«Процессы и аппараты пищевых производств»
по специальности ___2-49-01 31____ (заочное отделение).
1. Объясните, как составляется материальный и тепловой баланс аппаратов.
2. Опишите принцип действия центробежного насоса. Перечислите достоинства и недостатки центробежных насосов. Приведите схему.
3. Опишите теплофизические свойства пищевых продуктов. Перечислите структурно-механические свойства.
4. Опишите принцип действия поршневого насоса простого действия. Укажите, как определяется производительность.
5. Приведите схемы и охарактеризуйте механические мешалки. Укажите, как определяется расход энергии.
6. Опишите принцип действия поршневого одноступенчатого компрессора. Укажите, как определяется производительность.
7. Начертите схему и дайте описание молотковой дробилки.
8. Опишите, принцип действия центробежного вентилятора. Укажите, как определяется давление, развиваемое вентилятором.
9. Сита, их виды и характеристика. Начертите схемы ситовых машин.
10. Дайте определение ламинарному и турбулентному режимам движения жидкости. Укажите, как определяется критерий Рейнольдса.
11. Начертите и дайте описание шнекового пресса для изготовления макаронных изделий.
12. Опишите, как определяется сила давления жидкости на вертикальные стенки и дно сосуда.
13. Начертите и опишите песочный и патронный фильтры.
14. Объясните, как определяется полный напор и высота всасывания насосов.
15. Начертите и опишите центрифугу с центробежной выгрузкой осадка.
16. Объясните, как определяются потери по длине трубопровода и местные потери напора.
17. Опишите, устройство и принцип действия циклонов и батарейных циклонов.
18. Напишите и поясните уравнение Д.Бернулли для потока реальной жидкости. Опишите, энергетический и гидравлический смысл.
19. Дайте характеристику процесса псевдосжижения. Объясните его применение в пищевой промышленности.
20. Напишите и поясните основное уравнение гидростатики. Укажите единицы измерения давления и соотношение между ними.
21. Дайте общую характеристику процесса измельчения. Укажите, степень измельчения.
22. Объясните процесс магнитной сепарации и опишите устройства для этой цели. Вычертите схемы и дайте их описание.
23. Опишите физические основы измельчения. Укажите определение расхода энергии на измельчение по А.Ребиндеру.
24. Опишите устройство для центробежного осаждения. Приведите схему гидроциклона.
25. Объясните назначение, устройство, принцип действия вальцевой дробилки. Начертите схему.
26. Поясните определение скорости осаждения частиц под действием силы тяжести с помощью критериев Аr и Re. График зависимости Re=ƒ(Аr).
27. Объясните назначение, устройство, принцип действия картофелетёрки. Начертите схему.
28. Объясните определение скорости осаждения частиц под действием силы тяжести в ламинарном режиме. Закон Стокса.
29. Опишите общую характеристику резания. Объясните назначение, устройство, принцип действия центробежной овощерезки. Начертите схему.
30. Определите скорость осаждения нешарообразных частиц под действием силы тяжести в стеснённом режиме. Приведите график определения скорости стеснённого осаждения.
31. Дайте общую характеристику процессу сортирования. Опишите виды движения сит в просеивающих машинах.
32. Опишите назначение, устройство, работу отстойной центрифуги непрерывного действия. Вычертите её схему.
33. Опишите назначение, устройство, принцип действия бурата и триера. Вычертите их схемы.
34. Определите скорости осаждения частиц под действием центробежных сил. Укажите преимущество центробежного осаждения.
35. Опишите пневматическое и гидравлическое сортирование и устройства для этой цели.
36. Определите скорости фильтрования под действием перепада давлений.
37. Опишите процесс отжатия жидкости из твердых материалов. Поясните Закон Пуазейля.
38. Объясните назначение, устройство, принцип работы сепаратора для разделения жидких сред. Вычертите схему.
39. Объясните назначение, устройство, принцип работы машин для отжатия жидкости. Вычертите их схемы.
40. Дайте общую характеристику флотации.
41. Охарактеризуйте процесс фильтрования. Опишите гидравлическое сопротивление фильтрованного слоя.
42. Объясните назначение, устройство, принцип работы пенного пылеуловителя, рукавного фильтра. Вычертить схемы.
43. Объясните назначение, устройство, принцип работы барабанного вакуум-фильтра.
44. Дайте характеристику процессам очистки воздуха и промышленных газов. Укажите степень очистки. Охарактеризуйте способы очистки.
45. Охарактеризуйте фильтрование под действием центробежной силы. Определение давления на стенку центрифуги.
46. Охарактеризуйте циркуляционное, поточное, пневматическое перемешивание. Вычертите схемы.
47. Опишите назначение, устройство, принцип работы подвесной саморазгружающейся центрифуги. Вычертите схему.
48. Дайте общую характеристику процессу перемешивания. Приведите способы перемешивания.
49. Охарактеризуйте процесс перемешивания жидкой среды с помощью мешалок. Опишите конструкцию мешалок.
50. Охарактеризуйте обратный осмос и ультрафильтрование.
51. Опишите процесс перемешивания и определение расхода энергии на перемешивание.
52. Объясните назначение, устройство, принцип действия вибрационного грохота, рассева. Вычертите их схемы.
53. Напишите и поясните основное управление теплопередачи. Изобразите схему передачи тепла.
54. Объясните сущность абсорбции. Опишите ее применение в пищевой промышленности. Объясните сущность адсорбции. Опишите ее применение в пищевой промышленности.
55. Объясните сущность конвективного теплообмена. Приведите методику определения коэффициента теплоотдачи.
56. Опишите устройство сушилок с "кипящим" слоем. Опишите устройство распылительных сушилок. Укажите применение в пищевой промышленности.
57. Опишите процесс нагревания. Охарактеризуйте нагревающие агенты.
58. Опишите сущность кристаллизации. Объясните применение в пищевой промышленности.
59. Дайте сравнительную характеристику способам охлаждения и охлаждающим агентам.
60. Опишите сущность экстракции. Объясните применение в пищевой промышленности.
61. Объясните устройство и принцип действия выпарного аппарата с естественной циркуляцией. Материальный баланс.
62. Опишите свойство влажного воздуха.
63. Приведите схему и описание многокорпусной выпарной установки.
64. Опишите свойства влажного материала.
65. Опишите сущность пастеризации и стерилизации. Укажите оптимальные условия для их проведения.
66. Опишите схемы кожухотрубного, " труба в трубе", спирального и пластинчатого теплообменников. Дайте сравнительную характеристику.
67. Опишите принцип действия паровой компрессорной холодильниковой установки.
68. Приведите схему и опишите принцип действия ленточной сушилки.
69. Опишите принцип действия абсорбционной холодильной установки.
70. Опишите метод обработки пищевых продуктов в электростатическом поле, в поле СВЧ.
71. Охарактеризуйте конденсаторы смешения. Опишите их виды, устройство и принцип действия.
72. Приведите схему и описание паровой компрессорной холодильной установки с рассольным охлаждением.
73. Охарактеризуйте процесс теплопередачи. Опишите способы передачи тепла. Поясните Закон Фурье. Закон Ньютона.
74. Приведите принципиальные схемы ректификации многокомпонентных смесей. Опишите устройство и работу ректификационных колонн.
75. Охарактеризуйте теплообмен при кипении жидкости. Опишите определение коэффициента теплоотдачи.
76. Опишите сущность десорбции. Охарактеризуйте ионообменные процессы. Опишите адсорбер непрерывного действия, его схема, работа.
77. Опишите способы нагревания. Определение расхода острого пара.
78. Дайте сравнительную характеристику сушильным процессам и приведите их схемы.
79. Опишите определение расхода глухого пара. Опишите пути интенсификации теплообмена.
80. Назначение, устройство, работа адсорберов. Вычертить их схемы.
81. Определение расхода холодной воды при охлаждении.
82. Назначение, устройство, работа абсорберов. Вычертить их схемы.
83. Общая характеристика процесса выпаривания. Опишите способ выпаривания, их достоинства и недостатки.
84. Приведите схему ректификационного аппарата непрерывного действия. Опишите ее устройство, принцип действия.
85. Приведите схему однокорпусной выпарной установки. Опишите материальный баланс. Опишите определение количества выпаренной воды.
86. Опишите определение расхода пара на выпаривание в однокорпусной выпарной установки.
87. Объясните назначение и опишите устройство и принцип действия вальцевой сушилки. Приведите ее схему.
88. Объясните назначение, опишите устройство и принцип работы выпарной установки с паровым инжектором. Вычертите схему.
89. Опишите принцип работы ректификационного аппарата.
90. Объясните назначение, опишите устройство и принцип работы выпарных аппаратов пленочного типа.
91. Опишите теоретические основы процесса перегонки.
92. Опишите преимущество многокорпусного выпаривания. Приведите материально-тепловые балансы многокорпусных выпарных установок.
93. Назначение, Опишите устройство, принцип действия камерной сушилки, барабанной сушилки. Вычертить их схемы.
94. Опишите Определение поверхности выпаривания, полезной и полной разности температур, температурных потерь. Распределение полезной разности температур между корпусами.
95. Опишите аппараты для экстракции,приведите их схемы. Назначение, устройство, принцип действия.
96. Опишите Физические основы получения холода. Виды хладоагентов и их характеристика.
97. Приведите материальный и тепловой балансы реальной сушилки.
98. Приведите схему и опишите принцип действия паровой холодильной компрессорной установки с охлаждением рассолом.
99. Приведите общие сведения о процессах массопередачи. Объясните движущую силу процесса. Основное уравнение массопередачи. Молекулярная и конвективная диффузия.
100. Приведите общие сведения о конденсации. Опишите барометрический конденсатор, приведите его схему, опишите принцип работы. Выполните расчет конденсатора.
101. Охарактеризуйте кинетику сушки.
102. Приведите схему поверхностного конденсатора, опишите его принцип действия. Дайте определение поверхности конденсатора.
103. Приведите схему и опишите принцип действия ректификационной колонны непрерывного действия.
| Последняя цифра шифра | предпоследняя цифра шифра | |||||||||
| 1, 50, 103 | 2, 51, 102 | 3, 52, 101 | 4, 53, 100 | 5, 54, 99 | 6, 55, 98 | 7, 56, 97 | 8, 57, 96 | 9, 58, 95 | 10, 59, 94 | |
| 11, 60, 94 | 12, 61, 93 | 13, 62, 92 | 14, 63, 91 | 15, 64, 90 | 16, 65, 89 | 17, 66, 88 | 18, 67, 89 | 19, 68, 86 | 20, 69, 85 | |
| 21, 70, 84 | 22, 40, 83 | 23, 41, 83 | 24, 42, 82 | 24, 43, 81 | 25, 44, 80 | 26, 45, 79 | 27, 46, 78 | 28, 47, 77 | 29, 48, 76 | |
| 11, 31, 74 | 10, 32, 73 | 9, 33,72 | 8, 34, 71 | 7, 35, 70 | 6, 36, 69 | 5, 37, 68 | 4, 38, 67 | 3, 39, 66 | 2, 40, 65 | |
| 1, 41, 64 | 12, 42, 63 | 13, 43, 62 | 14, 44, 61 | 15, 45, 60 | 16, 46, 59 | 17, 47, 58 | 18, 48, 57 | 19, 49, 56 | 20, 50, 55 | |
| 21, 51, 54 | 22, 52, 53 | 14, 60, 100 | 17, 59, 99 | 39, 58, 70 | 4, 57, 102 | 11, 56, 72 | 31, 55, 63 | 24, 54, 90 | 8, 53, 86 | |
| 22, 52, 93 | 13, 51, 98 | 2, 50, 78 | 15, 49, 85 | 36, 58, 87 | 50, 61, 92 | 25, 56, 93 | 10, 54, 94 | 41, 74, 95 | 16, 67, 94 | |
| 3, 66, 100 | 1, 34, 60 | 2, 20, 65 | 27, 68, 90 | 5, 43, 80 | 7, 58, 96 | 3, 48, 77 | 5, 57, 87 | 29, 46, 89 | 12, 47, 82 | |
| 18, 48, 102 | 1, 49, 95 | 12, 46, 81 | 23, 59, 91 | 6, 50, 103 | 38, 55, 99 | 19, 71, 101 | 20, 45, 88 | 9, 39, 76 | 30, 56, 79 | |
| 26, 53, 82 | 44, 59, 83 | 19, 78, 96 | 18, 35, 62 | 17, 49, 97 | 16, 51, 83 | 15, 28, 69 | 14, 32, 71 | 13, 47, 84 | 12, 40, 64 |
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАДАНИЯ
ЗАДАЧА 1
Определить производительность молотковой дробилки и потребляемую мощность, если диаметр ротора D, длина его b, объемная масса измельченного картофеля ρ = 0,8т/м3, окружная скорость вращения ротора ω.
Методические рекомендации
Производительность молотковой дробилки (т/ч)
G = 35D * b * ρ,
где D - диаметр ротора, м;
b – длина ротора, м;
ρ - объемная масса измельченного материала, кг/м3.
Мощность потребляемая дробилкой N = 0.15D2 * b * n (кВт), где n – частота вращения ротора, об/мин.
ЗАДАЧА 2
Определить производительность шнекового пресса для винограда, если диаметр шнека D = 400мм, частота вращения n = 10 об/мин, объемная масса материала ρ = 900 кг/м3 и КПД пресса ή = 0,7.
Методические рекомендации
Производительность шнекового пресса для винограда:
где D - диаметр шнека, м
d – диаметр валка шнека, м (d ≈ 0,35D)
t – шаг витка шнека, м (t ≈ 0,58D)
ρ - объемная масса прессуемого материала, кг/м3,
n - частота вращения, об/мин,
КВ - коэффициент, учитывающий обратное движение прессуемого материала вдоль винтового канала и через зазор между шнеком и перфорированным цилиндром КВ = 0,918 – 0,046n;
ή – КПД шнека.
ЗАДАЧА 3
Определить, какое количество растворителя W необходимо выпарить из раствора G с концентрацией сухого вещества Вн, чтобы получить раствор с концентрацией Вк.
Методические рекомендации
Выпаривание
Количество воды (кг/с), выпаренной в однокорпусной выпарной установке для сгущения (кг/с) раствора, от Вн до Вк.
ЗАДАЧА 4
Стенка хлебопекарной печи состоит из двух слоев: огнеупорного кирпича δ1 = 500 мм и строительного кирпича δ2 = 250 мм. Определить потери теплоты с 1м2 поверхности стенки, если коэффициент теплоотдачи от печных газов к стенке α1 Вт/(м2·К), коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху α2 Вт/(м2·К), коэффициент теплопроводности огнеупорного кирпича λ1 = 1,16 Вт/(м·К), коэффициент теплопроводности строительного кирпича λ2 = 0,58 Вт/(м·К). Температура внутри печи t1, температура окружающего пространства t5.
Методические рекомендации
Теплоотдача для плоской поверхности
Для плоской поверхности коэффициент теплоотдачи рассчитывается по формуле
где α1, α2 - коэффициент теплопередачи с одной и другой стороны стенки, Вт/(м2·К),
δ1, δ2 - толщина теплопроводящей стенки, м
λ1, λ2 - теплопроводность стенки, Вт/(м·К).
Удельная тепловая нагрузка q = = К ·∆tср.
| № варианта | Задание 3 (1) | Задание 3 (2) |
| нечет | ||
| чт |
Задача № 1
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| f | 0,4 | 0,28 | 0,3 | 0,35 | 0,25 | 0,3 | 0,35 | 0,29 | 0,3 | 0,3 |
| ρ, кг/м3 | ||||||||||
| dн, мм | 3,3 | 3,5 | 3,7 | 1,5 | 4,5 | |||||
| D, м | 0,18 | 0,25 | 0,13 | 0,15 | 0,2 | 0,24 | 0,25 | 0,1 | 0,2 | 0,25 |
Задача № 2
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| b, м | 0,15 | 0,2 | 0,16 | 0,17 | 0,18 | 0,19 | 0,21 | 0,12 | 0,13 | 0,14 |
| ρ, кг/м3 | ||||||||||
| ω. | ||||||||||
| D, м | 0,25 | 0,43 | 0,3 | 0,45 | 0,35 | 0,5 | 0,55 | 0,33 | 0,35 | 0,35 |
Задача № 3
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| R, м | 0,45 | 0,4 | 0,43 | 0,41 | 0,45 | 0,5 | 0,4 | 0,5 | 0,53 | 0,54 |
| α, град | ||||||||||
| ξ | 0,7 | 0,7 | 0,6 | 0,5 | 0,7 | 0,6 | 0,7 | 0,5 | 0,8 | 0,6 |
| h, м | 0,05 | 0,04 | 0,05 | 0,03 | 0,04 | 0,05 | 0,03 | 0,05 | 0,04 | 0,06 |
| Gб, ккг | ||||||||||
| Gм кг | 51,5 | 50,5 | 35,5 | 49,2 | 53,5 | 57,3 |
Задача № 4
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| D, м | 0,4 | 0,55 | 0,35 | 0,45 | 0,35 | 0,6 | 0,4 | 0,45 | 0,65 | 0,5 |
| n об/мин | 10,5 | 11,5 | 9,5 | 8,5 | 12,5 | |||||
| ή | 0,7 | 0,8 | 0,7 | 0,8 | 0,7 | 0,9 | 0,7 | 0,6 | 0,8 | |
| ρ, кг/м3 |
Задача № 5
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| G, кг/с | 0,56 | 0,55 | 0,278 | 0,325 | 0,65 | 0,53 | 0,55 | 0,358 | 0,265 | 0,316 |
| Вн.% | ||||||||||
| Вк,% |
Задача № 6
| Последняя цифра шифра | ||||||||||
| α1 Вт/(м2·К) | ||||||||||
| α2 Вт/(м2·К) | 13,2 | 13,1 | 13,2 | 13,3 | 13,4 | 13,5 | 12,9 | 12,8 | 13,2 | |
| t1, К | ||||||||||
| t2, К |
Методические указания.
По данному курсу выполняется одна контрольная работа, которая включает наиболее важные разделы предмета «Процессы и аппараты пищевых производств».
При выполнении контрольной работы необходимо соблюдать следующие требования:
- объём работы не должен превышать одной ученической тетради. На каждой странице оставляются поля для замечаний и пометок преподавателя, а в конце тетради свободное место для рецензии проверяющего;
- в контрольной работе пишутся условия задач и вопросы, даются ответы на них. При ответе на вопрос нужно кратко изложить своими словами основные положения по существу поставленного вопроса, сопровождая пояснения и, где это требуется, графиками и схемами; решение задач сопровождается пояснениями и, где это требуется, графиком или схемой,
- все исходные и вычислительные величины даются с размерностями;
- после получения проверенной контрольной работы надо ознакомиться с рецензией и замечаниями преподавателя и исправить допущенные ошибки;
проверенная и зачтённая контрольная работа сдаётся преподавателю..
-
Литература
Основная:
1. Стабников В.Н., Баранцев В.И. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1983.
2. Баранцев В.И. Сборник задач по процессам и аппаратам пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1985.
3. Чернов А.В., Бессребренников Н.К., Силецкий В.С. Основы гидравлики и теплотехники. – М.: Энергия, 1975.
Дополнительная:
1. Стабников В.Н., Лысянский В.М. Попов В.Д. Процессы и аппараты пищевых производств. – М.: Агропромиздат, 1985.
2. Ерохин В.Г., Маханько М.Г. Сборник задач по основам гидравлики и теплотехники. – М.: Энергия, 1979.
3. Лашутина Н.Г., Макашова О.В. Медведев Р.М. Техническая термодинамика с основами теплопередачи и гидравлики. – Л.: Машиностроение, 1988.