История развития органической химии

Многокорпусное выпаривание. Схемы многокорпусных выпарных установок: прямоточная, противоточная и др. Сравнительный анализ работы установок. Основы расчета многокорпусной выпарной установки: общего количества выпаренной воды и распределение выпаренной воды по корпусам, концентрации раствора по корпусам, температуры кипения в каждом корпусе. 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 нагрева корпусов и при минимальной суммарной поверхности нагрева всех корпусов. Выбор оптимального числа корпусов установки. Конструкции выпарных аппаратов: с центральной циркуляционной трубой, пленочного, роторно-пленочного, с тепловым насосом и с принудительной 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 конденсаторах. 

Расчет поверхностного конденсатора и его устройство. Расчет барометрического конденсатора 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. 

6. Массообменные процессы 

6.1. Основы теории межфазного переноса массы. Общие понятия и определения. Виды процессов массопередачи. 

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

Движущая сила массообменных процессов. 

Механизм массопередачи. Массопередача между жидкостью и газом, между двумя жидкостями. 

Молекулярная и турбулентная диффузия. 

Первый и второй законы Фика. 

Массопередача в системах с твердой фазой. Массопроводность. Уравнения массопередачи и массоотдачи. Типы контактных устройств массообменных аппаратов. Принципы образования поверхности фазового контакта. Распылительные аппараты, насадочные и тарельчатые колонны. 

6.2. Абсорбция. 

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

Материальные балансы абсорберов и расход абсорбентов. Уравнение рабочей линии. Тепловые балансы абсорберов, расчет насадочных абсорберов: предельной и фиктивной скорости 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 характеристики. 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. Капиллярная 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: конвективным, кондуктивным, терморадиационным. Сушка в поле токов высокой частоты, сублимационные сушилки. Конструктивные особенности сушилок: туннельных, камерных, ленточных, шахтных, барабанных, вибрационных, распылительных, спиральных, с кипящим и аэрофонтанным слоем. Особенности тепло- и массообмена при различных методах сушки: инфракрасном, 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 вариантов процесса сушки: основного, с частичным подогревом воздуха в сушильной камере, с частичной 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 дистилляция. Простая дистилляция с дефлегмацией. Молекулярная дистилляция. Флегмовое число. 

Сущность и принципы ректификации. Периодическая и непрерывная ректификации. Назначение и конструкции тарелок. Материальный и тепловой балансы ректификационной колонны. Расчет ректификационных колонн на основе числа теоретических тарелок и на основе единиц переноса. Расчет расхода греющего пара. Расчет расхода воды в дефлегматоре и холодильнике. Основные размеры и гидравлическое сопротивление ректификационных аппаратов. Основные 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 относительного движения фаз и соотношения их расходов. 

Расчет экстрагирования. Методы интенсификации экстрагирования. Аппаратура для проведения экстрагирования из твердых тел: атмосферная, вакуумная и работающая под давлением. 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. Аппараты для проведения жидкостной экстракции: распылительный и смесительно-отстойный. Материальный баланс. Расчет количества экстрагента. 

6.7. Кристаллизация и растворение. 

Сущность кристаллизации и растворения. Условия кристаллизации и растворения. Способы кристаллизации. Зоны состояния растворов. Зарождение и рост кристаллов. Основные понятия теории кристаллизации. Соотношение скоростей образования и роста кристаллов. Основы расчета аппаратуры для кристаллизации. Массовые графики и материальный баланс кристаллизации. Тепловой баланс кристаллизации. Аппараты для кристаллизации и охлаждения растворов. 

7. Процессы и машины для механизации перегрузочных операций 

7.1. Машины непрерывного транспорта. 

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

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

7.3. Конвейеры непрерывного транспорта без тягового элемента: винтовые, качающиеся, 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, гидравлический транспорт. Принцип действия, схемы, рабочие элементы, область применения. Основы 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). Поточно-транспортные системы. Выбор типа транспортного оборудования. Основы технико-экономических расчетов применения транспортного оборудования. Экономическая эффективность системы механизации. 

7.6. Грузоподъемные машины. 

Классификация. Основные механизмы и элементы. Основы расчета. 

8. Технологические линии пищевых производств 

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. Доводка линии. Освоение линии. Обслуживание и восстановление работоспособности линии. 

8.5. Развитие технологической линии. 

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