авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


2

3

1. Аннотация

Кандидатский экзамен по специальной дисциплине для аспирантов специальности

05.18.12 «Процессы и аппараты пищевых производств» проводится кафедрой «Машины и

ап-

параты пищевых производств».

Общая трудоемкость кандидатского экзамена составляет 1 зачетную единицу, 36 часов

самостоятельной работы аспиранта.

2. Содержание кандидатского экзамена

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ, ПРИНЦИПЫ ОПТИМИЗАЦИИ

1.

ПРОЦЕССОВ Значение внедрения новых достижений науки, техники и передовой технологии для уве личения производства пищевой продукции, расширения ее ассортимента и повышения качест ва. Роль в народном хозяйстве создания энергоресурсосберегающих экологически чистых тех нологий и высокопроизводительного оборудования, способного обеспечить глубокую, при воз можности безотходную переработку сырья. Прогрессивные физические методы обработки пи щевых продуктов и нетрадиционные технологии их производства.

1.1. Основные понятия.

Характеристика понятия «технологический процесс», его отличие от естественных про цессов. Технология как наука. «Механическая» и «химическая» технология. Понятие о биотех нологии, теплотехнологии. Общность операций (процессов) различных производств — основа создания курса «Процессы и аппараты пищевых производств». Значение обобщения в свете за дач развития технического прогресса. Состав, структура и свойства перерабатываемых продук тов. Классификация процессов пищевых производств.

1.2. Основные законы технологических процессов и методы расчета аппаратов.

Задачи технического прогресса и развития машиностроения, создание технологического потока. Технологические линии пищевых производств, создание автоматических линий и ма шин.

Машинно-аппаратурные схемы пищевых производств. Потоки основного сырья. Одно линейные, многолинейные, сходящиеся, расходящиеся, смешанные машинно-аппаратурные схемы. Структурная схема машин и агрегатов пищевых производств. Классификация машин пищевых производств. Основные признаки классификации, характер воздействия на обрабаты ваемый продукт, структура рабочего цикла, степень механизации и автоматизации, сочетание в производственном потоке по технологическому назначению.

Основные законы технологических процессов. Законы, определяющие количественные соотношения. Энергетические и материальные балансы аппаратов. Энергетический КПД и пути его повышения. Понятие об эксергетическом балансе аппаратов, потери на необратимость про цессов. Законы, устанавливающие физико-химические равновесные соотношения: принцип Ле Шателье, правило Гиббса. Движущая сила процесса. Равновесное соотношение систем. Ста ционарные и нестационарные процессы.

1.3. Принципы оптимизации процессов.

Оптимальный режим процесса. Параметры оптимизации, периодические и непрерывные процессы, различные способы перемещения сред в аппаратах, принцип обновления поверхно сти контакта фаз. Использование теплоты сбросных потоков. Тепловые насосы, тепловые тру бы, парокомпрессоры. Законы, определяющие скорость гидромеханических, тепловых и массо обменных процессов. Математическое описание законов. Единство кинетических уравнений гидромеханических, тепловых и массообменных процессов. Практическое значение кинетиче ских соотношений для проектирования аппаратов. Статический и кинетический методы расчета процессов.

ОСНОВЫ ГИДРАВЛИКИ. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ МАШИНЫ 2.

2.1. Основные определения.

Идеальные и реальные жидкости. Физические свойства жидкостей: плотность, удельный вес, сжимаемость, температурное расширение, вязкость, поверхностное натяжение. Силы, дей ствующие на жидкость. Характеристика неньютоновских жидкостей: бингановских, псевдопла стических, дилатантных, тиксотропных и реопектантных.

2.2. Гидростатика.

Давление в газах, жидких и пластично-вязких телах, его измерение. Основное уравнение гидростатики, эпюры гидростатического давления. Графический метод определения суммарной силы, действующей на стенки аппаратов. Практическое применение основного уравнения гид ростатики в расчетах пищевой аппаратуры. Обобщенное дифференциальное уравнение Эйлера.

Уравнение свободной поверхности жидкости при вращении и прямолинейном равноускорен ном движении емкостей. Законы Паскаля и Архимеда, их использование в гидравлических рас четах. Устройство и область применения гидравлических машин: гидравлического пресса, гид равлического аккумулятора и мультипликатора.

2.3. Основы гидродинамики.

Элементарная струйка и поток жидкости. Живое сечение, расход и средняя скорость жидкости. Уравнение неразрывности. Уравнение Бернулли для установившегося движения иде альной жидкости. Геометрический и электрический смысл уравнения Бернулли.

Уравнение Бернулли для потока реальной жидкости. Практические приложения уравне ния Бернулли.

2.4. Истечение жидкости через отверстия и насадки.

Истечение жидкости при постоянной и переменном уровне в аппарате. Истечение жид кости через насадки. Основные характеристики струйки жидкости. Практическое применение в пищевой промышленности закономерностей истечения жидкости через отверстия и насадки.

2.5. Перемещение жидкостей.

Основные параметры насосов: производительность, напор, мощность, КПД и частота вращения электродвигателя. Принцип действия центробежных насосов. Расчет максимальной высоты всасывания насоса. Явление кавитации. Основные уравнения центробежного насоса.

Законы пропорциональности. Коэффициент быстроходности лопастных машин. Пересчет ха рактеристик центробежных насосов при изменении вязкости.

Экспериментальные характеристики центробежных насосов. Работа насосов на сеть.

Общие понятия о работе и устройстве паровых турбин. Поршневые насосы. Принцип действия и типы поршневых насосов: простого, двойного и тройного действия;

плунжерные на сосы. Специальные типы объемных и центробежных насосов. Диафрагмовые (мембранные) на сосы. Шестеренчатые и пластинчатые насосы, роторные насосы с эллиптическим поршнем, пе ристальтические и струйные насосы. Винтовые насосы.

2.6. Перемещение газов.

Центробежные вентиляторы низкого, среднего и высокого давления. Устройство цен тробежных вентиляторов.

Осевые вентиляторы. Устройство одно - и двухступенчатых вентиляторов.

Компрессорные машины. Изотермический, адиабатный и политропический процессы сжатия газов.

Устройство турбогазодувок и турбокомпрессоров. Способы охлаждения газа в турбо компрессорах.

Устройство осевых, поршневых многоступенчатых и роторных компрессоров.

Вакуум-насосы. Степень сжатия вакуум-насосов:

Поршневые, ротационные и струйные вакуум-насосы. Насосы для создания глубокого вакуума. Их устройство и принцип действия.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ, АППАРАТОВ И 3.

МАШИН Экспериментальный, аналитический и синтетический методы исследования.

Экспериментальный метод. Основные этапы экспериментального исследования и их ха рактеристика. Лабораторные, полупроизводственные и производственные установки. Понятие о моделировании процессов и аппаратов. Необходимость обобщения результатов локальных экс периментов. Современные математические методы планирования многофакторных экспери ментов. Полный факторный эксперимент. Достоинства и недостатки экспериментального мето да исследования.

Аналитический метод, его значение, основные этапы: математическое описание физиче ского процесса, формулировка условий однозначности. Граничные условия. Достоинства и не достатки аналитического метода. Системный анализ технологических процессов.

Синтетический метод исследования. Научная база метода — теория подобия. Новейшие представления о подобии, как методе мышления в обобщенных переменных. Преимущества теории подобия по сравнению с экспериментальным и аналитическим методами исследования процессов и аппаратов.

Геометрическое подобие. Константы и инварианты подобия. Подобие физических вели чин. Одноименные величины, сходственные точки и моменты времени. Формулировка подобия физических явлений.

Первая теорема подобия, вывод, формулировка и применение. Анализ синтетического характера третьего метода исследования.

Вторая теорема подобия, ее формулировка и применение. Определение необходимого и достаточного числа критериев подобия в критериальном уравнении, описывающем конкретный процесс. Пи-теорема. Образование критериев и чисел подобия: Фруда, Эйлера, Рейнольдса, Га лилея, Архимеда и Грасгофа из критерия Ньютона и уравнения Навье – Стокса. Критерий гомо хронности Прандтля. Методика получения критериев подобия из дифференциальных уравне ний. Число Био. Физический смысл и области применения названных критериев и чисел.

Образование критериев методом анализа размерностей. Методы математической обра ботки результатов измерений. Определение коэффициентов, входящих в критериальные урав нения, и показателей степеней в них.

Третья теорема подобия - ее формулировка и применение.

Этапы исследования процессов, аппаратов и машин методом теории подобия.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 4.

4.1. Разделение сыпучих пищевых продуктов.

Ситовые сепараторы. Сепараторы с возвратно-поступательным и круговым поступатель ным движением плоских сит. Теория послойного движения продукта на ситах с круговым по ступательным движением. Приводные механизмы сепараторов. Элементы теории движения продукта по ситу. Аэродинамические свойства продуктов. Воздушные и воздушно-ситовые се параторы. Триеры. Основы теории триеров. Предельный угол подъема зерен, находящихся на гладкой поверхности цилиндра и в ячейках цилиндра триера.

4.2. Разделение жидких пищевых продуктов.

Классификация жидкостных сепараторов. Способы подачи исходного продукта и вывода полученных жидких фракций. Сепараторы — разделители тарельчатые. Сепараторы — освет лители тарельчатые. Основы теории сепарирования. Предельные размеры отсепарирован-ных частиц, оптимальное расстояние между тарелками. Определение объема шламового простран ства.

Основы гидродинамической теории сепарирования. Энергетический расчет сепараторов.

4.3. Разделение грубодисперсных пищевых суспензий.

Принцип разделения суспензий в центробежном поле. Фактор разделения. Физические основы процессов центрифугирования. Классификация центрифуг. Подвесные центрифуги.

Центрифуги с выгрузкой осадка скребками или ножами, со шнековой, центробежной и пульси рующей выгрузкой осадка. Методы расчета центрифуг периодического и непрерывного дейст вия.

4.4. Мембранная технология в пищевой промышленности.

Обратный осмос и ультрафильтрация. Свойства и структура полупроницаемых мембран.

Диафильтрация. Аппараты для обратного осмоса и ультрафильтрации. Концентрационная по ляризация. Испарение через мембрану. Диализ. Электродиализные аппараты и установки. Мем браны для электродиализа, обратного осмоса, микро- и ультрафильтрации. Мембранная обра ботка молока и молочных продуктов. Очистка полупродуктов сахарного производства. Очистка и концентрирование соков, пива, безалкогольных напитков и вин. Очистка сточных вод произ водств пищевой промышленности.

4.5. Приготовление и гомогенизация пищевых эмульсий.

Классификация эмульсаторов пищевых производств. Эмульсаторы с мешалками, удар ного и фрикционного действия, центробежно-распылительные эмульсаторы. Клапанные гомо генизаторы.

Вибрационные эмульсаторы и гомогенизаторы. Определение эффективности работы. Расчет производительности и потребной мощности.

4.6. Поштучное разделение пластических пищевых продуктов.

Машины со шнековыми, поршневыми, валковыми и лопастными нагнетательными уст ройствами. Расчетные системы уравнений для различных продуктов.

4.7. Шелушение и шлифование сыпучих пищевых продуктов.

Классификация шелушильных и шлифовальных машин. Физические основы различных способов шелушения и шлифования. Шелушильные машины с рабочими органами, воздейст вующими на продукт сжатием и трением. Шелушильные машины с рабочими органами, воз действующими на продукт сдвигом. Аэрошелушильные машины. Шелушильные машины с ра бочими органами, воздействующими на продукт трением. Оценка эффективности машин.

4.8. Измельчение пищевых продуктов.

Способы дробления и измельчения. Классификация методов измельчения. Работа дроби лок в открытом и замкнутом циклах. Физико-механические основы измельчения — работы Ре биндера, Реттингера, Бонда и др. Характеристика работы дробилок: производительность, сте пень измельчения, расход энергии, КПД. Принцип действия и классификация измельчающих машин. Машины для резания пластичных и хрупких материалов. Пилы. Ножи. Волчки. Кутте ра. Коллоидные измельчители. Дисковые мельницы. Вальцовые машины. Машины ударного и ударно-фрикционного действия. Молотковые дробилки. Определение гранулометрического со става, степени измельчения продукта, удельного расхода энергии, режущей способности. Осно вы теории и расчета машин.

4.9. Дозирование компонентов пищевых продуктов.

Объемные дозаторы для пищевых продуктов: барабанные, тарельчатые, шнековые, лен точные, вибрационные. Весовые дозаторы, многокомпонентные весовые дозаторы порционного действия, непрерывные весовые дозаторы. Оценка погрешности дозирования. Дозаторы для жидких пастообразных пищевых продуктов. Определение расхода продукта и потребной мощ ности привода.

4.10. Машины для смешивания сыпучих пищевых продуктов.

Классификация смесителей для пищевых продуктов. Смешивание сыпучих продуктов в смесителях периодического и непрерывного действия. Смесители для ввода жидких компонен тов в сыпучие продукты. Основы теории смешивания пищевых продуктов. Определение произ водительности и потребной мощности.

4.11. Машины с вращающимися оболочками для механической, тепловой и хими ческой обработки пищевых продуктов.

Классификация машин с вращающимися оболочками. Критическая скорость вращения.

Основы теории и конструкции машин с вращающимися оболочками. Типы барабанов и приво дов.

4.12. Перемешивание пластичных (тестообразных) пищевых продуктов.

Особенности процесса перемешивания пластичных пищевых продуктов. Методы пере мешивания пластичных пищевых продуктов и машинное оформление. Мешалки с вертикаль ными сосудами, лопастные, шнековые и винтовые. Основы теории перемешивания пластичных (тестообразных) пищевых продуктов. Определение необходимой мощности для привода рабо чих органов различных типов.

4.13. Перемешивание жидких пищевых продуктов.

Основные методы перемешивания жидких пищевых продуктов, их машинное оформле ние. Механические мешалки, лопастные, рамные, якорные, турбинные, пропеллерные. Основы теории перемешивания жидких пищевых продуктов. Принципы расчета пусковой и рабочей мощности. Распределение скоростей продуктов при перемешивании.

4.14. Прессование и гранулирование пищевых продуктов.

Классификация машин для прессования. Отделение жидкости при прессовании. Брике тирование. Основные зависимости процессов брикетирования дисперсных пищевых продуктов.

Винтовые, шнековые, вальцовые, штанговые прессы, карусельные прессы, эспандеры и экстру деры. Основы теории прессования при отжиме жидкостей и в выпрессовывании пластичных пищевых продуктов через матрицы. Гранулирование сыпучих продуктов. Основы теории ма шин для производства гранулированных комбикормов.

4.15. Расфасовка жидких пищевых продуктов.

Классификация разливочных машин. Разливочные устройства расфасовочных машин:

крановые, крановые для изобарического разлива газированных жидкостей, клапанные, с золот никовыми перекрывающимися элементами, с мерными сосудами и золотниковыми затворами.

Основы расчета.

Карусельные автоматы для расфасовки жидких пищевых продуктов. Автоматы для рас фасовки вязких пищевых продуктов. Разливочные изобарические автоматы. Разливочно укупорочные автоматы.

4.16. Расфасовка и упаковка сыпучих и пластических пищевых продуктов.

Расфасовочно-упаковочные автоматы для сыпучих пищевых продуктов. Карусельные автоматы для расфасовки и упаковки сыпучих пищевых продуктов в мягкие пакеты. Карусель но-линейные автоматы для расфасовки и упаковки сыпучих пищевых продуктов в жесткие па кеты. Методы увеличения производительности расфасовочно-упаковочных автоматов для сы пучих пищевых продуктов. Расфасовочно-упаковочные автоматы для пластических пищевых продуктов. Заверточные автоматы для пластических продуктов и штучных изделий. Автоматы для индивидуального завертывания штучных изделий.

ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ 5.

5.1. Тепловые процессы.

Цели нагревания и охлаждения. Классификация тепловых процессов. Способы передачи теплоты: теплопроводностью, конвекцией и излучением. Уравнения, описывающие перенос те плоты: Фурье, Ньютона, Фурье-Кирхгофа, Стефана-Больцмана, Планка, Эйнштейна. Теплопе редача через стенку. Вывод основного уравнения теплопередачи. Электрофизические и нетра диционные методы обработки пищевых материалов: инфракрасный нагрев, воздействие элек тромагнитных и ультрафиолетовых полей, ультразвука. Импульсные и пульсационные методы обработки пищевых продуктов, обработка магнитными полями, электроконтактный метод, тер мопластическая обработка.

5.2. Теплообменные аппараты.

Основные принципы классификации теплообменных аппаратов. Рекуперативные, реге неративные и контактные теплообменники. Характеристика основных типов теплообменных аппаратов. Теплофизические характеристики теплоносителей: нагретых газов, пара, воды, вы сококипящих теплоносителей, электричества. Коэффициент теплоотдачи при взаимодействии потоков с поверхностями.

Водяной пар, как теплоноситель, его энтальпия. Использование пара высокого давления в аппаратах и печах пищевой промышленности.

Вода. Сравнение воды и пара как теплоносителей. Высококипящие теплоносители: ми неральные и органические (ВОТ). Теплофизические характеристики ВОТ, сравнение их с водя ным паром. Электрические теплообменники. План и методика расчета теплообменных аппара тов.

Расчет полезного теплового потока. Определение коэффициентов теплопередачи и теп лоотдачи при различных режимах движения потоков. Определение средней разности темпера тур при прямотоке, противотоке, смешанном токе.

Основы конструктивного расчета теплообменников.

Основы расчета гидравлических потерь в теплообменнике. Механический расчет тепло обменного аппарата. Энергетический и эксергетический КПД теплообменного аппарата. Мето ды интенсификации теплообмена и повышение технико-экономических показателей.

5.3. Получение и применение холода.

Термодинамические основы охлаждения. Реальные газы и конденсированное состояние.

Эффект Джоуля-Томсона. Т-S диаграмма состояния веществ. Холодильные циклы. Компресси онные, каскадные, пароэжекторные и адсорбционные холодильные машины.

Охлаждение и замораживание пищевых продуктов. Транспортировка замороженных продуктов. Подготовительные операции. Технология обработки холодом пищевых продуктов и сырья. Промышленное производство быстрозамороженных продуктов. Технология быстрого замораживания. Потери массы при замораживании, способы замораживания, морозильное обо рудование. Использование замораживания при сублимационной сушке пищевых продуктов.

Хранение замороженных пищевых продуктов.

Технологическое кондиционирование воздуха. Теплофизические основы замораживания, кривые замораживания, продолжительность и скорость замораживания. Особенности тепло- и массообмена при осуществлении холодильной технологии. Процессы глубокого ожижения.

Ожижение газов методом их дросселирования.

5.4. Выпаривание и выпарные установки.

Цели выпаривания. Применение выпаривания в пищевой промышленности, способы вы паривания: под вакуумом, под давлением и при атмосферном давлении. Однокорпусная ваку умная выпарная установка. Основы расчета. Общая и полезная разности температур при выпа ривании. Потери разности температур на физико-химическую, гидростатическую и гидравличе скую депрессии. Теплопередача в выпарных аппаратах, выбор оптимального уровня раствора в трубках. Материальный и тепловой балансы. Основы расчета однокорпусной выпарной уста новки: количества выпаренной воды, расхода греющего пара, теплопередающей поверхности, коэффициентов испарения и самоиспарения.

Многокорпусное выпаривание. Схемы многокорпусных выпарных установок: прямоточ ная, противоточная и др. Сравнительный анализ работы установок. Основы расчета многокор пусной выпарной установки: общего количества выпаренной воды и распределение выпаренной воды по корпусам, концентрации раствора по корпусам, температуры кипения в каждом корпу се. Правила Бабо и Дюринга для определения температуры кипения растворов. Расчеты расхода греющего пара первого корпуса и коэффициентов теплопередачи в корпусах. Распределение суммарной полезной разности температур по корпусам из условий равенства поверхностей на грева корпусов и при минимальной суммарной поверхности нагрева всех корпусов. Выбор оп тимального числа корпусов установки. Конструкции выпарных аппаратов: с центральной цир куляционной трубой, пленочного, роторно-пленочного, с тепловым насосом и с принудитель ной циркуляцией.

Сгущение растворов методом криоконцентрирования. Сравнительный анализ сгущения методом выпаривания и криоконцентрирования.

5.5. Конденсация и конденсаторы.

Области практического применения конденсации. Типы конденсаторов - поверхностные и смешения, основные схемы и их анализ. Температурные кривые теплоносителей в конденса торах.

Расчет поверхностного конденсатора и его устройство. Расчет барометрического кон денсатора смешения. Определение удельного расхода охлаждающей воды, мощности вакуум насоса, высоты барометрической трубы, диаметра патрубков, расстояний между полками, числа полок и площади сектора для прохода пара. Определение габаритных размеров конденсатора.

Особенности конденсации пара в вакууме ниже тройной точки. Промышленное применение конденсации пара в твердое агрегатное состояние.

МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ 6.

6.1. Основы теории межфазного переноса массы. Общие понятия и определения.

Виды процессов массопередачи.

Аналогия тепло - и массопереноса. Фазовое равновесие. Материальные балансы массо обменных процессов. Линия равновесия и рабочая линия массообменных процессов. Диффе ренциальные уравнения и критерии, подобия массопереноса.

Движущая сила массообменных процессов.

Механизм массопередачи. Массопередача между жидкостью и газом, между двумя жид костями.

Молекулярная и турбулентная диффузия.

Первый и второй законы Фика.

Массопередача в системах с твердой фазой. Массопроводность. Уравнения массопереда чи и массоотдачи. Типы контактных устройств массообменных аппаратов. Принципы образова ния поверхности фазового контакта. Распылительные аппараты, насадочные и тарельчатые ко лонны.

6.2. Абсорбция.

Общие понятия и определения. Применение в пищевых производствах. Зависимость скорости абсорбции от давления и температуры в аппарате. Устройство и принцип действия аб сорберов: поверхностных, барабанных и распылительных.

Материальные балансы абсорберов и расход абсорбентов. Уравнение рабочей линии.

Тепловые балансы абсорберов, расчет насадочных абсорберов: предельной и фиктивной скоро сти газа, высоты слоя насадки, диаметра колонны, плотности орошения, высоты и числа единиц переноса. Графическое определение числа единиц переноса.

6.3. Адсорбция.

Основные понятия и определения. Промышленные адсорбенты и их основные характе ристики. Разделение газовых смесей и растворов. Десорбция. Устройство и принцип действия адсорбционных аппаратов периодического и непрерывного действия. Материальный баланс и движущая сила процесса. Процессы ионообмена.

6.4. Сушка.

Цели и способы сушки в пищевой промышленности. Физические свойства влажного воздуха. J-X диаграмма Рамзина. Взаимодействие влажного материала с воздухом. Изотермы сорбции и десорбции. Формы и энергия связи влаги с материалом. Химически связанная влага.

Адсорбционно-связанная влага. Мономолекулярная и полимолекулярная адсорбция. Капилляр ная влага в макро- и микрокапиллярах. Осмотически-связанная влага Понятие об активности воды. Изменение состояния влажного материала при сушке. Равновесная и гигроскопическая влажность. Удельная, свободная и связанная влага.

Области сушки и десорбции. Кривые сушки. Основы кинетики конвективной сушки.

Расчет плотности потоков влаги за счет влаго- и термовлагопроводности. Особенности внешнего и внутреннего переноса тепла и массы. Коэффициенты переноса тепла и влаги.

Устройство и принцип действия сушилок с различными способами подвода тепла: кон вективным, кондуктивным, терморадиационным. Сушка в поле токов высокой частоты, субли мационные сушилки. Конструктивные особенности сушилок: туннельных, камерных, ленточ ных, шахтных, барабанных, вибрационных, распылительных, спиральных, с кипящим и аэро фонтанным слоем. Особенности тепло- и массообмена при различных методах сушки: инфра красном, в поле токов ВЧ и СВЧ.

Основы расчета сушилок: количества испаренной влаги, полного и удельного расхода воздуха, полного и удельного расхода теплоты. Уравнения материального и теплового балансов сушильных установок. Графоаналитический расчет сушилок с использованием J-X диаграммы.

Переход от адиабатной сушилки к реальной. Изображение на диаграмме J-X различных вариан тов процесса сушки: основного, с частичным подогревом воздуха в сушильной камере, с час тичной рециркуляцией и с промежуточным подогревом воздуха по зонам. Технико экономические характеристики различных сушильных установок. Понятие об энергетическом и эксергетическом КПД сушильных установок. Принципы расчета скорости сушки в первом и во втором периодах. Осциллирующие режимы энергоподвода. Оптические и терморадиационные характеристики пищевых продуктов.

6.5.Разделение жидких однородных систем. Дистилляция и ректификация.

Процессы разделения однородных смесей в пищевой промышленности. Классификация бинарных смесей. Законы Рауля и Дальтона. Теоретические основы дистилляции. Диаграммы равновесия и рабочая линия процесса. Температурная диаграмма. Однократная простая дистил ляция. Простая дистилляция с дефлегмацией. Молекулярная дистилляция. Флегмовое число.

Сущность и принципы ректификации. Периодическая и непрерывная ректификации. На значение и конструкции тарелок. Материальный и тепловой балансы ректификационной колон ны. Расчет ректификационных колонн на основе числа теоретических тарелок и на основе еди ниц переноса. Расчет расхода греющего пара. Расчет расхода воды в дефлегматоре и холодиль нике. Основные размеры и гидравлическое сопротивление ректификационных аппаратов. Ос новные типы аппаратов для перегонки и ректификации в пищевой промышленности. Методы экономии энергии в ректификационных установках.

6.6. Экстрагирование.

Экстрагирование в системе твердое тело–жидкость. Физическая сущность процесса.

Факторы, определяющие диффузионное сопротивление переносу вещества внутри частицы, влияние на величину внешнего диффузионного сопротивления. Влияние на процесс относи тельного движения фаз и соотношения их расходов.

Расчет экстрагирования. Методы интенсификации экстрагирования. Аппаратура для проведения экстрагирования из твердых тел: атмосферная, вакуумная и работающая под давле нием. Колонные, ротационные, ленточные, ковшовые, двухшнековые наклонные и секционные экстракторы. Экстракция в среде сжиженных газов.

Экстракция в системе жидкость-жидкость. Физическая сущность процесса. Треугольная диаграмма, равновесие фаз на треугольной диаграмме. Методы экстракции: одноступенчатая, многоступенчатая из двухкомпонентных растворов. Выбор и регенерация экстрагентов. Аппа раты для проведения жидкостной экстракции: распылительный и смесительно-отстойный. Ма териальный баланс. Расчет количества экстрагента.

6.7. Кристаллизация и растворение.

Сущность кристаллизации и растворения. Условия кристаллизации и растворения. Спо собы кристаллизации. Зоны состояния растворов. Зарождение и рост кристаллов. Основные по нятия теории кристаллизации. Соотношение скоростей образования и роста кристаллов. Осно вы расчета аппаратуры для кристаллизации. Массовые графики и материальный баланс кри сталлизации. Тепловой баланс кристаллизации. Аппараты для кристаллизации и охлаждения растворов.

ПРОЦЕССЫ И МАШИНЫ ДЛЯ МЕХАНИЗАЦИИ ПЕРЕГРУЗОЧНЫХ 7.

ОПЕРАЦИЙ 7.1. Машины непрерывного транспорта.

Основы теории машин непрерывного транспорта: определение сопротивлений, мощ ность двигателя, расположение привода, натяжное устройство.

7.2. Конвейеры непрерывного транспорта с тяговым элементом: ленточные, цепные (пластинчатые, скребковые, ковшевые) элеваторы. Типы, устройство, область применения, ме тодика расчета.

7.3. Конвейеры непрерывного транспорта без тягового элемента: винтовые, качаю щиеся, роликовые. Типы, устройство, область применения, методика расчета.

Транспортирующее оборудование поточных линий.

7.4. Установки пневматического и гидравлического транспорта: пневмотранспорт в «разреженной» фазе, аэрозольтранспорт, аэрожелоба, контейнерный пневмотранспорт, гид равлический транспорт. Принцип действия, схемы, рабочие элементы, область применения. Ос новы теории и расчета установок пневматического и гидравлического транспорта.

7.5. Устройство самотечного транспорта для сыпучих и штучных грузов.

Общие понятия о системах комплексной механизации и автоматизации (по отрасли). По точно-транспортные системы. Выбор типа транспортного оборудования. Основы технико экономических расчетов применения транспортного оборудования. Экономическая эффектив ность системы механизации.

7.6. Грузоподъемные машины.

Классификация. Основные механизмы и элементы. Основы расчета.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЛИНИИ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ 8.

8.1. Организация технологической линии.

Линия как объект технического обеспечения современных технологий. Классификация линий. Интегрирующие свойства оборудования. Пространственно-временная структура линий.

Обеспечение функциональной эффективности линии.

8.2. Строение технологических линий.

Функциональная структура линии. Комплексы оборудования, составляющие линию.

Транспортирующие устройства и технологические комплексы в линиях.

8.3. Создание технологической линии.

Организация создания линии. Предпроектные изыскания линии. Проектирование линии.

Конструирование оборудования линии. Изготовление, монтаж и модернизация линии.

8.4. Функционирование технологической линии.

Эксплуатационные свойства линии. Проверка качества функционирования линии. До водка линии. Освоение линии. Обслуживание и восстановление работоспособности линии.

8.5. Развитие технологической линии.

Циклы развития линий. Показатели технического уровня линий. Основные направления развития линий.

3. Учебно-методическое и информационное обеспечение 3.1. Основная литература 1. Бредихин, С.А. Технологическое оборудование мясокомбинатов / С.А. Бредихин, О.В. Бредихина, Ю.В. Космодемьянский и др. – М.: Колос, 2000. – 392 с.

2. Кавецкий, Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии [Текст] : учебник / Г.Д. Ка вецкий, В.П. КАсьяненко. – 3-е изд., перераб. И доп. – М.: КолосС, 2008. – 591 с.

3. Кошевой, Е.П. Технологическое оборудование предприятий производства раститель ных масел / Е.П. Кошевой;

– Санкт-петербург: ЗАО "Гиорд", 2003. – 363 с.

4. Машины и аппараты пищевых производств. В 2-х кн. / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.;

Под ред. В.А. Панфилова. - М.: Высшая школа, 2001. – Кн.1. – 2001. - 703 с. ;

Кн.2 – 2001. – 1384 с.

5. Плаксин, Ю.М. Процессы и аппараты пищевых производств / Ю.М. Плаксин, Н.Н.

Малахов, В.А. Ларин;

- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: КолосС, 2007.- 760 с.

6. Стабников, В.Н.Процессы и аппараты пищевых производств [Текст] / В.Н. Стабников, В.М. Лысянский, В.Д.Попов;

- М.: Агропромиздат. 1985. – 510 с.

7. Техника пищевых производств малых предприятий / С. Т. Антипов и др.] ;

под ред. В.

А. Панфилова. - Москва : КолосС, 2007. - 694, [1] с.

3.2. Дополнительная литература 1. Алексеев Е.Л., Пахомов В.Ф. Моделирование и оптимизация технологических про цессов в пищевой промышленности. М.: ВО «Агропромиздат», 1987 г., 272 с.

2. Брык М.Г., Голубев В.Н., Чагаровский А.П. Мембранная технология в пищевой про мышленности. Киев.: Урожай, 1991 г., 222 с.

3. Гинзбург А.С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности. М.: Пищевая про мышленность, 1966 г., 407 с.

4. Гортинский В.В., Демский А.Б., Борискин М.А. Процессы сепарирования на зернопе рерабатывающих предприятиях. М.: Колос, 1973 г.

5. Дытнерский Ю.И. Обратный осмос и ультрафильтрация. М.: Химия, 1978 г., 352 с.

6. Кавецкий Г.Д., Королев А.В. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: ВО «Агропромиздат», 1991 г., 432 с.

7. Касьянов Г.И. Технологические основы СО2- обработки растительного сырья. М.: Ру соз, 1994 г., 132 с.

8. Кошелев А.Н., Глебов Л.А. Производство комбикормов и кормовых смесей. М.: Агро промиздат, 1986 г., 176 с.

9. Липатов Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств. М.: Экономика, 1987 г., 272 с.

10. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 книжках. Под ред. В.А. Панфилова.

М.: Высшая школа, 2001 г., 680 с.

11. Панфилов В.А., Ураков О.А. Технологические линии пищевых производств. М.: Пи щевая промышленность, 1996 г.

12. Пелеев А.И. Технологическое оборудование предприятий мясной промышленности.

М.: Пищевая промышленность, 1971 г.

13. Птушкина Г.Е., Товбин Л.И. Высокопроизводительное оборудование мукомольных заводов. М.: Агропромиздат, 1987 г.

14. Рогов И.А., Горбатов А.В. Физические методы обработки пищевых продуктов. М.:

Пищевая промышленность, 1974 г., 583 с.

15. Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П. Технологическое оборудование предпри ятий молочной промышленности. М.: Пищевая промышленность, 1983 г., 431 с.

16. Элмати Э., Эрдели Л., Шарой Т. Быстрое замораживание пищевых продуктов. М.:

Легкая и пищевая промышленность, 1981 г., 480 с.

4. Вопросы к кандидатскому экзамену 1. Скорость и расход жидкости. Гидравлический радиус и эквивалентный диаметр.

2. Режимы движения жидкости. Критерий Рейнольдса. Установившийся и неустановив шийся потоки.

3.Однородные и неоднородные системы. Классификация неоднородных систем. Методы разделения.

4. Отстаивание. Общие сведения. Движущая сила процесса. Скорость отстаивания. От стойники, устройство и принцип работы.

5.Фильтрование. Общие сведения. Движущая сила процесса. Фильтровальные перего родки.

6. Классификация, устройство и принцип работы фильтров.

7. Центрифугирование. Общие сведения. Движущая сила.

8. Классификация, устройство и принцип работы центрифуг.

9. Центробежная очистка газов. Общие сведения. Движущая сила.

10.Мокрая очистка газов. Общие сведения. Движущая сила. Устройство и принцип рабо ты газопромывателей.

11.Электрическая очистка газов. Общие сведения. Устройство и принцип работы элек трофильтров.

12.Перемешивание. Общие сведения. Механическое перемешивание. Типы мешалок.

13.Пневматическое перемешивание, перемешивание в трубопроводах. Общие сведения.

14.Теплопроводность. Общие сведения. Теплопроводность плоской и цилиндрической стенки. Движущая сила. Коэффициент теплопроводности.

15.Теплоотдача. Общие сведения. Уравнение теплоотдачи. Движущая сила. Коэффици ент теплоотдачи и его определение.

16.Теплопередача. Общие сведения. Уравнение теплопередачи. Движущая сила. Коэф фициент теплопередачи и его определение.

17.Теплопередача при постоянных температурах теплоносителей сквозь плоскую и ци линдрическую стенки.

18.Теплопередача при переменных температурах теплоносителей. Общие сведения.

Уравнение теплопередачи при переменных температурах теплоносителей для прямо- и проти вотока. Средняя разность температур и ее определение.

19.Источники тепла и методы нагревания.

20.Устройство и принцип работы кожухотрубных, пластинчатых, оребренных теплооб менников.

21.Конденсация. Общие сведения. Устройство и принцип работы конденсаторов смеше ния.

22.Выпаривание. Общие сведения. Принцип многокорпусного выпаривания.

23.Общая и полезная разности температур выпарной установки. Температурные потери.

24.Определение числа корпусов выпарной установки.

25. материальный баланс выпарной установки.

26.Тепловой баланс выпарной установки.

27.Факторы, влияющие на интенсивность выпаривания.

28.Устройство и принцип работы выпарных аппаратов с естественной и принудительной циркуляцией раствора.

29.Массопередача. Общие сведения. Равновесие при массопередаче. Правило фаз. Фазо вое равновесие. Линия равновесия.

30.Материальный баланс массообменного процесса. Рабочая линия. Направление пере носа массы.

31.Массоотдача. Общие сведения. Уравнение массоотдачи. Движущая сила. Коэффици ент массоотдачи и его определение.

32.Массопередача. Уравнение массопередачи. Движущая сила. Коэффициент массопере дачи и его определение.

33.Расчет основных размеров массообменного аппарата.

34.Абсорбция. Общие сведения. Равновесие при абсорбции. Закон Генри.

35.Материальный баланс абсорбции и расход абсорбента.

36.Устройство и принцип работы поверхностных и пленочных абсорберов.

37.Насадочные абсорберы. Устройство, принцип работы. Насадки, назначение, требова ния к ним. Гидродинамические режимы работы насадочных колонн.

38.Барботажные абсорберы. Устройство, принцип работы. Тарелки, назначение, требо вания к ним. Гидродинамические режимы работы барботажных абсорберов.

39.Устройство, принцип работы распыливающих и разбрызгивающих абсорберов.

40.Принципиальные схемы абсорбции.

41.Перегонка. Общие сведения. Равновесие. Закон Рауля.

42.Равновесие при перегонке. Фазовые диаграммы.

43.Простая перегонка. Устройство и принцип работы установки.

44.Простая перегонка с дефлегмацией. Устройство и принцип работы установки.

45.Ректификация. Общие сведения. Устройство и принцип работы ректификационной установки непрерывного действия.

46.Материальный баланс ректификации.

47.Уравнения линий рабочих концентраций ректификации и их построение в координа тах У-Х.

48.Графоаналитический расчет числа тарелок ректификационной колонны.

49.Флегмовое число. Расчет минимального и действительного флегмовых чисел.

50.Тепловой баланс ректификации.

51.Сушка. Общие сведения. Основные параметры влажного газа.

52.I-X диаграмма влажного воздуха. Изображение процессов изменения состояния воз духа на I-X диаграмме.

53.Материальный баланс сушки. Определение расходов материала, испаряемой влаги, воздуха.

54.Тепловой баланс сушки.

55.Графоаналитический расчет расходов тепла и воздуха на сушку.

56.Равновесие при сушке. Формы связи влаги с материалом.

57.Периоды и скорость сушки. Определение продолжительности процесса сушки и фак торы, на нее влияющие.

58.Явления, протекающие в толще материала при сушке.

59.Испарение влаги с поверхности материала при сушке. Перемещение влаги внутри ма териала.

60.Устройство и принцип работы конвективных сушилок неподвижным слоем материа ла.

61.Устройство и принцип работы конвективных сушилок с перемешиваемым слоем ма териала.

62.Устройство и принцип работы конвективных сушилок с кипящим слоем материала.

63.Измельчение твердых материалов. Общие сведения. Устройство, принцип работы дробилок.

64.Методы классификации дробленых материалов.

65.Устройство, принцип работы и цикл идеальной паровой компрессионной холодиль ной машины.

66.Устройство, принцип работы и цикл действительной паровой компрессионной холо дильной машины.



 




 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.