Изм. Лист докум. Подпись
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
Из м. Лист № докум. Подпис ь Дат а Лист 1 МЭАСХП 2020.28.00.00.ПЗ Разраб. Раззоков Х.Р Провер. Акулова Т.Н. Н. Контр. Утверд. Курсовая работа ПРОЦЕССЫ И АППАРАТЫ Лит. Листов ФГБОУ ВО ЧГСХА Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Оглавление Введение ……………………………………………………………………………………….. 4 1. Классификация основных процессов пищевых производств. Основные физико- химические свойства пищевых продуктов. Основные структурно-механические свойства твердых и сыпучих продуктов. Понятие о движущей силе процесса. Материальный, тепловой баланс процессов…………………………………………......... 5 2. Что такое классификация (сортировка) сыпучих и зернистых материалов. Какие виды классификации используются в промышленности? На чем основана гидравлическая и воздушная классификация? Какова конструкция, принцип действия и область применения воздушно - циркуляционного сепаратора? ………… 6 3. В чем достоинства циклонного процесса? От каких факторов зависит степень очистки газов в циклонах? Какова конструкция, принцип действия и область применения циклона? ………………………………………………………………………..10 4. В чем сущность процесса адсорбции? Теория и характеристика процессов адсорбции, что такое «проскок». Объясните схему установки для очистки водно – спиртовой смеси. При производстве каких продуктов она применяется? Что такое сортировка? ………………………………………………………………………………….. 12 5. Какой процесс называется сушкой? Теория и характеристика процессов сушки. Какие виды сушки применяют в пищевых производствах? Как осуществляется сушка с многократным промежуточным подогревом воздуха? Чем характеризуется сушка с многократным промежуточным подогревом воздуха? Как осуществляется сушка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха? Чем характеризуется сушка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха? …………………………. 14 6. Какова сущность биохимических процессов? Для производства каких продуктов используются биохимические процессы? Основные стадии развития микроорганизмов. Теория процессов брожения. Какова конструкция, принцип действия и область применения ферментатора? Каков принцип действия самовсасывающейся мешалки? ………………………………………………………….... 15 Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Введение Курс «Процессы и аппараты» является теоретической основой пищевой технологии, позволяющей проанализировать и рассчитать процесс, определить оптимальные параметры, разработать и рассчитать аппаратуру для его проведения. Цель дисциплины: получение студентами теоретических знаний и приобретение практических навыков области пищевой технологии, что позволит студентам в дальнейшем самостоятельно решать задачи, связанные с интенсификацией процессов производства и переработки сельскохозяйственной продукции, созданием новых совершенных технологий с использованием современных конструкций машин и аппаратов. Задачей дисциплины «Процессы и аппараты» является выработка у студентов знаний для последующего изучения специальных дисциплин. Процессы и аппараты химической и пищевой технологий не имеют принципиального различия: используются одни и те же законы, методы расчета оборудования. Тем не менее специфика, связанная с пищевыми производствами, нашла отражение в изложении курса, в методиках расчета ряда процессов и аппаратов, в конструкциях аппаратов и машин. Наука о процессах и аппаратах призвана играть большую роль в интенсификации развития пищевой и смежных отраслей промышленности и тем самым способствовать удовлетворению потребностей населения в продуктах питания. Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ 1. Классификация основных процессов пищевых производств. Основные физико-химические свойства пищевых продуктов. Основные структурно- механические свойства твердых и сыпучих продуктов. Понятие о движущей силе процесса. Материальный, тепловой баланс процессов. Классификация основных процессов пищевых производств. Основные физико - химические свойства пищевых продуктов. Основные структурно - механические свойства твердых и сыпучих продуктов. В пищевой промышленности перерабатывают сырье и получают готовые продукты в различном агрегатном состоянии: твердом, жидком, паро-и газообразном. Для расчета процессов и аппаратов необходимо знать свойства пищевых продуктов и сырья. Основные физико – химические свойства жидкостей и газов: 1. Плотность – это отношение массы М тела (вещества) к его объему V, выражается [в кг/ м 3 ], [т/м 3 ] или [г/см 3 ] 2. Удельный вес – отношение веса тела (вещества) к его объему. В отличие от плотности удельный вес не является физико-химической характеристикой вещества, так как зависит от места измерения. Между удельным весом и плотностью существует соотношение: где g — ускорение свободного падения, g =9,81м/с2 . 3. Вязкость μ— это свойство газов и жидкостей сопротивляться действию внешних сил, вызывающих их течение. Коэффициент пропорциональности μ называется динамическим коэффициентом вязкости или динамической вязкостью, и измеряется в [Па·с]. 4. Кинематическая вязкость υ (или коэффициент кинематической вязкости) определяется по формуле: и выражается в [м 2 /с]. 5. Поверхностное натяжение – величина, численно равная работе, которую нужно затратить для того, чтобы при постоянной температуре увеличить на единицу площади поверхность раздела фаз. Поверхностное натяжение зависит от температуры и уменьшается с повышением ее. Основные свойства сыпучих и вязких продуктов: 1. Объемная масса 2. Насыпная плотность, 3. Порозность, 4. Степень заполнения, угол 5. Ссыпания, 6. Угол естественного откоса. Для характеристики сыпучих продуктов (зерна, сахарного песка, картофельной крупки и т. д.) вводится понятие насыпной плотности н (1 ) тв где ρ н — насыпная плотность сыпучего продукта, кг/м 3 ; — порозность (пористостость) сыпучего материала; ρ тв — действительная плотность частиц материала, кг/м 3 V П /V ОБЩ где V П — объем пустот свободно насыпанного материала, м ; V ОБЩ — объем свободно насыпанного материала, м 3 ; Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Основные теплофизические свойства продуктов: теплоемкость – это отношение количества теплоты, подводимой к веществу, к соответствующему изменению его температуры. Теплоемкость единицы количества вещества называется удельной теплоемкостью. В расчетах используют массовую, объемную и мольную удельные теплоемкости. теплопроводность – это перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия микрочастиц, приводящий к выравниванию температуры тела. Понятие о движущей силе процесса. Движущей силой процесса является разность концентрации диффундируемого компонента. Процесс протекает в направлении фазы, имеющей меньшую концентрацию компонента. Перенос вещества из одной фазы в другую происходит через границу раздела фаз, на которой состояние фаз является равновесным. Материальный, тепловой баланс процессов Материальный баланс процесса абсорбции выражается общим уравнением: dM G dy L dx где, dM - количество вещества, перешедшего из одной фазы в другую, кг; G– массовый расход вещества,кг; Тепловой (энергетический) баланс технологического процесса или части его составляют на основе закона сохранения энергии, в соответствии с которым в замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна, т.е. приход теплоты должен быть равен расходу его в данном процессе, аппарате, операции. Уравнение теплового баланса: ΣQ прих = ΣQ расх 2. Что такое классификация (сортировка) сыпучих и зернистых материалов. Какие виды классификации используются в промышленности? На чем основана гидравлическая и воздушная классификация? Какова конструкция, принцип действия и область применения воздушно - циркуляционного сепаратора? Что такое классификация (сортировка) сыпучих и зернистых материалов. Какие виды классификации используются в промышленности? Классификация сыпучих материалов — это разделение их на фракции (классы). Под фракциейпонимают набор кусочков, зерен и частиц вещества, размеры которых заключены в определенном диапазоне. Классификация может быть как самостоятельной, так и вспомогательной операцией. Самостоятельную операцию называют сортировкой. Цель сортировки — получение продукта с заданным зернистым составом. Классификация является вспомогательной oneрацией, когда крупные фракции отделяют для возврата на повторное дробление. Классификация материалов происходит при движении их относительно перфорированной поверхности. При этом поверхность может быть неподвижной, установленной под углом к горизонту большим, чем угол трения материала, либо движущейся В результате классификации получают два продукта: 1) Проход – частицы, прошедшие через просеивающее устройство; 2) Сход – куски (частицы), не прошедшие через просеивающее устройство Рис.1 Классификация материалов Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Применяются два вида классификации материалов: 1) Первый способ основан на том, что перегородка с отверстиями (ячейками)! определенного размера задерживает крупные частицы, а мелкие проходят через нее. Этот процесс называют грохочением, а соответствующее оборудование — грохотом. 2) Второй способ разделения твердых частиц, называемый гидравлической классификацией, основан на разной скорости их осаждения в жидкости: крупные частицы оседают быстрее, чем мелкие. Движущей силой процесса осаждения является сила тяжести или центробежная сила. Гидравлическая классификация - разделение смеси на фракции зерен, обладающие одинаковой скоростью падения в воде; Грохочение - наиболее универсальный способ классификации, применяемый для разделения материалов различной крупности (примерно от 250 до 1 мм). При помощи гидравлической классификации и воздушной сепарации можно разделять только зерна крупностью менее 2 мм. Классификация применяется как вспомогательная операция - для предварительной подготовки материала к дроблению (удаление мелочи) или для возврата слишком крупного материала на повторное измельчение, а также как самостоятельная операция - для получения готового продукта с заданным зернистым составом. В последнем случае процесс классификации называется сортировкой. Классификация широко используется для ситового анализа - определения зернистого состава материала. На чем основана гидравлическая и воздушная классификация? Классификация под действием центробежныхсил (гидравлическая классификация) осуществляется в гидроциклонах (рис.2). Исходная суспензия нагнетается насосом в гидроциклон через входной патрубок 1, расположенный тангенциально по отношению к цилиндрической части корпуса 3. В пространстве между корпусом и патрубком 2 для выведения мелкой фракции поток закручивается. Под действием возникающих центробежных сил крупные частицы прижимаются к стенкам корпуса и, опускаясь вниз по конической части, попадают в патрубок 4 для выгрузки осадка в виде сгущенной суспензии. Спиральный классификатор часто используют в мельницах, действующих по замкнутой схеме: крупную фракцию возвращают на повторный помол, а мелкая фракция представляет собой готовый продукт процесса измельчения. Основная часть воды и взвешенные в ней мелкие частицы из.меняют направление движения и покидают полость циклона через патрубок 2 в режиме гидротранспорта. Поскольку корпус подвержен абразивному изнашиванию, его покрывают изнутри износостойким материалом. Рис.2Гидроциклон: 1-входной патрубок; 2 -патрубок для выведения мелкой фракции; 3- корпус; 4 - патрубок для выгрузки осадка. Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Достоинствами гидроциклонов являются их высокая производительность, малые габариты и отсутствие движущихся частей.Спиральный классификатор часто используют в мельницах, действующих по замкнутой схеме: крупную фракцию возвращают на повторный помол, а мелкая фракция представляет собой готовый продукт процесса измельчения. Основная часть воды и взвешенные в ней мелкие частицы из.меняют направление движения и покидают полость циклона через патрубок 2 в режиме гидротранспорта. Поскольку корпус подвержен абразивному изнашиванию, его покрывают изнутри износостойким материалом. Пневматическая (воздушная) классификация — это разделение сыпучего материала за счет различных скоростей движения крупных и мелких частиц в воздушном потоке. Материалы с размером частиц менее 1 мм нецелесообразно классифицировать в грохотах (удельная производительность при этом очень низкая). Такие мелкозернистые сухие материалы рациональнее разделять в воздушных классификаторах, где при определенных условиях более крупные частицы выпадают из потока воздуха под действием сил тяжести или центробежныхсил, а мелкие — выносятся потоком воздуха в осадительные устройства. Крупность разделяемых частиц можно варьировать регулированием скорости и траектории движения воздушного потока. На практике точное разделение частиц по заданной границе обеспечить невозможно, так как скорость движения потока непрерывно колеблется из-за изменения концентрации, форм и размеров частиц, местных завихрений газового потока и т. д. Из-за этого мелкая фракция оказывается загрязненной крупными частицами и наоборот. В производственных условиях эффективность разделения составляет 61—80 %, а засоренность — 60—70 %. Смесь сыпучих материалов в воздушных классификаторах делится на классы из- за различного действия массовых сил и сил аэродинамического сопротивления на частицы разных размеров (крупные частицы приобретают большую скорость движения). При этом конструкции аппаратов должны обеспечивать регулирование действующих на частицы сил и движение частиц различной крупности в разных направлениях. Частицы граничного размера находятся в динамическом равновесии и попадают в крупный или мелкий класс в зависимости от колебаний режима движения воздушного потока. Схемы разделения частиц материала в процессе воздушной классификации: • центробежная противопоточная; • центробежная поперечно-поточная; • гравитационная вертикально-поточная; • циклонная. Для разделения сыпучего материала на три фракции служат воздушно-проходные классификаторы (рис. 3). Они состоят из корпуса в форме усеченного конуса, внутри которого соосно расположен циклон. Газовый поток, несущий твердые частицы, поступает снизу в корпус аппарата. Здесь в результате уменьшения скорости выпадают наиболее крупные частицы, которые непрерывно отводятся. Затем поток, проходя через направляющие створки, получает вращательное движение, в результате чего отделяется вторая фракция частиц, удаляемая через отдельный штуцер. Самые мелкие частицы уносятся газовым потоком и отделяются вне классификатора (в батарейных циклонах, фильтрах и т. и.). Граница раздела второй и третьей фракций регулируется степенью открытия створок. |