[ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Уральский государственный экономический университет
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной работе
М.С. Марамыгин
«_»2011 г.
ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ
Программа учебной дисциплины Наименование специальности (направления подготовки) 260601 «Машины и аппараты пищевых производств»Наименование специализации (при наличии) Екатеринбург 2011
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
Целью освоения учебной дисциплины «Процессы и аппараты пищевых производств» является формирование компетенций направленных на приобретение знаний, необходимых для понимания физических механизмов процессов протекающих в рабочих полостях технологических аппаратов, для освоения принципов проектирования предприятий пищевых производств и совершенствования технологических процессов.В основные задачи курса входит:
привитие навыков анализа и расчета теплообменных, массообменных, гидродинамических, гидромеханических и механических процессов пищевой технологии;
формирование знаний в области устройств, принципа действия и назначения различных аппаратов и машин, предназначенных для переработки пищевого сырья и производства продуктов питания;
получение знаний и привитие навыков в области измерения основных параметров работы машин и аппаратов пищевых производств и их испытаний.
В результате освоения дисциплины студент должен:
а)знать:
– теорию основных процессов пищевых производств;
– принцип действия и область рационального применения различных аппаратов и машин, предназначенных для переработки пищевого сырья и производства продуктов питания;
– закономерности масштабного перехода от лабораторных процессов и аппаратов к промышленным.
б) уметь:
– оценивать основные технико-экономические характеристики оборудования и выбирать оптимальные;
– выявлять резервы повышения интенсивности и экономичности процессов, снижения расходных норм и себестоимости продукции;
в) владеть:
– методами расчета машин и аппаратов пищевых производств;
– методами научных исследований для повышения эффективности производства.
2. МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО
Курс «Процессы и аппараты пищевых производств» является одной из основных общепрофессиональных дисциплин, предусмотренных государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для подготовки дипломированных специалистов по специальности «Машины и аппараты пищевых производств». Изучение названного курса предполагает знание студентом дисциплин общематематичекого и естественнонаучного комплекса знаний:- математика (дифференциальное и интегральное исчисление, элементы векторной алгебры, статистические методы обработки экспериментальных данных);
- физика (физические основы классической механики, основы молекулярной физики и термодинамики, колебания и волны, кинематика и динамика твердого тела, жидкостей и газов);
- химия (химическая термодинамика и кинетика, энергетика химических процессов, химическое и фазовое равновесие);
- теоретическая механика (основные понятия статики и кинематики, основные задачи динамики, динамические и кинематические уравнения Эйлера, принцип Даламбера);
- сопротивление материалов (внешние силы и их классификация, основные гипотезы о деформируемом теле, понятия о напряженном деформированном состоянии, Закон Гука, безмоментная теория расчета оболочек вращения, расчет тонкостенных труб);
- теплотехника (основные законы термодинамики, циклы тепловых машин, циклы холодильных машин, смеси газов, влажный воздух, законы теплопроводности, конвективного теплообмена, излучения).
В то же время дисциплина "Процессы и аппараты пищевых производств" является базой для освоения основных специальных дисциплин (технология пищевых производств, технологическое оборудование) и дисциплин специализации.
Изучение курса "Процессы и аппараты пищевых производств" включает усвоение лекционного материала, лабораторный практикум и значительный объем самостоятельной работы студента.
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
3.1. Структура учебной дисциплины Общая трудоемкость дисциплины составляет 170 часов, в том числе:по дневной форме обучения – аудиторных – 84 (лекций – 50 ч, практических занятий – 34 ч), самостоятельная работа – 86 ч.
по заочной форме обучения – аудиторных – 26 (лекций – 18 ч, практических занятий – 8 ч), самостоятельная работа – 144 ч.
Форма промежуточной аттестации – зачет (в шестом семестре), экзамен (в седьмом семестре) – для дневной формы обучения.
Форма промежуточной аттестации – зачет/экзамен – для заочной формы обучения.
Структура и трудоемкость дисциплины представлена в таблице 1.
Таблица 1 – Структура и трудоемкость дисциплины по дневной форме обучения Дневная форма обучения Заочная форма обучения № Наименование раз- лек- Лабора- Са- Формы теку- лек- Лабора- Са- Формы текуделов, тем ции торно- мост. щего контроля ции торно- мост. щего контроля практи- работа практи- работа ческие ческие занятия занятия Введение в Самокон- Самоконкурс троль, собе- троль, собеседование седование Теоретические Самокон- Самоконосновы курса троль, собе- троль, собепроцессы и аппа- 4 4 10 2 производств Мембранные График изучения дисциплины в течение семестра приведен в календарнотематическом плане и размещен на Портале электронных образовательных ресурсов в разделе «Ресурсы».
3.2. Содержание учебной дисциплины Введение в курс Возникновение и развитие курса процессы и аппараты пищевых производств как самостоятельной научной дисциплины. Связь курса с другими дисциплинами естественно- научного, общепрофессионального и специального комплекса знаний. Основные задачи в развитии процессов и аппаратов пищевых производств. Классификация процессов пищевой технологии.
Тема 1. Теоретические основы курса процессы и аппараты пищевых производств 1) Физические и теплофизические свойства пищевых продуктов и сырья.
Плотность, вязкость (основы реологии), поверхностное натяжение, теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность.
2) Теория подобия и методы моделирования. Понятие о подобии физических явлений и безразмерных (обобщенных) величинах. Теоремы подобия. Методы анализа размерностей. Моделирование, основные правила моделирования.
Литература: основная- [6,7,8]; дополнительная – [1,2,3].
Тема 2. Основы гидравлики, гидравлические машины 1)Основы гидростатики.
Гидростатическое давление и его свойства. Основное уравнение гидростатики. Законы Паскаля и Архимеда. Давление жидкости на стенке сосудов.
2) Основы гидродинамики.
Уравнение неразрывности потока. Уравнение Бернулли. Режимы течения жидкости. Гидравлические сопротивления и потери напора.
3) Гидравлические машины.
Общие сведения о назначении и типах насосов. Основные параметры работы насосов. Принцип действия поршневых, центробежных, роторных, мембранных, винтовых и струйных насосов, их характеристики. Компрессорные машины, вентиляторы и газодувки.
Литература: основная- [6,7,8]; дополнительная – [10].
Тема 3 Теплообменные процессы 1) Основы теплопередачи.
Определение теплопередачи, основное уравнение теплопередачи. Законы передачи теплоты теплопроводностью, тепловым излучением. Расчет коэффициента теплопередачи и средней движущей силы теплообменного процесса.
2) Теплообменные процессы, происходящие без изменения и с изменением агрегатного состояния теплоносителя. Конвективный теплообмен в однофазной среде. Процессы конденсации и кипения.
3) Типы теплообменных аппаратов, применяемых в пищевой промышленности и общественном питании. Аппараты поверхностного типа и смешивания.
4) Интенсификация теплообменных процессов. Способы интенсификации процесса теплообмена. Регенерация теплоты.
5) Процесс выпаривания. Сущность и назначение процесса выпаривания.
Материальный и тепловой баланс процесса выпаривания. Основы расчета однокорпусной вакуумной выпарной установки. Многокорпусное выпаривание.
Типы выпарных аппаратов, принцип действия.
6) Процессы пастеризации и стерилизации. Сущность и назначение процессов пастеризации и стерилизации. Режимы проведения процессов пастеризации и стериализации. Аппаратурное оформление процессов пастеризации и стериализации.
Литература: основная –[1,c. 3-54, c. 256-385], [2], [3, c. 3-20, c. 135-210], [5, c. 10-19, 32, 36]; [6,8]; дополнительная –9,10.
Тема 4. Гидромеханические процессы 1) Разделение неоднородных систем. Классификация неоднородных систем. Методы разделения. Материальный баланс процессов разделения. Кинетика процессов осаждения и фильтрования. Разделение жидких неоднородных систем, аппаратурное оформление процесса. Разделение газовых неоднородных систем, аппаратурное оформление процесса.
2) Процесс перемешивания. Сущность и назначение процесса перемешивания. Основные способы перемешивания, применяемые в пищевой промышленности и общественном питании. Расчет необходимой мощности для механического перемешивания.
3) Процесс псевдоожижения. Сущность и назначение процесса псевдоожижения. Определение первой критической скорости псевдоожижения.
Литература: основная –[1, c. 140-233], [2], [3, c. 64-104], [4,6,8]; дополнительная –10, 11.
Тема 5. Массообменные процессы 1) Основы массопередачи. Классификация массообменных процессов.
Материальный баланс процесса массообмена. Кинетика массопередачи. Основные законы массопередачи. Определение средней движущей силы массообменного процесса. Расчет основных параметров массообменных аппаратов графо-аналитическим методом.
2) Сорбционные процессы. Сущность и назначение сорбционных процессов. Физические основы процессов абсорбции. Аппаратурное оформление процессов абсорбции и адсорбции.
3) Процесс экстрагирования. Сущность и назначение процесса экстрагирования. Экстракция в системе жидкость-жидкость. Экстрагирование из твердых тел. Аппаратурное оформление процесса экстрагирования.
4) Процесс сушки. Сущность и назначение процесса сушки. Свойства влажных материалов. Виды связи влаги с материалом. Основы теории сушки.
Материальный и тепловой баланс процесса сушки. Аппаратурное оформление процесса сушки.
5) Процессы кристаллизации и растворения. Сущность и назначение процессов кристаллизации и растворения. Физические основы, материальный и тепловой баланс процессов кристаллизации и растворения. Аппаратурное оформление процессов кристаллизации и растворения.
6) Процессы перегонки и ректификации. Основные положения теории перегонки. Простая перегонка. Однократное испарение. Ректификация. Материальный и тепловой баланс процесса ректификации. Аппаратурное оформление процесса ректификации.
Литература: основная -[1, c. 386-654], [2], [3, c. 220-253], [4,6,8]; дополнительная – 10, 11, 12, Тема 6. Мембранные процессы 1) Баромембранные процессы. Сущность и назначение процессов обратного осмоса, ультрафильтрации, микрофильтрации. Типы мембран, их характеристики. Основы теории баромембранных процессов. Влияние внешних факторов на характеристики разделения баромембранными методами. Механизм разделения баромембранными методами.
2) Аппаратурное оформление баромембранных процессов. Расчет технологических схем проведения баромембранных процессов.
Литература: основная – [2], [3, c. 99-104, c. 266-270]; [6,8]; дополнительная –11-12.
Тема 7. Механические процессы 1) Процессы измельчения. Сущность и назначение процесса измельчения.
Открытый и закрытый циклы измельчения. Основы теории измельчения. Теории Риттингера, Кирпичева, Ребиндера. Аппаратурное оформление процесса измельчения.
2) Процесс сортирования. Сущность и назначение процесса сортирования. Виды сортирования. Основные характеристики процесса сортирования.
Аппаратурное оформление процесса сортирования.
3) Процесс прессования. Сущность и назначение процесса прессования.
Виды прессования. Факторы влияющие на процесс прессования. Основные характеристики процесса прессования. Аппаратурное оформление процесса прессования.
Литература: основная – [1, c. 93-120], [2], [3, c. 119-125]; [6,8]; дополнительная – 9.
4. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ
УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ
ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ И ИХ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ
4.1. Текущий контроль Результаты освоения учебной дисциплины (модуля) оцениваются следующими средствами текущего контроля успеваемости:1. Индивидуальный опрос.
2. Контрольная работа (курсовая работа).
3. Самоконтроль.
4. Тестирование.
5. Собеседование.
Методическое обеспечение текущего контроля:
1. Индивидуальный опрос и собеседование проводится на практических (лабораторных) занятиях по вопросам к каждой теме. Перечень вопросов приведен в методических указаниях к практическим (лабораторных) занятиям.
2. Задания к контрольным работам (курсовой работе) включают решение задач по темам, приведенные в методических указаниях для студентов по выполнению контрольных работ (курсовых)[17].
3. Самоконтроль осуществляется по вопросам, перечисленным в разрезе тем в методических указаниях и заданиях по самостоятельной работе и путем решения тестовых заданий для самоконтроля.
Методические указания к практическим занятиям (лабораторным), сборник задач, методические указаниях и задания по самостоятельной работе, методические указаниях и задания к контрольной работе для студентов-заочников размещены на Портале электронных образовательных ресурсов по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств » в разделе «Ресурсы».
Тестовые задания для самоконтроля и текущего контроля размещены на Портале электронных образовательных ресурсов по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» в разделе «Тесты и экзамены».
4.2. Промежуточная аттестация Промежуточная аттестация по итогам освоения дисциплины проводится в форме зачета.
Вопросы (задания) к экзамену (зачету) размещены на Портале электронных образовательных ресурсов по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» в разделе «Ресурсы».
4.3. Использование балльно-рейтинговой системы для текущего контроля и промежуточной аттестации Для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации используется балльно-рейтинговая система в соответствии с «Положением об академическом рейтинге».
Текущий рейтинг по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» определяется с учетом посещаемости, участия студентов в аудиторной и самостоятельной работе, выполнении контрольных точек, а также внеаудиторной работе (участие в конференциях, олимпиадах, конкурсах и др.) Требования, критерии оценки для расчета текущего рейтинга по дисциплине размещены на Портале электронных образовательных ресурсов в разделе «Ресурсы».
5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)
Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины «Процессы и аппараты пищевых производств» включает конспект лекций (авторское учебное пособие «Процессы и аппараты пищевых производств» или, презентационные материалы для чтение лекций и проведения практических (лабораторных) занятий.Электронная версия конспекта лекций, учебного пособия, учебника, презентации представлены на Портале электронных образовательных ресурсов по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств» в разделе «Ресурсы».
Для изучения дисциплины «Процессы и аппараты пищевых производств»
следует использовать основную литературу, дополнительную литературу, Интернет-ресурсы:
а) Основная литература 1. Кавецкий Г.Д., Касьяненко В.П. Процессы и аппараты пищевых производств. Издательство: КолосС, серия: Учебники и учеб.пособия для высших учебных заведений, 2008, стр. 2. Остриков А.Н., Шевцов А.А., Алексеев Г.В., Логинов А.В., Красовицкий Ю.В. Процессы и аппараты пищевых производств. Издательство: Гиорд, учебник в 2-х кн., 2007, стр. 3. Ларин В.А., Малахов Н.Н., Малахов Ю.М. Процессы и аппараты пищевых производств. Издательство: КОЛОСС, учебник для высших учебных заведений, 2008, стр. б) Дополнительная:
4.Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Пищевая промышленность, 1976.-663 с.
5.Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Колос, 1999.-551 с.
6.Липатов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Экономика, 1987.-272 с.
7.Расчеты и задачи по процессам и аппаратам пищевых производств.
С.М.Гребенюк, Михеева Н.С. и др. М.: Агропромиздат, 1987.-304 с.
8.Минухин Л.А., Тимкин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств: методические указания к курсовой работе для студентов специальности 17.06. Екатеринбург: УрГЭУ 1995.-41 с 9. Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. М.: Химия,1968.-847 с.
10. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы / Т.М.Башта, Руднеев С.С., Некрасов Б.Б. и др. М.:Машиностроение,1992.
11. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия,1987.
12.Гухман А.А. Введение в теорию подобия. М.: Высшая школа,1973.
13.Минухин Л.А. Расчеты сложных процессов тепло- и массообмена в аппаратах пищевой промышленности. М.: Агоропромиздат, 1986.
14.Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по проектированию / Борисов Г.С., Брыков В.П., Дытнерский Ю.И. и др. Под ред.
Дытнерского Ю.И. М.:Химия, 1991.
15.Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей.
М.:Химия,1975.
16.Драгилев А.И., Дроздов В.С. Технологические машины и аппараты пищевых производств. – М.: Колос, 1999. – 376 с.
17. В.А.Тимкин, С.В. Шихалв «Процессы и аппараты пищевых производств» Метод. Пособие. – Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. экон. ун-та, 2009. – 32 с.
в) Интернет-ресурсы:
http://www.foodprom.ru/ 2. Официальный сайт Министерства торговли, питания и услуг Свердловской области http://mintorg.midural.ru/
6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ УЧЕБНОЙ
ДИСЦИПЛИНЫ
Реализация данной учебной дисциплины осуществляется с использованием материально-технической базы, обеспечивающей проведение всех видов учебных занятий и научно-исследовательской работы обучающихся, предусмотренных программой учебной дисциплины и соответствующей действующим санитарным и противопожарным правилам и нормам:- оборудованные кабинеты и аудитории, - компьютерные классы, - лаборатория «Процессов и аппаратов пищевых производств».
Программа составлена в соответствии с требованиями ГОС ВПО по специальности 260601 «Машины и аппараты пищевых производств», квалификация – инженер.
Программа размещена на Портале электронных образовательных ресурсов в разделе «Ресурсы».
Автор(ы) Пищиков Г.Б., Шихалев С.В.
Рецензент(ы)
«