Методичні рекомендації та індивідуальні завдання для самостійної роботи студентів з дисципліни “Процеси І апарати харчових виробництв” для студентів 2 курсу

МЕТОДИЧНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ та індивідуальні завдання для самостійної роботи студентів з дисципліни “Процеси і апарати харчових виробництв” для студентів 2 курсу з дисципліни Процеси і апарати харчових виробництв професійного спрямування: Технологія бродильних виробництв і виноробства; Технологія зберігання, консервування та переробки плодів і овочів. напряму підготовки: 6.051701 Харчові технології та інженерія. галузі знань: 0517 Харчова промисловість та переробка сільськогосподарської продукції Загальні положення Сучасне харчове виробництво може розглядатися як сукупність численного ряду самостійних технологічних операцій переробки сировини і напівфабрикатів. Кожна операція зв'язана зі здійсненням процесів, що протікають в апаратах і різних машинах відповідної галузі промисловості. Вивчення процесів, властивих усім галузям харчової технології, і основних початків цих процесів складає предмет і задачу курсу "Процеси і апарати харчових виробництв". Програма курсу, розрахована на підготовку інженера широкого профілю, охоплює всі підсумкові процеси з погляду їхнього теоретичного обґрунтування, вибору оптимальних параметрів, методику розрахунку й апаратурного оформлення. Мета курсу — навчити студента раціональному вибору конструкцій, розрахунку машин і апаратів для визначених технологічних процесів, а також методом доцільної промислової експлуатації їх, спрямованим на досягнення максимальної продуктивності при мінімальних витратах і високій якості готової продукції. В результаті вивчення дисципліни студент повинен знати: Основні процеси та їх математичне описання; Конструкції типового устаткування, що використовується при здійсненні цих процесів; Довідкову літературу. Студент повинен вміти: Використовувати свої знання для вирішення практичних задач; Проводити розрахунки устаткування для проведення гідромеханічних, теплових та масообмінних процесів харчових технологій; Здійснювати підбір устаткування на основі проведених розрахунків; Користуватись довідковими матеріалами — таблицями, графіками, номограмами та проектною документацією підприємств. ^ ПЛАН САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ 1. Основні положення науки про процеси і апарати Предмет і задачі курсу «Процеси і апарати харчових виробництв. Основні фізичні, хімічні та фізико-хімічні закономірності. 2. Метод моделювання Основні теореми подоби. Основні правила моделювання. Найважливіші критерії подоби. Застосування критеріальних залежностей. ^ 3. ГІДРАВЛІКА І ГІДРОМЕХАНІЧНІ ПРОЦЕСИ 3.1. Фізико-хімічні властивості харчових рідин Системи одиниць вимірювання фізичних величин. Технічні властивості харчових продуктів. Основні параметри харчових продуктів. 3.2. Основи гідравліки Основне рівняння гідростатики. Основні рівняння гідродинаміки. Критеріальні залежності гідравліки. Розрахунок трубопроводів. Типи і конструкції насосів. Основні параметри насосів. Термодинамічні основи процесу сжимання газів. Типи і конструкції компресорних машин. 3.3. Гідромеханічні процеси Апаратура для перемішування. Пневматичне перемішування, перемішування в трубопроводах, перемішування за допомогою сопел і насосів. Розділення рідких систем. Коагуляція частинок дисперсної фази. Апаратура для осадження. Електроосадження. Рівняння фільтрування. Фільтрувальні перегородки. Апаратура для фільтрування. Розрахунок фільтрів. Гідродинаміка взаємодії газу (пари) і рідини. Відцентрова сила і фактор розділення. Будова і принцип дії центрифуг. Будова і принцип дії сепараторів. Розрахунок сепараторів і центрифуг. ^ 4. МЕХАНІЧНІ ПРОЦЕСИ Подрібнення. Дроблення, різання. Будова і принцип дії дробарок. Види різальних пристроїв. Сортування. Магнітна сепарація. Пресування і гранулювання. Будова і принцип дії сучасних пресів для віджимання рідини. Процеси гранулювання і таблетування. ^ ФОРМА ЗВІТНОСТІ У процесі пророблення курсу студент повинний виконати самостійну роботу, в яку входять питання і задачі. Номера завдань вибираються по останній цифрі залікової книжки. Робота оформлюється в окремому зошиті і здається на перевірку викладачу. Відповіді на теоретичні питання студент дає в усній формі. Питання для самоконтролю Дайте визначення поняттям система, процес, апарат, технологія, оптимізація. Дати оцінку використання принципу моделювання для розрахунку технологічних процесів. Перша теорема подоби. Критерії подоби. Сформулюйте другу теорему подоби. Запишіть критеріальне рівняння процесу перемішування. Основні критерії гідродинамічної подоби. Основні визначення гідравліки. Рідина, гідростатичний тиск, режими руху рідини, живий перетин. Основний закон гідростатики. Повний гідростатичний тиск. Надлишковий тиск, вакуум. Проаналізувати принцип дії гідравлічного преса. Визначити закон, що лежить в основі дії цього пресу. Об'ємна витрата рідини. Середня швидкість. Рівняння нерозривності. Рівняння Бернуллі. Зміст рівняння з енергетичної і геометричної точок зору. Проаналізувати використання основних законів гідродинаміки для розрахунку трубопроводів. Насоси. Основні типи насосів. Параметри насосів. Напір. Продуктивність. Потужність. Принцип дії відцентрового насоса. Принцип дії поршневого насоса подвійної дії. Типи компресорних машин. Ступінь стиску. Характеристика основних способів перемішування. Основні види механічних мішалок. Їхня порівняльна характеристика. Осадження в полі дії гравітаційної сили. Основні закономірності. Відстоювання. Пристрій відстійників. Осадження в поле дії відцентрових сил. Гідроциклони. Осадження в поле дії відцентрових сил. Центрифуги. Види центрифуг. Види і класифікація сепараторів. Фільтрування. Види фільтрування. Визначення швидкості фільтрування. Нутч-фільтр, що працює під тиском. Вакуумний барабанний фільтр. Конструкція і принцип дії. Схема роботи фільтр-преса. Конструкція і принцип дії намивних фільтрів. Вакуумний барабанний фільтр. Класифікація дробарок і способів дроблення. Принцип дії вальцьових дробарок. Дискові і молоткові дробарки. Різання. Види пристроїв, що ріжуть. Дискові та відцентрові різки. Роторні різки. Методи сортування. Сита і трієри. Пресування. Мета пресування. Принцип дії шнекового преса. Гранулювання і таблетування. Теоретичні питання Номер варіанту 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Номер питання 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 19 20 17 18 15 16 13 14 11 12 39 38 37 36 40 35 31 33 32 34 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Індивідуальні завдання Задача №1. По трубопроводу діаметром d1 рухається рідина густиною ρ. На трубопроводі мається розширення діаметром d2, (див. рис.1) швидкість руху рідини у розширенні складає v2. Визначити режим руху рідини у трубопроводі до розширення, якщо динамічний коефіцієнт в’язкості рідини складає µ. Визначити об’ємну витрату рідини, швидкість руху рідини до розширення, а також показання відкритого п’єзометра у розширенні, якщо показання відкритого п’єзометра до розширення складають h1. Втратами напору зневажити. Рис. 1. Таблиця вихідних даних Величини Варіанти 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 d1, мм 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 d2, мм 20 25 35 40 45 50 60 65 75 80 ρ, кг/дм3 0,8 0,86 0,9 0,95 1,0 1,1 1,15 1,2 0,9 1,0 µ, сП 0,9 0,95 1,0 1,1 1,05 1,2 1,1 1,2 1,15 0,95 v2, м/с 2,5 2,2 2,0 1,75 1,5 1,2 1,0 0,9 0,75 0,6 h1, м 2,5 2,3 2,1 2,0 1,8 1,75 1,7 1,6 1,5 1,4 ^ Методичні вказівки до рішення задачі №1 Записують рівняння нерозривності та рівняння Бернуллі для двох перерізів потоку. Вирішують систему отриманих рівнянь відносно невідомих величин. Визначають критерій Рейнольда (Re) і роблять висновок про режим руху рідини. ^ Задача №2. Насос перекачує воду температурою 30°С. Показання манометра на нагнітальному трубопроводі Pм, показання вакууметра (розрідження) в усмоктувальному трубопроводі перед насосом Pвак, манометр приєднаний на Hо, м вище вакууметра. Усмоктувальний і нагнітальний трубопроводи однакового діаметра. Який напір розвиває насос. Таблиця вихідних даних Величини Варіанти 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Рм, кгс/см2 29 35 25 33 32 27 28 25 30 31 Рвак, кгс/см2 1,8 2,3 1,6 2,2 1,7 1,9 2,0 2,4 2,5 2,1 Но, м 0,5 0,4 0,6 0,5 0,4 0,6 0,5 0,4 0,5 0,5 ^ Методичні вказівки до рішення задачі №2 Повний напір, що розвивається насосом може бути розрахований по рівнянню: Попередньо визначити тиск у нагнітальному й усмоктувальному трубопроводі. ^ Задача №3. Поршневий компресор продуктивністю Q (при умовах усмоктування) стискується газ, Г від p1 до р2 (тиск абсолютний). Початкова температура t1 = 15°C. К.к.д компресора прийняти 0,65. Визначити потужність компресора. Таблиця вихідних даних Величини Варіанти 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 Q, м3/ч 5,6 4,0 6,5 4,3 6,3 4,7 5,1 4,9 5,9 5,4 Г, газ СО2 N2 С2Н2 Н2 O2 СH4 С2Н4 С2Н6 Сl2 H2S Р1, кгс/см2 20 30 15 28 17 26 19 24 18 22 Р2, кгс/см2 70 80 65 78 67 76 69 74 68 72 ^ Методичні вказівки до рішення задачі №3 Перед розрахунком необхідно вивчити розділ "компресори". Потужність, споживана двигуном одноступінчатого компресора: де Lад — адіабатична робота стиску 1 кг газу Де k – показник адіабати [4, с.513] Задача №4. Розрахувати відстійник безупинної дії для осадження твердих зважених часток водної суспензії. Діаметр найменших часток, що підлягають осадженню d. Відносна вага твердої фази Δтв. Продуктивність відстійника по живленню M, суспензії з концентрацією Вп. Концентрація твердої фази в згущеній суспензії Вк. Температура суспензії t. Таблиця вихідних даних Величини Варіанти 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 d, мкм 25 28 33 36 40 43 48 51 55 58 Δтв 3,2 3,0 2,8 2,6 3,2 3,0 2,8 2,6 2,5 3,5 M, т/год 24 26 28 30 32 34 36 38 40 25 Вп, % 5 4 3 6 5 4 3 6 5 4 Вк, % 30 25 20 15 30 35 25 20 15 15 t, °C 20 25 30 35 20 25 30 35 20 25 ^ Методичні вказівки до вирішення задачі №4 Перед розрахунком потрібно вивчити розділ відстоювання. Визначають режим осадження, для розрахунку теоретичної швидкості осадження. Дійсну швидкість осадження приймають рівною: v = 0,5vт. Кількість рідкої фази в суспензії визначають за формулою: Vр = , м3/год. Визначають кількість твердої фази. Визначають концентрацію твердих часток у суспензії, що надходить у відстійник і в згущеній суспензії, за формулою: x =, . Площу відстійника визначають за формулою: , м2. Визначають діаметр відстійника. ^ РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА. Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. — М.: Агропромиздат. 1985. — 503 с. Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевой технологии. — 2-е изд., перераб. И доп. — М.: Колос, 2000. — 551с. Проектирование процессов и аппаратов пищевых производств. / Под ред. В.Н. Стабникова. — Киев: Вища школа. 1982. — 199 с. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Носков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. — Л., Химия. 1987. 576 с. В.И. Баранцев Сборник задач по процессам и аппаратам пищевых производств. — М.: Агропромиздат. 1989. — 105 с. Гребенюк С.М., Михеева Н.С. Расчеты и задачи по процессам и аппаратам пищевых производств. — М.: Агропромиздат. 1987. — 273 с.

Схожі:

	Методичні рекомендації та індивідуальні завдання для самостійної... Методичні рекомендації І контрольні завдання до виконання практичних занять з дисципліни Процеси І апарати харчових виробництв		Методичні рекомендації та тематика контрольних робіт для студентів... Методичні рекомендації І контрольні завдання до виконання практичних занять з дисципліни «Процеси І апарати харчових виробництв»
	Методичні рекомендації та тематика контрольних робіт для студентів... Методичні рекомендації І контрольні завдання до виконання практичних занять з дисципліни Процеси І апарати харчових виробництв		Методичні рекомендації та індивідуальні завдання для самостійної роботи студентів з дисципліни Методичні рекомендації та індивідуальні завдання для самостійної роботи студентів з дисципліни „ Університетська освіта ”
	Методичні рекомендації до виконання курсового проекту з дисципліни... Методичні рекомендації до виконання курсового проекту з дисципліни «Процеси І апарати харчових виробництв»		Методичні рекомендації до виконання курсового проекту з дисципліни... Установка вакуумна трьохкорпусна для випарювання томатної маси продуктивністю 9 т/год
	Методичні рекомендації та завдання для самостійної роботи студентів... Камінський П. П. Методичні рекомендації та завдання для самостійної роботи студентів денної та заочної форми навчання напряму 0601...		Методичні рекомендації та тематика контрольних робіт для студентів... Відповідальний за випуск Валько М.І., д т н., професор, завідувач кафедри технічної хімії І харчових технологій
	Завдання та методичні вказівки до самостійної роботи студентів з... Завдання та методичні вказівки до самостійної роботи студентів з дисци­пліни “Основи зовнішньоекономічної діяльності” для студентів...		Методичні рекомендації до самостійної роботи студентів з дисципліни Мета курсу – формування в студентів системних знань І розуміння концептуальних основ логістики як інструмента ринкової економіки,...