Рабочая программа и контрольные задания для студентов специальностей 170600 (260601), 271300 (260602) факультета заочного обучения и экстерната

скачать Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий Кафедра техники мясных и молочных производств ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЫРЬЯ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ Рабочая программа и контрольные задания для студентов специальностей 170600 (260601), 271300 (260602) факультета заочного обучения и экстерната Санкт-Петербург 2005 УДК 637:664. Рогов Б.А. Физико-механические свойства сырья и готовой продук-ции: Рабочая программа и контрольные задания для студентов спец. 170600 (260601), 271300 (260602) факультета заочного обучения и экс-терната. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2005. – 12 с. Издание содержит рабочую программу и контрольные задания. Рецензент Канд. техн. наук, доц. Н.И. Лукин Рекомендованы к изданию советом факультета техники пищевых произ-водств  Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий, 2005 ПРЕДИСЛОВИЕ Дисциплина «Физико-механические свойства сырья и готовой продукции» для специальности 170600 (260601) «Машины и аппараты пищевых производств», для специальности 271300 (260602) «Пищевая инженерия малых предприятий», а также специализации 271302 «Пищевая инженерия малых предприятий по переработке сырья животного происхождения» факультета заочного обучения и экстерната изучает основные свойства и средства измерения физико-механи-ческих характеристик пищевого сырья и готовой продукции. Курс базируется на знаниях общеинженерных дисциплин (физике, химии, математике, процессах и аппаратах пищевых производств) и таких предметов, как общая технология пищевых продуктов. В его задачу входит профессиональная подготовка специалистов для разработки и эксплуатации машин и аппаратов пищевой промышленности. Дисциплина предусматривает обучение студентов базовым принципам работы средств измерения, анализу физико-механических свойств пищевого сырья и продукции. Изучившие этот курс должны знать: – основные способы определения физико-механических свойств пищевого сырья и продуктов; – основные физико-механические свойства и закономерности их изменения в процессах производства пищевой продукции; уметь: – осуществлять выбор основных физико-механических характеристик пищевого сырья и продуктов; – применять результаты анализа физико-механических свойств в методиках инженерного расчета процессов и оборудования пищевых производств. Контроль усвоения материала проводится при выполне­нии и сдаче отчета по лабораторным занятиям и контрольным работам, а также на зачетных занятиях. ^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ Раздел 1. Современное состояние и тенденции развития теплофизических измерений пищевых материалов. Тема 1.1. Основные методы и средства теплофизических измерений и определения свойств пищевых материалов. Лекция № 1 – 2 ч. Цели, задачи и содержание курса. Основные теплофизические характеристики пищевых материалов и методы их измерения. Лабораторные средства и приборное оборудование для определения теплофизических свойств пищевых материалов. Анализ погрешностей при определении теплофизических свойств пищевых материалов. Раздел 2. Измерения и анализ свойств плотности пищевых материалов. Тема 2.1. Основные методы и средства измерений плотности пищевого сырья готовой продукции. Лекция № 2 – 2 ч. Основные методы и средства измерений плотности пищевых продуктов. Анализ приборных погрешностей измерений плотности. Тема 2.2. Анализ значений плотности пищевого сырья готовой продукции. Лекция № 3 – 2 ч. Анализ характеристик плотности пищевых материалов. Влияние наличия газовой фазы в пищевом продукте при определении его плотности. Основные расчетные зависимости для определения плотности сырья и пищевых продуктов. Анализ погрешностей определения значений плотности сырья и пищевых продуктов. Лабораторное занятие № 1 – 4 ч. Изучение методов определения и анализ плотности пищевых продуктов. Наличие газовой фазы в пищевом продукте. Раздел 3. Измерения и анализ вязкости пищевых материалов. Тема 3.1. Основные методы и средства измерений вязкости пищевого сырья и готовой продукции. Лекция № 4 – 2 ч. Основные методы и средства измерений вязкости пищевых материалов. Тема 3.2. Анализ значений вязкости пищевого сырья и готовой продукции. Лекция № 5 – 2 ч. Анализ характеристик вязкости пищевых материалов. Основные расчетные формулы для определения вязкости пищевого сырья и продуктов. Лабораторное занятие № 2 – 4 ч. Изучение методов определения и исследование значений вязкости пищевых продуктов. Раздел 4. Измерения и анализ свойств теплоемкости пищевых материалов. Тема 4.1. Основные методы и средства измерений удельной теплоемкости пищевого сырья и готовой продукции. Лекция № 6 – 2 ч. Основные методы и средства измерений удельной теплоемкости пищевых материалов. Тема 4.2. Анализ значений удельной теплоемкости пищевого сырья и готовой продукции. Лекция № 7 – 2 ч. Анализ характеристик удельной теплоемкости пищевых материалов. Понятия об эффективной и собственной теплоемкости материалов. Основные расчетные зависимости для определения удельной теплоемкости пищевого сырья и продуктов. Лабораторное занятие № 3 – 4 ч. Изучение методов определения и анализ значений удельной теплоемкости пищевых продуктов. Раздел 5. Измерения и анализ свойств теплопроводности пищевых материалов. Тема 5.1. Основные методы и средства измерений теплопроводности пищевого сырья и готовой продукции. Лекция № 8 – 2 ч. Основные методы и средства измерений теплопроводности пищевых материалов. Анализ значений теплопроводности пищевого сырья и готовой продукции. Основные расчетные зависимости для определения теплопроводности пищевого сырья и продуктов. Лабораторное занятие № 4 – 4 ч. Изучение методов определения и анализ значений теплопроводности пищевых продуктов. Раздел 6. Измерения и анализ свойств температуропроводности пищевых материалов. Тема 6.1. Основные средства и анализ измерений температуропроводности пищевого сырья и готовой продукции. Лекция № 9 – 2 ч. Средства измерения и анализ значений температуропроводности пищевых материалов. Раздел 7. Основы анализа эффективности работы оборудования пищевых производств в условиях изменения теплофизических характеристик пищевых материалов. Тема 7.1. Основные методы и результаты анализа эффективности работы оборудования. Лекция № 10 – 2 ч. Анализ эффективности работы перемешивающих устройств и теплообменников в условиях изменения физико-механических свойств пищевых материалов. ^ КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ В задания включено выполнение двух контрольных работ, которые направляются в университет для проверки и получения по ним зачета. Контрольная работа № 1 выполняется студентами 4-го курса. Контрольная работа № 2 – студентами 5-го курса. Основная цель задания – обучение студентов практическим навыкам определения эффективности работы оборудования (с учетом изменений физико-механических свойств пищевого сырья или готовой продукции). При расчете сначала приводится расчетная формула, а затем в нее подставляются числовые значения физико-механических величин. Результаты расчетов выполняются с точностью до двух знача­щих цифр. Последняя цифра шифра (по зачетной книжке студента) должна соответствовать номеру варианта задания. ^ Контрольная работа № 1 Определение мощности привода перемешивающих устройств с пропеллерными мешалками для получения жидкофазных пищевых сред Мощность, необходимую для привода перемешивающих устройств, ^ N (кВт) с мешалкой пропеллерного типа можно рассчитать по следующей зависимости [1(кн. 1), с. 607]: N = 0,01K d4,36 n2,78 ρ0,78 μ, где K – экспериментальный коэффициент; d – диаметр мешалки, м; n – частота вращения мешалки, сек–1; ρ – плотность жидкофазной среды кг/м³; μ – динамическая вязкость жидкофазной среды, Па·с. При подборе электродвигателя для перемешивающих устройств мощность его принимают с запасом в 2–4,5 раза больше расчетной. Рассчитать мощность привода и построить график зависимости значений мощности от заданного диапазона изменений физико-механических характеристик (см. табл. 1). Таблица 1 Параметры В а р и а н т 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 K 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 2,0 d, м 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 n, мин–1 300 260 220 180 160 150 140 130 120 100 ρ, кг/м³ 1050 1000 980 970 960 950 940 930 920 910 То же 1040 970 950 930 930 » 1030 960 940 920 940 » 1020 950 930 910 950 » 1010 940 920 900 960 μ, Па·с 0,10 0,09 0,08 0,07 0,06 0,05 0,04 0,08 0,06 0,10 То же 0,08 0,06 0,04 0,07 0,09 » 0,07 0,05 0,03 0,06 0,08 » 0,06 0,04 0,02 0,05 0,07 » 0,05 0,03 0,01 0,04 0,06 По результатам расчетно-графического анализа делается вывод о значении и влиянии физико-механических параметров на определение мощности привода. ^ Контрольная работа № 2 Расчет эффективности теплообмена в скребковом охладителе Для скребковых теплообменников [1(кн. 2, с. 910–911), 10] расчет эффективности теплообмена определяется по формуле: α = А (cуд n z) 0,5 f, где α – коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²·К); А – коэффициент пропорциональности, равный значению 1,12;  – коэффициент теплопроводности, [Вт/(м·К)]; cуд – удельная теплоемкость [Дж/(кг·К)]; ρ – плотность (кг/м3); n – частота вращения скребков, с–1; z – количество скребков (шт.); f – поправочный коэффициент. Рассчитать коэффициент теплоотдачи и построить график зависимости его значений от заданного диапазона изменений физико-механических характеристик (см. табл. 2). Таблица 2 Параметры В а р и а н т 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 f 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,4 0,3 0,25 0,20 0,15 z, шт. 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 n, с–1 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ρ, кг/м3 1050 1000 980 970 960 950 940 930 920 910 То же 1040 960 930 930 » 1030 950 920 950 » 1020 940 910 970 » 1010 930 900 990 λ, [Вт/(м·К)] 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 То же 0,22 0,33 0,23 » 0,24 0,31 0,21 » 0,26 0,29 0,19 » 0,28 0,27 0,17 cуд, [Дж/(кг·К)] 2500 2700 2900 3100 3300 3500 3700 3900 4100 4300 То же 3100 3700 3900 » 3300 3900 3700 » 3500 4100 3500 » 3700 4300 3300 По результатам расчетно-графического анализа делается вывод о значении и влиянии физико-механических параметров на эффективность теплоотдачи скребкового теплообменника. ^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Машины и аппараты пищевых производств: Учеб. для вузов / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. В 2 кн. – М.: Высш. шк., 2001. 2. Горбатов А.В., Мачихин С.А. и др. Структурно-механичес­кие характеристики пищевых продуктов: Справ. / Под ред. А.В. Гор­батова. – М.: Легк. и пищ. пром-сть, 1982. – 296 с. 3. Гинзбург А.С. и др. Теплофизические характеристики пи­ще-вых продуктов: Справ. – М.: Агропромиздат, 1990. – 288 с. 4. Платунов Е.С., Буравой С.Е. и др. Теплофизические измерения и приборы. – Л.: Машиностроение, 1986. 5. Маслов А.М., Березко В.А. Структурно-механические свойства молочных продуктов. – Л.: ЛТИ им. Ленсовета, 1979. – 61 с. 6. Николаев Л.К. Реологические характеристики жиросодержащих пищевых продуктов: Учеб. пособие. – Л.: ЛТИХП, 1979. – 85 с. 7. Рогов Б.А., Ключкин В.В. Теплофизические свойства жиров, масел и жиросодержащих эмульсий в процессах кристаллиза­ции. – СПб.: ВНИИЖ, 1995. – 82 с. 8. Рогов Б.А. Пищевая инженерия производства жировой продукции. – Справ. пособие. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2002. – 148 с. 9. Бегунов А.А. Метрологическое обеспечение производства пищевой продукции: Справ. – СПб.: МП «Издатель», 1992. – 288 с. 10. Рогов Б.А., Петрунина Е.Б. Основы анализа скребковых теплообменников для мясных, молочных и других отраслей пищевых производств с использованием ПСВТ: Метод. указания к лабораторно-практической работе.  СПб.: СПбГУНиПТ, 2002.  13 с. 11. Рогов Б.А. Оборудование для перемешивания и смешивания мясного или рыбного сырья: Метод. указания к лабораторно-практической работе. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2002. – 40 с. СОДЕРЖАНИЕ ПРЕДИСЛОВИЕ 6 ^ СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ 8 КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ 12 Контрольная работа № 1 12 Контрольная работа № 2 13 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 15 Рогов Борис Аркадьевич ^ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЫРЬЯ И ГОТОВОЙ ПРОДУКЦИИ Рабочая программа и контрольные задания для студентов специальностей 170600 (260601), 271300 (260602) факультета заочного обучения и экстерната Редактор Р.А. Сафарова ________________________________________________________________________ Подписано в печать 27.04.2005. Формат 6084 1/16 Печать офсетная. Усл. печ. л. 0,7. Печ. л. 0,75. Уч.-изд. л. 0,63 Тираж 80 экз. Заказ № C 15 ________________________________________________________________________ СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9 ИПЦ СПбГУНиПТ. 191002, Санкт-Петербург, ул. Ломоносова, 9 Скачать 200,75 Kb. оставить комментарий Дата 30.09.2011 Размер 200,75 Kb. Тип Рабочая программа, Образовательные материалы