полуфабрикатов.

2. Закон сохранения массы и энергии, закон равновесия систем. Принцип движущей силы, принцип оптимизации процесса, принцип масштабного перехода.

2. Измельчение материалов. Общие сведения и физические основы процесса измельчения.

2. Классификация машин для измельчения. Устройство дробилок и резательных машин.

2. Общая характеристика процесса сортирования. Характеристика сит используемых для процесса сортирования. Устройство и принцип работы бурата и ситовой машины.

2. Устройство и принцип работы триера. Пневматическое и гидравлическое сортирование, Магнитная сепарация.

2. Обработка материалов давлением. Прессование. Закон Пуазейля.

8. Принцип работы и устройство винтового корзиночного, шнекового и пневматического прессов.

9. Формование пластичных материалов. Уплотнение сыпучих материалов. Устройство и принцип работы макаронного и карусельного дискового прессов.

10. Основы гидравлики. Гидростатика. Гидростатическое давление. Основное уравнение гидростатики. Приборы для измерения давления.

11. Основы гидродинамики. Расход жидкости. Уравнение неразрывности. Режимы течения жидкости.

12. Неоднородная система и её характеристика. Классификация процессов разделения неоднородных систем.

13. Осаждение в поле сил тяжести. Устройство отстойников.

14. Осаждение под действием центробежных сил. Устройство гидравлических циклонов, отстойной центрифуги, сепараторов.

15. Фильтрование, сущность процесса. Фильтрующие перегородки.

16. Фильтрование под действием перепада давления. Устройство и принцип работы рамного и листового фильтров.

17. Фильтрование под действием перепада давления. Устройство и принцип работы патронного и барабанного фильтров.

18. Фильтрование под действием центробежных сил. Устройство центрифуг. 19. Очистка воздуха и промышленных газов. Общая характеристика

процесса. Классификация процессов очистки воздуха и газов. Механическая очистка газов.

20. Центробежное осаждение частиц при очистке воздуха и газов. Устройство и принцип работы циклонов.

21. Мокрая очистка воздуха. Устройство и принцип работы скрубберов.

22. Фильтрование воздуха и газов. Устройство и принцип работы рукавного фильтра.

23. Сущность процесса перемешивания. Виды мешалок для механического перемешивания.

24. Циркуляционное, поточное и пневматическое перемешивание.

25. Перемешивание сыпучих и пластических материалов. Псевдоожижение.

26. Сущность процесса теплопередачи. Способы переноса теплоты. Теплоносители.

27. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи. Конвекция. Закон теплоотдачи Ньютона. Коэффициент теплоотдачи.

28. Тепловое излучение. Абсолютно белое, черное и прозрачное тела. Законы Стефана-Больцмана, Кирхгофа.

29. Классификация теплообменников. Устройство и принцип работы теплообменников с трубчатой поверхностью нагрева.

30. Классификация теплообменников. Устройство и принцип работы теплообменников с плоской поверхностью нагрева.

31. Выпаривание. Общая характеристика процесса. Однокорпусные выпарные аппараты, их виды, устройство, принцип работы.

32. Выпаривание. Общая характеристика процесса. Многокорпусные выпарные установки, их устройство и принцип работы, достоинства и недостатки.

33. Конденсация. Конденсаторы смешивания, их устройство, принцип работы.

34. Охлаждение. Применение в пищевой промышленности. Хладоносители. 35. Классификация холодильных машин. Устройство и принцип

действия компрессионной холодильной машины.

36. Классификация холодильных машин. Устройство и принцип действия абсорбционной холодильной машины.

37. Классификация холодильных машин. Устройство и принцип действия эжекторной холодильной машины.

38. Массообмен. Движущая сила массообменных процессов. Основное уравнение массопередачи. Молекулярная и конвективная диффузия.

39. Абсорбция. Физические основы процесса. Конструкции абсорберов. 40. Адсорбция. Процесс адсорбции, его движущая сила. Типы адсорбентов. 41. Десорбция. Устройство аппаратов для адсорбции.

42. Экстракция. Сущность процесса. Аппараты для экстракции веществ из твёрдых тел.

43. Сушка. Классификация сушилок. Камерные и туннельные сушилки.

44. Ленточные, шахтные сушилки и сушилки с кипящим слоем, их устройство, принцип работы.

45. Распылительные, барабанные и контактные сушилки, их устройство и принцип работы.

46. Перегонка. Теоретические основы перегонки. Устройства перегонного

куба.

47. Ректификация. Принципиальные схемы ректификационных колонн.

48. Кристаллизация. Основы теории кристаллизации. Аппараты для кристаллизации.

ЗАДАЧА № 1

Рассчитать производительность вальцовой дробилки для измельчения зерна, если диаметр валков D, величина зазора между валками b, длина валков ℓ, окружная скорость вращения валков ν. Принять насыпную плотность зерна ρ = 700 кг/м³, коэффициент питания валков φ = 0,5 – 0,7.

Исходные	Вариант по последней цифре шифра
данные	0	1	2	3	4
D, мм	190	250	200	180	130
b, мм	2	1,5	2	1,8	1,7
ℓ, м	0,7	0,8	0,6	0,75	0,4
νм/с	2,5	3	4,6	3,5	5

Рекомендуемая последовательность решения:

1. Произвести необходимые переводы величин.

2. Зная диаметр и окружную скорость валов, определить их частоту вращения.

3. Рассчитать производительность дробилки.

Пример. Рассчитать производительность вальцевой дробилки для измельчения зерна, если диаметр валков D=150мм, величина зазора между валками b=1мм, длина валков ℓ=0,5м, окружная скорость вращения валков ν=2,5м/с. Принять насыпную плотность зерна ρ = 700кг/м³, коэффициент питания валков φ = 0,5 – 0,7.

Дано:	Решение:
	D = 150мм = 0,15м, b = 1мм = 0,001м.
D = 150 мм1. Находим частоту вращения:
b = 1 мм	ν = π · D · n / 60;
ℓ = 0,5 м	n= ν ·60/π · D;
ν = 2,5 м/с	n=2,5·60/3,14·0,15=318,5(об/мин);
	2. Рассчитаем производительность дробилки:
G - ?	G = 60·π·D·ℓ·b·n·ρ·φ;

G = 60·3,14·0,15·0,5·318,5·0,001·700 0,6=1890,2 (кг/ч); Ответ: 1890,2 кг/ч.

ЗАДАЧА № 2

Рассчитать скорость осаждения частиц продолговатой формы в воде при температуре t, а также необходимую площадь отстойника, если эквивалентный диаметр частиц d_Э, их плотность ρ _ч, количество суспензии, поступающей в аппарат G_с, плотность осветлённой жидкости ρ₀, содержание твёрдой фазы в суспензии до и после отстаивания соответственно X₁ и X₂

Исходные	Вариант по последней цифре шифра
данные	5	6	7	8	9
t, ºC	30	35	40	45	50
dЭ, мкм	63	25	18	80	75
Gс, кг/ч	28000	13000	23000	16000	12000
ρ0, кг/м3	1060	1035	1070	1055	1085
X1, %	6	10	11	8	5
X2, %	28	26	34	25	20
Ρч, кг/м3	1600	1550	1300	1820	1680

Рекомендуемая последовательность решения:

1. С помощью справочной литературы определить плотность и динамическую вязкость воды при заданной температуре.

2. Рассчитать скорость осаждения частиц шарообразной формы.

3. Определить искомую скорость осаждения с учётом коэффициента формы.

4. Рассчитать необходимую площадь отстойника.

Пример. Определить скорость осаждения частиц и необходимую площадь отстойника для осветления при температуре t °C водной суспензии массой G, если известно:

Дано:

Решение:

Gс = 10000 кг/ч

1. Находим объёмную долю твёрдой фазы в

x1 = 3% = 0,03

суспензии:

x2 = 20% = 0,2

φ = xт · (ρо / ρч);

dч = 70мкм = 70·10-6 м

φ = 0,2 · (1030 / 1630)=0,12;

ρч = 1630 кг/м3

2. Находим динамическую вязкость среды:

ρо = 1030 кг/м3

μж = γ · ρ;

t = 5º C

μж = 1,54·10-6 · 999,7=0,0015 Па·с;

3. Находим динамическую вязкость смеси:

ωст - ?

μс = μж · (1 + 4,5·φ);

F - ?

μс = 0,0015·(1+4,5·0,12)=0,0023Па·с;

4. Определяем скорость осаждения шарообразных частиц:

ос

g  d 2  (

ч



с

)

ч

;

18 с





9,81 702

1012

 (1630  999,7)

 0,00073м/c;

ос

18  0,0023

5. Преверяем значение Re для полученной скорости:

				Re  с	;
		ос
				d ч с
	Re 		ос  d ч  с ;
				с
Re 	0,00073 70 10-6  999,7					 0,022;
		0,0023

Re=0,022<2, значит режим течения жидкости – ламинарный. Коэфициент учитывающий форму частиц f:

ω_о = ω_ос · f;

Согласно графику, значение соответствует соотношению:

ω_ст /ω_ос = 0,58;

Тогда скорость естественного осаждения частиц:

ω_ст = ω_о · 0,58; ω_ст = 0,00073 · 0,58=0,00042м/с;

6. Находим площадь осаждения:

6. _ ^{1,3  G} c ^{ (1  x}1 ^x2 ⁾ _;

   • _ж _ст

_{F } ^1,3^10000/3600 ⁽¹  ^{0,03 0,2)} _{ 4,08м}2 _; 1030 0,0042

Ответ: 0,00073м/с, 4,08 м².

ЗАДАЧА № 3

Определить мощность электродвигателя и частоту вращения лопастной мешалки диаметром d и шириной b, которая установлена в аппарате диаметром D для перемещения жидкости слоем H, плотностью ρ_ж, и вязкостью μ_ж с частицами диаметром d_ч и плотностью ρ_ч. Массовое содержание твёрдой фазы в жидкости Х_т.

Рекомендуемая последовательность решения:

1. Рассчитать плотность и динамическую вязкость перемешиваемой смеси.

2. Определить необходимую частоту вращения мешалки.

3. Рассчитать значение критерия Re_м.

4. Определить значение коэффициента мощности К_N по графику в зависимости критерия Re_м.

5. Определить мощность, потребляемую мешалкой в рабочий период.

6. Рассчитать мощность двигателя для привода мешалки.

Пример. Определить мощность электродвигателя и частоту вращения лопастной мешалки диаметром d и шириной b, установленной в аппарате диаметром D для перемешивания жидкости слоем Н, плотностью ρ_ж и вязкостью μ_ж с частицами диаметром d_ч и плотностью ρ_Ч. Массовое содержание твердой фазы в жидкости x_т.

Дано:		Решение:
d = 0,8 м		1. Рассчитаем плотность смеси:
b = 0,1 м		с  1	хт ч  (1  хт )/ж						;
D = 1 м		с  1 0,15 1800 (1  0,15)/900 973кг/м3 ; ;
Н = 0,9 м
ρж = 900 кг/м3		2. Находим объёмную долю твёрдой фазы в суспензии:
μж = 0,02 Па·с		φ = xт · (ρс / ρч);
xт = 0,15 или 15%		φ = 0,15 ·(973 /1800)= 0,08;
dЧ =1мм = 0,001 м
ρЧ = 1800 кг/м3		3. Находим динамическую вязкость смеси:
		μс = μж · (1 + 2,5·φ);
Nдв - ?		μс = 0,02 · (1 + 2,5 · 0,08)= 0,024 Па с;
n - ?
		4. Находим частоту вращения мешалки:
		x1 = 0;	y1 = 1;		C1 = 46,4;
			n  C						 (D X1 /dY1 ) ;
				(  d		ч	/ 	c
			1

14.  46,4 (900 0,001/ 973  (1⁰ /0,08¹ )  1,76 об/c;

5. Находим число Рейнольдса для мешалки:

		Re 	n  d 2  			c	;
				c
Re 	1,76  0,82			 973		 45666;
		0,024

6. Находим коэффициент мощности:

К_N=0,9;

Находим мощность, потребляемую мешалкой в рабочий период:

N_Р = К_N · d⁵ · n³ · ρ_с ;

N_Р = 0,9 · 0,8⁵ · 1,76³ · 973=1564,4 Вт;

7. Находим поправочный множитель: f _H  H D ; f _H  0,9 1  0,95 ; 8. Находим мощность электродвигателя:

N_дв  1,3  N_р  f _H /1000;

N _дв  1,3 1564,4 0,95/1000 0,85  2,27кВт;

Ответ: 1,76 об/с, 2,27 кВт.

ЗАДАЧА № 4

Определить необходимую поверхность теплообмена одноходового кожухотрубного теплообменника для нагревания продукта в количестве G от температуры t₁ до температуры t₂ паром температурой t_n. Теплоёмкость продукта C, коэффициенты теплоотдачи от пара к стенке и от стенки к продукту соответственно α₁ и α₂, трубы в теплообменнике диаметром 38/42 мм, коэффициент теплопроводности материала труб λ.

Рекомендуемая последовательность решения:

1. Рассчитать тепловую нагрузку аппарата.

2. Рассчитать полезную разность температур между средами.

3. Рассчитать коэффициент теплопередачи.

4. Определить необходимую поверхность.

Пример. Определить необходимую поверхность теплообмена одноходового кожухотрубного теплообменника для нагревания продукта в количестве G от температуры t₁ до t₂ паром температурой t_n. Теплоёмкость продукта c, коэффициенты теплоотдачи от пара к стенке и

3. Рассчитаем коэффициент теплопередачи:

Ответ: 1,5 м².

6 Критерии оценки домашней контрольной работы

Отметка “зачтено” выставляется при условии:

– работа выполнена в полном объеме, в соответствии с заданием, ответы на все теоретические вопросы даны полно, последовательно, в требуемых случаях иллюстрированы схемами, графиками, диаграммами и др., правильно употребляются научно - техническая терминология, ГОСТы, нормативы;

– задачи решены верно, ход решения пояснен;

– графические задания выполнены аккуратно, в соответствии с ГОСТами. Работа правильно оформлена, приведен список использованной литературы. Работа может быть зачтена, если она содержит единичные несущественные ошибки:

– описки, не искажающие сути ответа на теоретические вопросы;

– неточности, допущенные при ответе на теоретические вопросы;

– отсутствие выводов в процессе освещения вопросов, решения задач;

– арифметические ошибки, в решении задач, не приводящие к абсурдному результату и т.п.

Отметка “не зачтено” выставляется в случае, если работа выполнена не в

полном объеме или содержит существенные ошибки:

– не раскрыто основное содержание вопросов задания;

– ответы на теоретические вопросы полностью переписаны из учебной литературы или использованы ресурсы удаленного доступа, без адаптации к контрольному заданию;

– отдельные вопросы в работе освещены не в соответствии с вариантом задания;

– для решения задач неправильно выбрана формула, допущены грубые ошибки

• расчетах;

– схемы, графические задания выполнены не в полном объеме, с нарушением требований ЕСКД.

7. Вопросы для самостоятельной подготовки подготовки к текущей аттестации

1. Краткая история развития науки о процессах и аппаратах, основные понятия.

2. Классификация основных процессов.

3. Закон сохранения массы и энергии, закон равновесия систем.

4. Принцип движущей силы, принцип оптимизации процесса, принцип масштабного перехода.

5. Основные сведения о параметрах технологических процессов.

6. Плотность газов, бинарных и сыпучих систем.

7. Динамический и кинематический коэффициент вязкости. Вязкость эмульсий и суспензий.

8. Измельчение материалов. Общие сведения и физические основы процесса измельчения.

9. Классификация машин для измельчения. Устройство дробилок.

10. Принцип работы и устройство резательных и тёрочных машин.

11. Общая характеристика процесса сортирования. Характеристика сит используемых для процесса сортирования.

12. Устройство и принцип работы бурата и ситовой машины.

13. Устройство и принцип работы триера и рассева.

14. Пневматическое и гидравлическое сортирование.

15. Отделение металлических примесей. Магнитная сепарация.

16. Обработка материалов давлением. Прессование. Закон Пуазейля.

17. Принцип работы и устройство винтового корзиночного, шнекового и пневматического прессов.

18. Формование пластичных материалов. Уплотнение сыпучих материалов. Устройство и принцип работы макаронного и карусельного дискового прессов.

19. Основы гидравлики. Гидростатика. Гидростатическое давление. Основное уравнение гидростатики. Приборы для измерения давления.

20. Основы гидродинамики. Расход жидкости. Уравнение неразрывности. Режимы течения жидкости.

21. Неоднородная система и её характеристика. Классификация процессов разделения неоднородных систем.

22. Осаждение в поле сил тяжести. Устройство отстойников.

23. Осаждение под действием центробежных сил. Устройство гидравлических циклонов, отстойной центрифуги, сепараторов.

24. Фильтрование, сущность процесса. Фильтрующие перегородки.

25. Фильтрование под действием перепада давления. Устройство и принцип работы рамного и листового фильтров.

26. Фильтрование под действием перепада давления. Устройство и принцип работы патронного и барабанного фильтров.

27. Фильтрование под действием центробежных сил. Устройство центрифуг.

28. Очистка воздуха и промышленных газов. Общая характеристика процесса. Классификация процессов очистки воздуха и газов. Механическая очистка газов.

29. Центробежное осаждение частиц при очистке воздуха и газов. Устройство и принцип работы циклонов.

30. Мокрая очистка воздуха. Устройство и принцип работы скрубберов.

31. Фильтрование воздуха и газов. Устройство и принцип работы рукавного фильтра.

32. Сущность процесса перемешивания. Виды мешалок для механического перемешивания.

32. Циркуляционное, поточное и пневматическое перемешивание.

33. Перемешивание сыпучих и пластических материалов. Псевдоожижение.

34. Сущность процесса теплопередачи. Способы переноса теплоты.

35. Основные виды теплоносителей, характеристика, достоинства и недостатки.

36. Основное уравнение теплопередачи. Коэффициент теплопередачи.

32. Конвекция. Закон теплоотдачи Ньютона. Коэффициент теплоотдачи.

32. Расчет средней разности температур при различных направлениях движения теплоносителей.

32. Тепловое излучение. Абсолютно белое, черное и прозрачное тела. Законы Стефана-Больцмана, Кирхгофа.

32. Классификация теплообменников. Устройство и принцип работы теплообменников с трубчатой поверхностью нагрева.

32. Классификация теплообменников. Устройство и принцип работы теплообменников с плоской поверхностью нагрева.

32. Выпаривание. Общая характеристика процесса. Устройство и работа однокорпусной выпарной установки с центральной циркуляционной трубой.

32. Многокорпусные выпарные установки, их устройство и принцип работы, достоинства и недостатки.

32. Однокорпусные выпарные аппараты, их виды, устройство, принцип работы.

33. Конденсация. Конденсаторы смешивания, их устройство, принцип работы.

34. Охлаждение. Применение в пищевой промышленности. Хладоносители.

32. Классификация холодильных машин. Устройство и принцип действия компрессионной холодильной машины.

32. Классификация холодильных машин. Устройство и принцип действия абсорбционной холодильной машины.

32. Классификация холодильных машин. Устройство и принцип действия эжекторной холодильной машины.

32. Массообмен. Движущая сила массообменных процессов. Основное уравнение массопередачи. Молекулярная и конвективная диффузия.

32. Абсорбция. Физические основы процесса. Конструкции абсорберов.

33. Адсорбция. Типы адсорбентов. Процесс адсорбции, его движущая сила.

32. Десорбция. Устройство и принцип работы аппаратов для адсорбции.

32. Экстракция. Сущность процесса. Аппараты для экстракции веществ из твёрдых тел.

32. Сушка. Классификация сушилок. Камерные и туннельные сушилки.

32. Ленточные, шахтные сушилки и сушилки с кипящим слоем, их устройство, принцип работы.

32. Распылительные, барабанные и контактные сушилки, их устройство и принцип работы.

32. Перегонка. Теоретические основы перегонки. Устройства перегонного куба.

33. Ректификация. Принципиальные схемы ректификационных колонн.

Литература

1. Баранцев В.И. Сборник задач по процессам и аппаратам пищевых производств. – М. «Агропроиздмат», 1985 – 136 с.

2. Горбатюк В.И. Процессы и аппараты пищевых производств. – М. Колос, 1999 – 335 с.

3. Кавецкий Г.Д., Королёв А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. – М. «Агропромиздат», 1991 – 462 с.

4. Стабников В.Н., Лысянский В.М., Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. – М. «Агропромиздат», 1985 – 503 с.

Приложения

Приложение 1

Приложение 2

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БАРАНОВИЧСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» БЕЛКООПСОЮЗА

Специальность «Технология пищевых производств»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №1

По учебной дисциплине «Технохимический контроль хлебобулочных, макаронных и кондитерских изделий»

Выполнил

Обучающийся гр. З -___, курс___

Шифр _____________________

Вариант ___________________

________________________

(Ф. И. О.)

Барановичи 2016

1