Л. И. Матвеева, А. Т. Зурабов

Владикавказ, 2012

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ГТУ)

Кафедра теории и автоматизации металлургических

процессов и печей

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ И ПРОИЗВОДСТВА

Методические указания

для выполнения расчетных заданий

для студентов направления

220700 «Автоматизация технологических процессов

и производств»

(специализация – “пищевое производство”)

Составители:

Л. И. Матвеева, А. Т. Зурабов

Допущено

редакционно-издательским советом

Северо-Кавказского горно-металлургического института

(государственного технологического университета)

Владикавказ 2012

УДК 681.5(7)

ББК 65.050.9(2)2

М33

Рецензент:

канд. техн. наук, доц. Дюнова Д. Н.

М33 Технологические процессы и производства: Методические указания / Сост. Л. И. Матвеева, А. Т. Зурабов; Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). – Владикавказ: Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). Изд-во “Терек”, 2012. – 32 с.

Настоящие методические указания предназначены для студентов направления 220700 «Автоматизация технологических процессов и производств» при изучении дисциплины «Технологические процессы и производства пищевой промышленности». Варианты расчетных заданий составлены таким образом, чтобы указанные в них вопросы рассматривались каждым студентом самостоятельно. Самостоятельное выполнение данного задания студентом помогает ему не только понять сложные процессы, происходящие при переработке сырья в продукты питания, основанные на законах физики, теплофизики, механики, химии, биохимии и т. д., но и изучить технологию производства того или иного продукта и оборудование, используемое для его переработки, а также закрепить теоретический материал, излагаемый на лекциях и в учебной литературе. Расчетные задания составлены в соответствии с учебной программой.

В методических указаниях приведены также основные теоретические положения, необходимые для решения данных задач, и даны примеры решения расчетных заданий.

УДК 681.5(7)

ББК 65.050.9(2)2

Редактор: Иванченко Н. К.

Компьютерная верстка: Крыжановская И. В.

Ó Составление. Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет), 2012

Ó Матвеева Л. И., Зурабов А. Т.., составление 2012

Подписано в печать 10.09.12. Формат 60 х 84 ¹/₁₆. Бумага офсетная. Гарнитура “Таймс”. Печать на ризографе. Усл.п.л. 1, 95. Тираж 30 экз. Заказ №_____

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет). Изд-во “Терек”.

Отпечатано в отделе оперативной полиграфии СК ГТУ (ГТУ).

362021, г. Владикавказ, ул. Николаева, 44.

Общие положения

В пищевой промышленности перерабатывают сырье и получают готовые продукты в различном агрегатном состоянии: твердом, жидком, паро- и газообразном.

Для расчета параметров процессов и аппаратов необходимо знать свойства пищевых продуктов и сырья.

Основные свойства пищевых продуктов и сырья

Многие пищевые продукты представляют собой однородные и неоднородные смеси.

К однородным смесям относятся растворы, например: сахарные, водно-спиртовые. Они характеризуются концентрацией растворенного вещества.

К неоднородным смесям относятся системы твердое – жидкое, жидкость 1 – жидкость 2 нерастворимые друг в друге. Для их характеристики вводят понятие объемной или массовой доли.

Плотность (ρ ) – это масса (М) в единице объема (V) вещества [кг/м³, т/м³, г/см³]

. (1)

Плотность может быть определена и по удельному объему (V_уд)

, (2)

так как

Плотность раствора зависит от его концентрации (с).

Таблица 1.1

Зависимость концентрации этилового спирта в водно-спиртовом

Растворе от плотности

с, масс.%
ρ , кг/м³

Плотность суспензий определяют по формуле:

ρ _c = ρ _тв· φ + ρ _ж· (1 - φ ), кг/м³, (3)

где ρ _тв –плотность твёрдых частиц в суспензии, кг/м³;

φ – доля твёрдой фазы в суспензии;

ρ _ж – плотность жидкости, кг/м³.

Плотность сахарных сиропов, фруктовых соков, молока с сахаром при 20⁰ С определяют по формуле:

, (4)

где х – содержание сухих веществ, %.

Если температура не равна 20⁰ С, то:

, (5)

где t – температура продукта, ⁰ С.

Плотность томатопродуктов определяют:

. (6)

Для характеристики сыпучих продуктов (зерна, сахарного песка, картофельной крупы и т. д.) вводится понятие насыпной плотности :

, (7)

где e – порозность (пористость) сыпучего материала:

e = , (8)

где – объём пустот свободно насыпанного материала, м³;

– объём свободно насыпанного материала, м³.

Удельный вес (γ ) – вес единицы объёма вещества

γ = ρ · g, (9)

g = 9, 81 м/с².

Динамическая вязкость (μ ) – это касательное напряжение, которое испытывает движущаяся среда при ламинарном режиме по нормали к направлению сдвига скоростей слоев.

Вязкость суспензий, независимо от размера частиц твёрдой фазы при объёмной доле твёрдой фазы (φ ) не более 10 % определяется по формуле:

, Па·с; (10)