Process and device production foods

СМОЛЕНСКИЙ ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУ ЛЬТЕТМЕЖДУНАРОДНОГО ТУРИЗМА И ИНОСТР АННЫХ ЯЗЫКОВ
КАФЕДР АТЕХНОЛОГИЯ ПРОДУКТОВ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ
СИНЯВСКИЙ ЮРИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ
Учебно-методическое пособие
по дисциплине: «Процессы и аппараты пищевых производств»
для студентов, обучающихся по специальности
260501 «Технология продуктов общественного питания»
(заочная форма обучения)
Смоленск – 2008
ТРЕБОВАНИЯ ГОСУ ДАРСТВЕННОГО ОБР АЗОВАТЕЛЬНОГОСТАНДАРТА
Основы технической гидромеханики; модель сплошной среды, методы описания и виды
движения; уравнения неразрывности жидкости и газов; гидростатика; уравнения Эйлера;
закон Паскаля; уравнение Бернулли для моделей вязкой, несжимаемой и сжимаемой
жидкостей при установившемся движении; силовое воздействие установившегося потока на
неподвижную и движущуюся преграду; неустановившееся движение несжимаемой жидкости;
явление гидравлического удара, формула Жуковского; понятие о волновых процессах в
гидромагистралях гидроприводов; анализ протекающих в пищевых производствах процессов,
их расчет; прочностной расчет соответствующих аппаратов; механические, химические,
тепловые, массообменные процессы; процессы измельчения твердых материалов,
дозирования, смешения, пресования, нагревания, охлаждения; сушка, экстракция,
выпаривание, ректификация, кристаллизация. Разделение неоднородных систем различными
методами; современные методы исследования процессов и аппаратов; изучение основ
физического и математического моделирования; методы расчета нестационарных и
необратимых технологических процессов; определение оптимальных условий осуществления
процессов в рациональной схеме соответствующего аппаратурного оформления.
Цель и задачи курса
Целью изучения курса «Процессы и аппараты пищевых производств» является:
- знакомство студентов с современным состоянием и перспективами развития
технологических процессов пищевой промышленности;
- изучение методов расчетов основных параметров аппаратов пищевых производств;
По окончанию курса студент должен знать:
- законы, лежащие в основе функционирования современных аппаратов пищевых
производств;
- основные процессы, протекающие в аппаратах пищевых производств;
- основные принципы, лежащие в основе конструирования высокоэффективных
аппаратов пищевых производств;
- принципы оптимизации процессов в технологическом оборудовании с целью
достижения максимальной эффективности его работы.
По окончанию курса студент должен уметь:
- анализировать основные процессы, протекающие в различных видах аппаратов,
указывать на принципы, лежащие в основе функционирования различных узлов
технологического оборудования;
- рассчитывать основные показатели процессов, такие как производительность по
целевому веществе, расход энергии на осуществление процессов, площадь
поверхности тепло- и массообмена;
- уметь выбирать тип аппарата, использование которого для осуществления данного
процесса оптимально;
ПРОГР АММА (СОДЕРЖАНИЕ) УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
1. Основы гидравлики. Гидростатика. Давление на плоскую и криволиненую стенку.
Сила Архимеда. Уравнение расхода. Уравнение Бернулли. Потери на трение по
длине. Закон Вейсбаха-Дарси. Местные гидравлические сопротивления. Расчет
простого трубопровода.
2. Истечение жидкости из отверстия в тонкой стенке. Насадки.
Основные типы
насосов. Характеристика центробежного насоса. Законы пропорциональности .
Расчет насосного трубопровода (графический метод).
3. Основные методы анализа процессов и аппаратов пищевых производств. Основное
уравнение кинетики. Элементы теории подобия. Критериальные уравнения, способ
их получения.
4. Основные законы массопереноса: закон Фика, закон Щукарева. Кретерии подобия
массобменных процессов. Процесс абсорбции. Понятие о теоретической тарелке.
Адсорбция, абсорбенты и область их применения.
5. Процесс фракционной перегонки. Ректификация, устройство и принцип дейтсвия
ректификационной колонны. Понятие о насадочных и тарельчатых аппаратах.
Экстракция, движущая сила и факторы, влияющие на скорость процесса.
Конвективная, контактная, ИК и СВЧ сушка. Достоинства и недостатки разных
методов сушки.
6. Основные законы теплопереноса: закон Фурье, закон Ньютона-Рихмана.
Теплопроводность плоской стенки. Нестационарные процесс теплопроводности.
Теплообмен при кипении и конденсации. Тепловое излучение. Основные типы
теплообменных аппаратов.
7. Гидромеханические процессы. Осаждение, расчет скорости осаждения.
Перемешивание, типы мешалок. Подбор мешалки для конкретного процесса.
Фильтрование, законы фильтрования, типы фильтров. Обратный осмос и
ультафильтрация.
8. Механические процессы. Основы механики сыпучей среды. Дробление, типы
дробилок. Классификация, ситовой анализ. Другие методы классификации
зернистых материалов. Обработка давлением: прессование, формование.
9. Биохимические процессы. Брожение, факторы влияющие на скорость процесса.
Стерилизация, пастеризация.
СЕМИНАРСКИЕ И ПР АКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИЯ, ЛАБОР АТОРНЫЕ Р АБОТЫ
1.Семинар №1. Гидравлические процессы.
Задача 1. Регулирование подачи воды, текущей по трубе диаметром d=24 мм
производится с помощью клапана, представляющего собой рычаг, плечи которого a=20 мм
b=40 мм. Шаровый поплавок имеет массу m=25 г и радиус R=0,3 м. При каком наибольшем
давлении в трубе клапан перекрывает поступление воды? Считать, что рычаг расположен
горизонтально.
Задача 2. Вода перетекает из бака А в резервуар по трубе длиной l=2,5 м и диаметром
d1=25 мм, на которой установлены: вентиль (ζв=3,5 и диффузор с углом α=8° и диаметром
выходного отверстия D=75 мм. Показание мановакуумметра pвак=10 кПа; высота Н=2,5 м,
h=2 м. Определить расход Q с учетом всех местных сопротивлений и трения по длине λ =0,03.
Вход в трубу без закруглений, радиус кривизны колен R=25 мм. Взаимным влиянием
сопротивлений пренебречь.
Задача 3. Определить направление истечения жидкости с плотность ρ=1000 кг/ м3 через
отверстие d0=1,0 см и ее расход, если разность уровней H=2м, показание вакуумметра
pвак=147 мм рт. ст., показание манометра pм=0,25 МПа, коэффициент расхода µ=0,62.
Задача 4. Определить полный напор и полезную мощность работающего насоса, если
производительность насоса Q=0.14 м3/с, диаметры коммуникаций всасывания и нагнетания
соответственно d1=250 мм и d2=200 мм. Показания манометра на выходе из насоса
pм=0,85 МПа, вакуомметра - pв=0,04 МПа. Расстояние по вертикали между манометром и
вакуомметром ∆z=0.3 м.
2. Семинар №2. Процессы перегонки, ректификации и экстракции.
Задача 1. Воздух насыщен паром этилового спирта. Давление смеси p=600 мм. рт. ст.,
температура смеси t=60 С. Принимая оба компонента смеси идеальными газами, определить
относительную массовую концентрацию спирта в смеси и плотность смеси.
Задача 2. Смесь уксусной кислоты и воды в количестве M=2600 кг подвергается простой
перегонке под атмосферным давлением. Молярная концентрация в исходной смеси c1=10%, в
остатке – c2= 50%. Определить массу остатка и дистиллята, а так же состав дистиллята по
кислоте.
Задача 3. В ректификационной колонне непрерывного действия разделяется смесь
этилового спирта и воды. Уравнение рабочей линии для исчерпывающей части колонны
y=1.28x-0.0143 кг/кг. Определить состав кубового остатка.
Задача 4. В ректификационную колонну непрерывного действия поступает жидкость с
молярной концентрацией низкокипящего компонента xF=25%. Концентрация низкокипящего
компонента в дистилляте xD=95%, в кубовом остатке xW=3%. В дефлегматор поступает
G1=850 кмоль/ч пара, а из дефлегматора в колонну возвращается G2=670 кмоль/ч флегмы.
Определить производительность колонны по кубовому остатку.
3. Семинар № 3. Гидромеханические процессы.
Задача 1. Как изменится производительность отстойника, если температуру воды
повысить с t1=15 C до t2=75 C.
Задача 2. Лопастная мешалка с размером d1=2D/3 заменена на меньшую с d2=D/4.
Перемешивание в обоих случаях происходит в условиях ламинарного режима. Как изменится
частота вращения мешалки при той же мощности электродвигателя?
Задача 3. Бак диаметром D=900 мм и высотой H=1100 мм снабженный мешалкой,
заполнен на k=3/4 растительным маслом (ρ=930 кг/м3, µ=18⋅10-6 Па⋅с,). Какой мощности
необходимо установить электродвигатель для трехлопастной пропеллерной мешалки с
частотой вращения n=180 об/мин?
Задача 4. В результате фильтрования водной суспензии с массовым содержанием
m=20% твердой фазы получено V=15 м3 фильтрата. Влажность полученного осадка l=25%.
Какое количество твердой фазы задержано фильтром?
Задача 5. Как измениться производительность фильтра, если а) в два раза увеличить
площадь поверхности фильтрования; б) в два раза увеличить поверхность фильтрования; в) в
два раза уменьшить (путем нагревания) вязкость фильтрата? Осадок считать однородным и
несжимаемым.
4. Семинар №4. Тепловые и механические процессы.
Задача 1. Определить необходимую площадь поверхности одноходового
кожухотрубного теплообменника для нагревания томатной пасты в количестве G=4000 кг/ч
от t1=20 °C до t2=90 °C водяным паром температурой tп=106°С. Средняя теплоемкость массы
с=4000 Дж/(кг⋅К), коэффициент теплопередачи K=800 Вт/(м2⋅К), потери тепла в окружающую
среду составляют 3% от переданной.
Задача 2. Определить расход острого пара давлением p=343 кПа на нагревания в
варочном аппарате от 10 до 125 °С 500 кг смеси зерна с водой. Содержание сухих веществ в
зерне 86%, содержание зерна в оде 26%. Теплопотери принять равными 5%.
Задача 3. Рассчитать шаровую мельницу с центральной разгрузкой, размеры барабано
которой D×L=1500×3000 мм, если 85% кусков исходного материала имеют диаметр
d= 25
мм, а 85% зерен измельченного продукта имеют размер менее 150 мкм. Насыпная плотность
стальных шаров ρ= 4100 кг/м3.
Задача 4. Определить высоту слоя ячменя на плоском качающемся грохоте шириной
S=0.4 м, если производительность грохота G=20 т/ч, скорость перемещения материала по ситу
w=0.15 м/с, объемая масса материала ρ=750 кг/м3 и коэффициент разрыхления его ε=0,4.
САМОСТО ЯТЕЛЬНАЯ Р АБОТА СТУ ДЕНТОВ
Задания для самостоятельного решения
Задача 1. Центробежный насос с заданной при частоте n характеристикой (табл.2.)
перекачивает воду из открытого водоема в резервуар, уровень в котором расположен на
высоте H относительно поверхности водоема. Всасывающая магистраль насоса имеет диаметр
d1, ее длина l1, абсолютная шероховатость ∆1. Нагнетательная магистраль имеет диаметр d2,
ее длина l2, коэффициент потерь на трение по длине λ2. На всасывающей магистрали
установлен фильтр с ζ1, и имеется колено с углом α1. На нагнетательной магистрали
установлен вентиль с ζ2, и имеется отвод с радиусом с углом α2 и радиусом закругления R.
Вход в резервуар без закругления. Определить подачу насоса и потребляемую мощность.
Какой должна стать частота вращения, чтобы подача увеличилась на 20%? Данные
всасывающей и нагнетательной магистралей приведены в таблице 1.
номер
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
Q, л/c
H, м
η, %
Q, л/c
H, м
η, %
Q, л/c
H, м
n,
об/мин
H,
м
1600
1500
1400
1300
1200
1600
1500
1400
1300
1200
1200
1600
1500
1400
1300
1450
1350
1250
1650
1550
1350
1400
1350
1200
1600
18
20
16
12
14
12
18
20
16
18
14
22
16
18
12
22
16
10
20
12
20
17
15
12
18
1400
12
0
15
0
0
18
0
0
23
Таблица 1: Исходные данные для магистралей
Всасывающая магистраль
Нагнетательная магистраль
∆1,мм l1,м d1,мм ζ1 α1,°
α2,
R,мм
d2,мм l2,м
λ2
ζ2
°
0,1
15
100
8
135
75
30 0,025 10 100
150
0,2
10
100
2
125
90
32 0,030 11 110 270
0,08
12
110
6
115
60
36 0,025 12 120
120
0,1
15
110
4
145
90
25 0,030 11 130
90
0,2
10
100
5
155
75
36 0,025 10 140
75
0,15
10
110
7
130
75
32 0,025 11 105
150
0,30
12
110
3
120
90
30 0,030 10 115 270
0,10
15
100
5
110
60
25 0,025 13 125
120
0,08
10
100
3
140
90
35 0,030 12 135
90
0,25
15
100
6
150
75
38 0,025 11 145
75
0,08
12
100
4
150
90
40 0,015 11 140
180
0,15
14
110
8
145
90
36 0,035 9
110 270
0,25
10
110
2
135
75
32 0,025 12 115 150
0,15
16
100
6
125
75
28 0,020 10 120
75
0,10
15
100
4
115
90
32 0,030 13 135
90
0,09
14
100
5
110
75
30 0,020 11 100
75
0,15
16
110
3
140
60
20 0,035 10 110 120
0,22
8
110
6
150
90
30 0,020 12 120
90
0,18
16
100
7
120
75
26 0,030 10 130
150
0,25
12
110
3
130
90
28 0,025 11 140
180
0,08
14
100
5
105
75
22 0,025 10 130
75
0,09
15
100
6
110
90
20 0,025 12 105
180
0,10
17
110
7
115
60
18 0,030 11 110 120
0,15
10
110
6
120
75
20 0,025 13 115 150
0,20
14
100
5
125
90
16 0,025 11 125
90
0,18
16
110
8
120
75
24
0,020
12
125
150
2
16
40
Таблица 2: Характеристика насосов
Для вариантов 4,6,15,18,20,24,26
4
6
8
10
12
16
15
14
12
10
60
75
78
75
60
14
8
40
16
4
20
2
21
35
Для вариантов 3,5,9,11,13,17,23
4
6
8
10
21
17
16
14
55
75
75
70
12
12
55
14
10
35
16
6
15
3
24
Для вариантов 1,7,10,14,16, 19, 22,25
6
9
12
15
24
22
20
17
18
14
21
10
24
6
η, %
0
50
70
Q, л/c
H, м
η, %
0
25
0
4
28
35
8
28
55
80
85
85
80
60
40
Для вариантов 2,8,12,16,21,
12
16
20
26
23
20
71
75
70
24
16
57
28
12
38
38
8
18
Задача 2. Определить время концентрирования раствора массой m от начальной
концентрации x1 до конечной x2 в выпарном аппарате с площадью теплообменной
поверхности F. В качестве греющей среды выступает сухой насыщенный пар с температурой
t. В надрастворном пространстве поддерживается атмосферное давление. Считать, что к
началу процесса раствор находится при температуре кипения. Значения исходных данных
приведены в таблице 1. Известна зависимость коэффициента теплопередачи от пара к
раствору в зависимости от концентрации последнего (таблица 2)
Таблица 1: Исходные данные задачи
№
В-во
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
СaCl2
K2CO3
NaNO3
СaCl2
K2CO3
СaCl2
K2CO3
NaNO3
СaCl2
K2CO3
СaCl2
K2CO3
NaNO3
m,
x1,
т мас.%
40
5
30
5
20
10
30
10
40
5
40
10
30
10
20
5
30
5
40
10
30
5
40
10
60
5
x2,
мас.%
40
45
50
50
35
45
50
40
35
55
25
30
45
F,
м2
30
35
30
40
45
45
30
40
30
40
10
15
50
t,
°C
120
125
130
135
140
125
120
135
130
145
125
120
130
№
В-во
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
СaCl2
K2CO3
NaNO3
СaCl2
K2CO3
СaCl2
K2CO3
NaNO3
СaCl2
K2CO3
K2CO3
СaCl2
K2CO3
m,
x1,
x2,
F , t,
т мас.% мас.% м2 °C
40
10
40
45 125
30
10
45
30 120
20
5
45
40 135
30
5
40
30 130
40
15
50
40 145
5
10
40
45 120
10
5
45
30 115
15
10
45
40 130
20
5
40
30 130
25
15
50
40 150
40
10
50
20 140
5
15
35
35 125
10
5
45
35 110
Таблица 2: Зависимость коэффициента теплопередачи от греющего пара к
раствору от концентрации раствора
Для вещества СaCl2
x, мас.%
5
10
20
30
40
50
2200
1750
1130
740
490
280
K, Вт/(м2×К)
Для вещества K2CO3
x, мас.%
5
10
20
30
40
50
2
2250
1800
1200
800
470
230
K, Вт/(м ×К)
Для вещества NaNO3
x, мас.%
5
10
20
30
40
50
2
2300
1840
1240
830
500
250
K, Вт/(м ×К)
Задача 3. На опыте исследуется связь между мощностью на привод лопастной мешалки
N и ее параметрами: диаметром лопастей d и частотой вращения n. В эксперименте
используется жидкость с кинематической вязкостью ν. Результаты эксперимента
приведены в таблице 1. Какая мощность будет затрачиваться на привод мешалки в
геометрически подобном аппарате с диаметром лопастей d2, заполненным жидкостью с
вязкостью ν2, если частота вращения мешалки n2. Данные к задаче приведены в
таблице 2.
Таблица 1: Результаты эксперимента по определению зависимости мощности
мешалки от ее параметров
Опыт 1
N,
кВт
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
0.013
0.015
0.11
0.08
0.28
0.23
0.02
0.12
0.05
0.16
0.15
0.06
0.01
0.07
0.01
0.013
0.015
0.11
0.28
0.02
0.12
0.05
0.08
0.16
0.15
0.06
n,
об/мин
15.6
14.6
17.7
17.7
20.9
18.9
22.9
20.8
14.8
15.8
17.7
17.7
15.5
16.5
13.5
15.6
14.6
17.7
20.9
22.9
20.8
14.8
17.7
15.8
17.7
17.7
Опыт 2
d,
м
N,
кВт
0.10
0.10
0.20
0.20
0.30
0.30
0.10
0.10
0.20
0.30
0.30
0.20
0.10
0.20
0.10
0.10
0.10
0.20
0.30
0.10
0.10
0.20
0.20
0.30
0.30
0.20
0.040
0.044
0.33
0.24
0.31
0.26
0.37
0.31
0.42
0.47
0.45
0.45
0.15
0.04
0.03
0.040
0.044
0.33
0.31
0.37
0.31
0.42
0.24
0.47
0.45
0.45
n,
об/ми
н
29.7
27.7
33.7
33.6
39.5
35.5
43.3
39.6
27.6
29.6
33.6
33.7
29.8
31.8
25.8
29.7
27.7
33.7
39.5
43.3
39.6
27.6
33.6
29.6
33.6
33.7
Опыт 3
d,
м
0.10
0.10
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
0.30
0.30
0.30
0.30
0.20
0.10
0.10
0.10
0.10
0.20
0.20
0.20
0.20
0.30
0.20
0.30
0.30
0.30
N,
n,
кВт об/мин
0.082
0.091
0.67
0.48
1.68
1.40
1.97
1.68
0.062
0.37
0.35
1.83
1.59
2.28
0.85
0.082
0.091
0.67
1.68
1.97
1.68
0.062
0.48
0.37
0.35
1.83
45.1
42.1
51.1
51.1
60.2
54.2
66.2
60.1
42.2
45.2
51.1
51.1
45.1
48.1
39.1
45.1
42.1
51.1
60.2
66.2
60.1
42.2
51.1
45.2
51.1
51.1
Опыт 4
d,
м
0.10
0.1
0.20
0.20
0.30
0.30
0.30
0.30
0.10
0.20
0.20
0.40
0.40
0.40
0.30
0.10
0.1
0.20
0.30
0.30
0.30
0.10
0.20
0.20
0.20
0.40
N,
n,
кВт об/ми
н
0.69
0.76
0.20
0.14
0.19
0.16
1.18
1.0
1.36
0.58
0.55
0.55
0.48
0.69
1.35
0.69
0.76
0.20
0.19
1.18
1.0
1.36
0.14
0.58
0.55
0.55
59.3
55.2
67.1
67.2
78.8
70.8
86.8
79.0
55.0
59.0
67.1
67.2
59.4
63.4
64.6
59.3
55.2
67.1
78.8
86.8
79.0
55.0
67.2
59.0
67.1
67.2
Таблица 2: Исходные данные к задаче
№
ν×106, м2/с ν2×106, м2/с d2, м n2, об/мин
1,11,21
1,0
3,0
0,6
5
2,12,22
0,66
1,0
0,5
8
3,13,23
2,5
0,66
0,4
8
4,14,24
0,9
2,5
0,6
5
5,15,25
3,0
1,0
0,5
6
6,16,26
1,0
0,66
0,4
7
7,17
0,66
2,5
0,7
4
8,18
2,5
3,0
0,5
2
9,19
0,9
3,0
0,6
5
Опыт 5
d,
м
0.20
0.2
0.10
0.10
0.10
0.10
0.20
0.20
0.30
0.20
0.20
0.20
0.20
0.20
0.30
0.20
0.2
0.10
0.10
0.20
0.20
0.30
0.10
0.20
0.20
0.20
N,
n,
кВт об/мин
1.01
1.12
0.30
0.21
0.28
0.23
0.33
0.28
0.76
0.16
0.15
0.15
0.71
1.02
0.14
1.01
1.12
0.30
0.28
0.33
0.28
0.76
0.21
0.16
0.15
0.15
74.5
69.5
84.3
84.4
99.1
89.1
109.0
99.2
69.2
74.24
84.3
84.4
74.6
79.6
64.6
74.5
69.5
84.3
99.1
109.0
99.2
69.2
84.4
74.24
84.3
84.4
d,
м
0.20
0.2
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.10
0.20
0.10
0.10
0.10
0.20
0.20
0.10
0.20
0.2
0.10
0.10
0.10
0.10
0.20
0.10
0.10
0.10
0.10
10,20
3,0
0,66
0,4
4
Задача 4. Ректификационная колонна непрерывного действия используется для
разделения водно-спиртовой смеси с составом по НК xF. Расход смеси, поступающей на
ректификацию GF. Концентрация низкокипящего компонента в дистилляте xD, в кубовом
остатке – xW. Коэффициент избытка флегмы ϕ. Определить производительность колонны по
дистилляту и число теоретических тарелок ней. Данные к задаче приведены в таблице 1.
№
п/п
GF
кг/час
xF
мол.%
xD
мол.%
xw
мол.%
ϕ
1
450
24
80
8
1,3
2
452
25
81
1,4
3
455
26
82
5
6
4
460
27
83
5
1,6
5
462
28
84
8
1,7
6
465
29
85
7
1,8
7
470
30
80
9
1,9
8
475
24
81
6
2,0
9
440
25
82
5
1,4
10
440
24
83
7
1,5
11
442
25
80
7
1,3
12
445
24
81
8
1,4
13
447
27
82
9
1,5
14
450
26
83
6
1,6
15
452
29
84
1,7
16
455
28
85
5
8
17
460
31
80
8
1,9
18
465
25
81
9
2,0
19
465
22
82
6
1,4
20
455
20
83
8
1,5
21
460
26
83
6
1,6
22
462
27
84
1,7
23
465
30
85
6
9
24
470
29
80
8
1,9
25
475
24
81
4
2,0
26
440
26
82
6
1,9
1,5
1,8
1,8
ФОРМЫ ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ ЗНАНИИ
Итоговая форма контроля – экзамен.
Структура билета: два теоретических вопроса и защита задач для самостоятельного
решения.
Экзаменационная оценка выставляется по четырехбалльной системе.
Вопросы к экзамену
1. Гидравлика. Гидростатика. Предмет и задачи, основные величины и понятия.
2. Основное
уравнение гидростатики. Сила давления жидкости на плоскую и
криволинейную стенки. Центр давления.
3. Кинематика и динамика жидкости. Основные понятия. Расход жидкости.
4. Поток реальной (вязкой) жидкости. Коэффициент Кариолиса.
5. Уравнение Бернулли для потока реальной (вязкой) жидкости.
6. Гидравлические потери. Основные понятия.Закон Вейсбаха-Дарси.
7. Ламинарное течение. Формула Пуазейля. Коэффициент Кариолиса для ламинарного
течения.
8. Турбулентное течение. Определение коэффициента потерь на трение.
9. Местные гидравлические сопротивления. Внезапное расширение русла, постепенное
расширение русла, внезапный и постепенный поворот русла.
10. Истечение жидкости через отверстие в тонкой стенке. Истечение жидкости через
насадки.
11.Расчет трубопроводов. Простой трубопровод постоянного сечения.
12. Поршневые насосы устройство и принцип действия. Индикаторная диаграмма
поршневого насоса.
13. Шестиренночные и винтовые насосы. У стройство и принцип действия. Пластинчаты и
перистальтические насосы. У стройство и принцип действия.
14. Центробежные насосы. У стройство и принцип действия. Характеристики
центробежного насоса. Законы пропорциональности .
15. Основные элементы насосного трубопровода. Определение рабочей точки насосной
системы.
16. Методы регулирования работы насоса центробежного насоса.
17. Общие принципы расчета машин и аппаратов пищевых производств.
18. Основные типы процессов и аппаратов. Примеры аппаратов идеального смешения и
вытеснения.
19. Кинетика как общий метод описания и расчета процессов пищевых производств.
20. Теория подобия как основной инструмент исследования закономерностей сложных
процессов.
21. Основные критерии подобия, использующиеся в курсе. Физический смысл критериев
подобия.
22. Процессы перемешивания. Физические основы процессов, факторы влияющие на ход
и результат процессов перемешивания.
23. Перемешивающие аппараты. Типы перемешивающих органов.Методы интенсификации
процессов перемешивания.
24. Гомогенизация как технологический процесс. Типы оборудования для гомогенизации.
25. Гидромеханические процессы разделения неоднородных систем. Физические основы
процессов осаждения. Основные закономерности процессов осаждения одиночных
частиц сферических и несферических частиц.
26. Аппараты для гидродинамического разделения неоднородных систем. Основы расчета
производительности отстойного оборудования.
27. Фильтрование. Физические процессы, лежащие в основе фильтрования. Кинетика
фильтрования.
28. Фильтры для разделения жидких и газовых смесей. Достоинства и недостатки
различных типов фильтров.
29. Обратный осмос и ультрафильтрация. Основные закономерности процессов, физикохимические основы процессов. Виды мембран.
30. Основы механики сыпучих тел. Основные характеристики сыпучих продуктов. Угол
естественного откоса. особенности механических процессов с сыпучими телами.
31. Процессы измельчения, дробления, шлифования. Физические основы процессов.
Оценка затрат энергии на проведение процесса дробления.
32. Дробилки и мельницы. Основные типы, достоинства и недостатки различных типов
устройств.
33. Классификация зернистых материалов. Основные характеристики фракционного
состава зернового материала. Зависимость фракционного состава от особенностей
проведения процессов с сыпучими материалами.
34. Обработка материалов давлением. Физические основы процессов прессования.
35. Прессы и экструдеры. Особенности процессов в экструдерах.
36. Массообменные процессы. Молекулярная и конвективная диффузия.
37. Кинетика массообменных процессов. Критерии подобия массообменных процессов.
38. Абсорбция. Кинетика абсорбции, основные закономерности массопереноса в системе
жидкость-газ.
39. Основы равновесия в системе жидкость-пар. Кривая равновесия в системе жидкостьпар. Перегонка. Теоретические основы и особенности протекания процесса. Методы
перегонки.
40. Ректификация. Теоретические основы
и особенности
организации процесса.
Уравнение рабочей линии ректификационной колонны.
41. Расчет числа теоретических ступеней изменения концентрации методом теоретических
тарелок.
42. Контактные устройства ректификационных колонн. Основные
типы контактных
устройств.
43. Насадочные массообменные аппараты. Способы организации насадки. Основные
параметры насадки и их влияние на характер протекания массообменных процессов.
44. Адсорбция. Физические процессы, обуславливающие адсорбцию. Кинетика адсорбции.
45. Характеристика адсорбентов, используемых в пищевой промышленности. Основные
характеристики, области применения.
46. Адсорбционные установки. Принцип работы и основные параметры адсорбционного
фильтра.
47. Экстракция и выщелачивание. Физико-химические основы процессов, особенности
массообена в процессах экстракции.
Кинетика процессов экстракции и
выщелачивания.
48. Эстракционные аппараты. У стройство, принцип действия. Методы интенсификации
процессов массобмена в аппаратах.
49. Физико-химические свойства растворов твердых веществ в жидкостях. Температурная
депрессия растворов. Физико-химические основы процессов выпаривания. Методы
расчета одноступенчатых выпарных аппаратов.
50. Выпарные аппараты, устройство и принцип действия. Особенности организации
процессов в выпарных аппаратах.
51. Виды связи влаги с материалом во влажных телах. Основные величины, описывающие
содержание влаги в материале.
52. Микро- и макроскопические процессы, протекающие при контактной и конвективной
сушке.
53. Кинетика сушки. Кривая скорости сушки. Особенности кривой скорости сушки для
различных пищевых продуктов.
54. Оборудование для конвективной сушки, достоинства и недостатки по сравнению с
другими типами сушилок.
55. Контактная сушка. Основные закономерности процесса. Преимущества и недостатки по
сравнению с конвективной.
56. Особые методы сушки. Физические основы, особенности организации процесса.
Преимущества и недостатки по сравнению с традиционными способами сушки.
9. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КУРСА
Основная литература:
1. Ю.М. Плаксин, Н.Н. Малахов, В.А. Лари Процессы и аппараты пищевых
производств Москва «КолосС» 2005