных (неоднородных) Понятие, общая характеристика, виды неоднородных систем.

39.

Методы разделения неоднородных систем (осаждение, фильтрование, центрифугирование).

Осаждение в поле сил тяжести. Машины для осаждения 40.

(отстойники), их устройство, принцип действия, основные общественного питания и пищевой промышленности..

Осаждение в поле центробежной силы. Машины для 41.

осаждения (центрифуги, сепараторы, циклоны), их устройство, принцип действия, основные характеристики.

Фильтрование: закупорочное, шламовое. Закономерности и 42.

движущая сила фильтрования. Течение жидкости по трубам.

43.

непрерывного и периодического действия.

44. Перемешивание: понятие, типы, применение в промышленности.

Сущность и назначение перемешивания продуктов или 45.

материалов. Основные закономерности процесса.

Аппаратурное оформление процесса.

Сущность процесса пенообразования и взбивания.

46.

Псевдоожижение. Применение процессов пенообразования и взбивания в технологических процессах пищевых производств.

Сущность и назначение процесса разрушения и удаления 47.

однородных поверхностных слоев при проведении технологических операций в предприятиях общественного Пневматическое перемешивание. Понятие. Примеры 48.

использования на предприятиях торговли и общественного Циркуляционное перемешивание. Понятие. Примеры 49.

использования в пищевой промышленности.

Статическое перемешивание. Примеры применения на 50.

предприятиях общественного питания.

Механическое перемешивание. Понятие. Применение на 51.

предприятиях общественного питания и в пищевой промышленности.

Классификация перемешивающих устройств. Использование 52.

критериев подобия для оценки эффективности мешалок.

Диспергирование: эмульгирование, гомогенизация, 53.

распыливание жидкостей. Аппараты для эмульгирования и гомогенизации. Получение майонеза.

54.

пневматический, механический, электрический, ультразвуковой, пульсационный. Получение растворимого Мойка. Факторы, определяющие эффективность мойки 55.

сырья, посуды, инвентаря и оборудования.

Оборудование для мойки пищевого сырья и тары.

56.

Ультразвуковая очистка, понятие процесса кавитации.

57.

Массообменные процессы. Классификация массообменных 58.

процессов по агрегатному состоянию вещества.

59. Молекулярная и турбулентная диффузия. Научное обеспечение процессов диффузии.

Экстракция. Физическая сущность процесса. Экстракция 60.

эфирных масел из растений по Сокслету.

Перегонка (дистилляция). Теоретические основы процесса.

61.

Промышленные способы перегонки с целью получения 62.

очищенных технического и этилового спирта, ароматических веществ. Опреснение морской воды.

Сушка. Физическая сущность процесса и область 63.

применения. Научное обеспечение процесса сушки.

Сублимационная сушка. Классификация сушильных 64.

установок.

Кристаллизация. Статика процесса. Кинетика и условия 65.

кристаллизации в сахарной промышленности.

Кристаллизация. Получение сахарозы, глюкозы, соли.

66.

Выпарные аппараты, примеры.

Массообменные процессы. Классификация массообменных 67.

процессов по способу контакта фаз.

Абсорбция. Физическая сущность процесса и область 68.

применения. Абсорбция как способ очистки газов и паровых смесей. Применение в пищевой промышленности для осветления пива, обесцвечивания соков и сиропов.

Адсорбция. Физическая сущность процесса. Теоретические 69.

основы процесса. Применение адсорбции в пищевой промышленности и общественном питании (очистка соков, сахарное производство).

70.

промышленности и общественном питании; требования, предъявляемые к ним.

Аппараты для адсорбции (адсорберы) периодического и 71.

непрерывного действия.

Ионообменные процессы. Иониты, понятие, классификация, 72.

применение в пищевой промышленности и на предприятиях общественного питания.

Мембранные технологии – основное понятие. Использование 73.

мембранных технологий в пищевой промышленности.

74.

предъявляемые к ним.

75. Группы мембранных технологий: микрофильтрация, ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос.

Закономерности расчета массообменных аппаратов. Виды 76.

массообменных аппаратов.

Основы теории массопередачи (закон молекулярной 77.

диффузии, закон массоотдачи, закон массопроводности).

Тепловые процессы. Способы распространения тепла:

78.

основные понятия, законы, уравнения.

79.

(теплопередачи): теплопроводности, конвекции, теплового излучения.

Сложные тепловые процессы: нагревание, охлаждение, 80.

испарение. Назначение и сущность процессов.

Сложные тепловые процессы: конденсация, выпаривание.

81.

Назначение и сущность процессов.

Механизм конденсации пара. Критериальные уравнения, 82.

характеризующие теплообмен при конденсации.

Механизм кипения жидкостей. Факторы, влияющие на 83.

величину коэффициента теплоотдачи при кипении жидкостей.

Влияние условий и режима проведения тепловых процессов 84.

на физико-химические и структурно-механические изменения в продуктах.

Сущность и назначение процесса варки. Способы варки 85.

продуктов. Основные закономерности процесса варки.

Основные типы варочных аппаратов. Общие требования к 86.

варочным аппаратам.

Сущность и назначение процесса нагревания продукта под 87.

вакуумом. Материальный и энергетический балансы процесса выпаривания.

88.

промышленности и на предприятиях общественного питания.

Сущность и назначение процесса осаждения при проведении 89.

технологических процессов пищевых производств. Основные закономерности процесса осаждения.

Сущность и назначение процесса фильтрации при 90.

проведении технологических процессов пищевых производств. Основные закономерности процесса фильтрации.

91. Сущность и назначение процесса прессования. Основные способы процесса прессования и аппаратурное оформление.

Назначение и область применения процесса сортирования.

Сущность ситового анализа.

Назначение процесса охлаждения в общественном питании.

Основные закономерности процесса охлаждения.

Основные законы диффузии и фазового взаимодействия.

Классификация процессов массообмена. Основные закономерности массообменных процессов.

Сущность и назначение процесса сушки. Основные закономерности процесса сушки. Материальный и тепловой баланс процесса сушки.

На молотковую дробилку, работающую в замкнутом цикле с предварительным грохочением, поступает G, т/ч исходного материала.

Размер кусков готового продукта – d, мм.

Размер кусков исходного продукта – D, мм.

В исходном материале содержится х, % кусков, размер которых менее d, мм.

После однократного прохождения материала через дробилку продукт дробления содержит b, % кусков размером более d, мм.

Коэффициент производительности грохота (КПД) составляет.

Определить: производительность дробилки QД, и степень измельчения кусков i, производительность грохота QГ.

Указать вид измельчения, определяемый в зависимости от начальных и конечных размеров наибольших кусков и частиц материала.

Исходные данные приведены в таблице 1.

Используется для первичного дробления пород - известняк, мел, гипс, асбестовая руда, кирпичный бой, каменный уголь, глина, мергель, твердый известняк с естественной влажностью не более 8-10%. Применяется для вторичного дробления материала размером 100-200 мм до 20 мм и мельче.

Используется для дробления зерна, бобов, пшеницы, ячменя, кукурузы, овса, гороха, бобов, сои, люпина.

Молотковые дробилки промышленного класса МД 2х2 МД 5х2 и МД 5х предназначены для дробления материалов средней твердости.

относится к оборудованию лабораторного класса. Она предназначена для дробления волокнистых, а так же малоабразивных материалов. Может применяться при переработке отходов строительных материалов, глины, соли, кирпичной крошки, минералов, стекла, шлаков, растительных материалов, мясокостная и реберная часть мясных туш, позвоночник рыбы. Получение необходимого гранулометрического состава происходит за счет подбора разгрузочной рештки, количества молотков и их формы, а также изменения частоты вращения ротора.

Это дробилка среднего и мелкого дробления: размер кусков исходного материала мм, размер материала после измельчения - 0,5-10 мм.

В шаровой мельнице с размером барабана DxL, мм (диаметр и длина барабана), загружены стальные шары (при помощи которых обрабатывается продукт, загружаемый одновременно с ними), насыпная плотность которых (стальных шаров) составляет ш, Коэффициент пропорциональности, зависящий от среднего размера кусков исходного материала К, возрастающий с увеличением среднего размера частиц измельченного материла.

При этом 80 % кусков исходного материала имеют диаметр Dпр, мм; 85 % частиц измельченного продукта имеют размер d, мм.

потребляемую шаровой мельницей.

Определить степень измельчения материала i.

Указать вид измельчения, определяемый в зависимости от начальных и конечных размеров наибольших кусков и частиц материала. Исходные данные приведены в таблице 2.

Последняя цифра В теплообменнике типа «труба в трубе» в межтрубном пространстве движется жидкость А.

Массовый расход жидкости составляет - G (кг/час), плотность Предпоследняя цифра шифра В отстойной центрифуге периодического действия проводится процесс разделения суспензии, состоящий из разделения (осаждения) суспензии и отжима (уплотнения) осадка.

частиц составляет d мкм; плотность твердой фазы 1 кг/м;

плотность жидкой фазы 2 кг/м; вязкость жидкой фазы µж Па·с;

степень заполнения барабана m; коэффициент полезного действия центрифуги. Характеристики отстойной центрифуги – диаметр барабана D, м; длина барабана L, м; частота вращения ротора n, об/мин. Цикл работы центрифуги составляет t мин, из них - tп (мин) подача суспензии, tр (мин) выгрузка осадка.

Определить часовую производительность отстойной центрифуги периодического действия. Данные для решения задачи приведены в таблицах 4,5.

Последняя цифра 4.3. Методические указания к решению задач Дробилка молотковая— механическая дробильная машина, применяемая для разрушения кусков, зрен и частиц минерального сырья и аналогичных материалов, путем дробления породы ударами молотков, шарнирно закреплнных на быстро вращающемся роторе, а также методом разрушения кусков при ударах о плиты корпуса дробилки.

Решение задачи:

определяется по формуле:

а – массовая доля кусков в крупном материале;

b – массовая доля кусков, размером более заданного в продукте дробления Массовую долю кусков в крупном материале определяем:

2. Производительность молотковой дробилки определяем:

3. Производительность грохота определяем:

4. Степень измельчения определяем:

Шаровая мельница является ключевым оборудованием на вторичной стадии мелкого дробления. Данная дробилка непрерывного действия предназначена для сухого и влажного помола предварительно измельченного сырья и строительных материалов малой и средней твердости с помощью мелющих (размольных) тел.

Основная деталь конструкции — вращающийся барабан, частично заполненный шариками определнного диаметра из стали, чугуна и других сплавов, иногда из керамики. Непрерывная работа мельницы превращает необработанное сырь в порошок.

Исходный материал загружается в одном конце барабана, а продукт измельчения разгружается в другом через полые цапфы в торцевых крышках барабана. Внутри барабана находятся размольные тела (чугунные или стальные шары диаметром 30- мм). При вращении мельницы размольные тела поднимаются на некоторую высоту в направлении вращения, затем падают или скатываются и измельчают материал, истирая его и раздрабливая.

Решение задачи:

1. Частота вращения мельницы, при которой шары не будут падать составляет:

D – диаметр барабана, м 2. Объем барабана мельницы определяем:

D, L- диаметр и длина барабана, м 3. Диаметр загруженных шаров находим:

Dпр; d - размеры сырья и готового продукта в мм 4. Масса загруженных шаров составляет:

5. Производительность мельницы по измельченному продукту D - диаметр барабана, м 6. Потребляемая мощность мельницы определяем:

D - диаметр барабана, м mш – масса загруженных шаров, т 7. Степень измельчения материала составляет:

Теплообменный аппарат — устройство, в котором осуществляется передача теплоты от горячего теплоносителя к холодному (нагреваемому). Теплоносителями могут быть газы, пары, жидкости. В зависимости от назначения теплообменные аппараты используют как нагреватели и как охладители. В пищевой промышленности используются для охлаждения/пастеризации продуктов питания и представляют собой трубчатый теплообменник.

Теплообменники типа «труба в трубе» состоят из ряда наружных труб большого диаметра и расположенных внутри труб меньшего диаметра.

Решение задачи:

1. Определяем эквивалентный диаметр кольцевого сечения:

Скорость жидкости находим из уравнения расхода:

Определяем число Рейнольдса:

4. Определяем режим течения жидкости А по критическому значению критерия Рейнольдса:

Декантерные (отстойные) центрифуги предназначены для отделения из жидкой фазы твердых частиц с диаметром от 5 мм до нескольких микрон. Они также могут обрабатывать суспензии с массовым содержанием твердой фазы от 0,1 % до 65 %.

Декантерные центрифуги различной производительности используются для решения задач по сепарации в различных отраслях промышленности, в том числе и для разделения прогидролизованной массы растительного сырья в технологии производства пектина, спирта, лекарственных препаратов.

Решение задачи:

Разделение исходного продукта происходит по всей длине цилиндрической части барабана, при этом осветленная жидкая фаза выходит из цилиндрического торца через регулировочные кольца.

1. Полный объем барабана центрифуги:

R - радиус центрифуги, м L - длина барабана, м 2. Внутренний радиус слоя суспензии в роторе центрифуги, при m заполнения барабана суспензией:

3. Фактор разделения центрифуги:

4. Полагая, что осаждение твердых частиц в поле центробежных сил подчиняется закону Стокса, находим скорость осаждения частиц:

g- ускорение свободного падения, м/с 5. Длительность процесса осаждения:

6. Общая длительность цикла центрифугирования:

7. Определяем режим осаждения, согласно критерию Рейнольдса:

На основании экспериментальных данных выявлены следующие режимы осаждения частицы в жидкости:

- ламинарный - Re 0,2;

- переходный – 0,2 Re 500;

- турбулентный - Re 500.

суспензии к общему времени работы центрифуги:

9. Производительность центрифуги составляет:

t –общая длительность цикла центрифугирования, с

5. ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Самостоятельная работа студентов с рекомендованными источниками литературы проводится с целью глубокого изучения разделов дисциплины. Самостоятельная работа позволяет упрочить знания и навыки, полученные в процессе освоения дисциплины, а также при выполнении контрольной работы.

Основные законы науки о 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13, Методы исследования 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13, Основные положения теории подобия (синтетического 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13, процессов и аппаратов) Механические процессы Гидравлические процессы Гидромеханические процессы Массообменные процессы Мембранные процессы.

Основы теории массопередачи Тепловые процессы

6. СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Плаксин, Ю.Н. Процессы и аппараты пищевых производств:

учебник для вузов / Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Ларин.

– 2-е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2006. – 759с.

2. Процессы и аппараты пищевых производств: учебники и учебные пособия для студентов высших учеб. заведений / кол.

авт.; под ред. Г.Д. Кавецкого и С.Я. Корячкина – 2–е изд.

перераб. и доп. – М.: КолосС, 2006. – 760 с.

3. Кавецкий, Г.Д. Технологические процессы и производства (пищевая промышленность): учебник для вузов / Г.Д. Кавецкий, А.В. Воробьева. – М.: КолосС, 2006. – 367с.

4. Липатов, Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: Экономика, 1987. – 272 с.

5. Машины и аппараты пищевых производств: в 2 кн. учебник для вузов / [Г.Д. Кавецкий и др.]; под ред. акад. РАСХН В.А.

Панфилова. – М.: Высш.шк., 2001. – 703 с.

6. Машины и аппараты пищевых производств в 2 кн.: учебник для вузов. Кн.1 / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.;

Под ред. В.А. Панфилова. – М.: высш.шк., 2001. – 703с.

7. Машины и аппараты пищевых производств в 2 кн.: учебник для вузов. Кн.2 / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.;

Под ред. В.А. Панфилова. – М.: высш.шк., 2001. – 707с.

8. Машины и аппарты пищевых производств в 3 кн.: учебник для вузов. Кн.2 / под ред. В.А. Панфилова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2009. – 845с.

9. Машины и аппарты пищевых производств в 3 кн.: учебник для вузов. Кн.3 / под ред. В.А. Панфилова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: КолосС, 2009. – 548с.

10. Процессы и аппарты пищевых производств в 2 кн.: учебник для вузов. Кн.1 / под ред. А.Н. Острикова. – СПб.: Гиорд, 2007. – 11. Процессы и аппарты пищевых производств в 2 кн.: учебник для вузов. Кн.2 / под ред. А.Н. Острикова. – СПб.: Гиорд, 2007. – 12. Процессы и аппараты пищевых производств: учебники и учебные пособия для студентов высших учебных заведений / [Г.Д. Кавецкий и др.] – 2–е изд. перераб. и доп. – М.: КолосС, 13. Процессы и аппараты пищевых производств / [В.Н. Стабников и др.]. – М.: Агропромиздат, 1987.

14. Процессы и аппараты пищевых производств: лабораторный практикум / [Н.П. Коршунов и др.]. – Новосибирск: СибУПК, 15. Расчеты и задачи по процессам и аппаратам пищевых производств / под. ред. С.Н. Гребенюка. – М: Агропромиздат,