Программа вступительного экзамена по специальности 05.18.12

Утверждено советом факультета машиностроения и транспорта, пр. от 27 декабря 2001 г.
Утверждено Научно-техническим советом СевКавГТУ от 10 апреля 2002 г., протокол №3.

Разработали: Борисенко А.А., Чеботарев Е.А.

• Классификация технологии основных процессов пищевой промышленности. Определение производственного процесса, технологии, машины и аппарата, гидромеханических, теплообменных, массообменных, механических, химических и биохимических процессов.
• Основные свойства пищевых продуктов сырья. Плотность, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость и теплопроводность. Понятие и основные методы определения. Функциональная зависимость и взаимодействие. Изменение свойств по ходу технологических процессов (фазовых преобразований).
• Принципы анализа и расчёта процессов и аппаратов. Общее кинетическое уравнение. Материальньй баланс. Тепловой баланс. Требования, предъявляемые к машинам и аппаратам и оценка их экономичности. Принципы рационального выбора материалов для оборудования пищевых производств. Понятия характеризующие периодические и непрерывные процессы, расчет этих процессов.
• Моделирование и подобие процессов пищевой технологии. Понятие физического и математического моделирования. Подобие процессов. Геометрическое подобие аппаратов, временное подобие, подобие физических величин, подобие граничных условий, подобие начальных условий. Критерии подобия, теорем подобия. Расчет тепломассообменных аппаратов с учетом фактора масштабного перехода.
• Раздвоение неоднородных систем. Классификация неоднородных систем и методов их разделения. Материальный баланс процессов разделения. Кинетика осаждения. Кинетика фильтрования. Отстаивание под действием гравитационного поля. Отстойники периодического, полунепрерывного и непрерывного действия. Осаждение под действием поля центробежных сил. Гидро- и аэроциклоны, центрифуги и сепараторы Фильтрование, виды; движущая сила и скорость процесса Оборудование для фильтрования: фильтры, (фильтрующие центрифуги, Расчет фильтровального оборудования. Мокрая очистка газов, скрубберы.
• Псевдоожижение. Определение, достоинства, физические основы и расчетные формулы Аппараты с псевдоожиженным слоем.
• Перемешивание. Общая характеристика процесса Способы перемешивания жидких сред. Типы мешалок. Kpитериальнoe уравнение процесса перемешивания., расчет мощности, потребляемой мешалкой. Перемешивание пластичных масс и сыпучих материалов.
• Мембранные методы разделения растворов. Определение ультрафильтрации, обратного осмоса и электродиализа Теоретические основы гиперфильтрации. Схема процесса электролиза Устройство и принцип действия мембранных аппаратов. Основы их расчета.
• Теплопередача. Основные определения, коэффициент теплопередачи, основное уравнение теплопередачи. Основной закон теплопроводности., дифференциальное уравнение теплопроводности. Тепловое излучение и законы Стефана-Больцмана, Кирхгофа и Ламберта. Теплоотдача определение, закон Ньютона, коэффициент теплоотдачи. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена (уравнение Фурье-Кирхгофа). Критерии теплового подобия: Нуссельта, Фурье, Пекле, Прандтля. Критериальное уравнение теплоотдачи. Связь коэффициента теплопередачи с коэффициентом теплопередачи. Движущая сила теплообменных процессов.
• Нагревание. Испарение, охлаждение и конденсация. Определение процесса нагревания. Нагревание водой. Нагревание водяным насыщенным паром. Нагревание электрическим током. Определение процесса испарения. Определение процесса охлаждения. Охлаждение водой, льдом и воздухом. Определение конденсации. Поверхностная конденсация, конденсация при смешении теплоносителей. Устройство рекуперативных теплообменников: кожухотрубчатые; "труба в трубе"; змеевиковые; оросительные; спиральные и пластинчатые. Смесительные теплообменники. Подбор теплообменников.
• Выпаривание. Определение процесса выпаривания. Физико-химические основы выпаривания: температурная депрессия; теплоемкость растворов; теплота растворения. Способы выпаривания (однократное и многократное). Расчет многокорпусной кипарной установки. Выпаривание с применением теплового насоса. Устройство кипарных аппаратов (с естественной и принудительной циркуляцией; пленочных; роторно-пленочных).
• Основы массопередачи. Понятие абсорбции перегонки и ректификации; экстракции; адсорбции; сушки и кристаллизации. Определение процесса массопередачи. Основное уравнение массопередачи. Коэффициент массопередачи. Материальный баланс массообменных процессов. Основные законы массопередачи; закон молекулярной диффузии (первый закон Фука); дифференциальное уравнение молекулярной диффузии (второй закон Фука); основной закон массоотдачи; критериальные уравнения конвективной диффузии. Массопередача с твердой фазой (процесс массопроводности и коэффициент массопроводности; диффузионный критерий БИО и диффузионный критерий Фурье). Движущая сила массобменных процессов. Расчет основных размеров массобменных аппаратов.
• Абсорбция. Определение процесса абсорбции. Физические основы абсорбции (законы Генри и Дальтона). Материальный баланс и кинетические закономерности абсорбции. Принцпиальные схемы абсорбции. Конструкции абсорберов. Расчет плёночных и насадочных абсорберов. Расчет тарельчатых колонн.
• Перегонка и ректификация. Теоретические основы процессов (идеальные смеси; законы Рауля и Дальтона: первый закон Коновалова: реальные жидкие смеси: закон Вревского: смеси взаимно или ограниченно растворимых жидкостей). Простая перегонка (фракционная, с дефлегмацией, с водяным паром, молекулярная). Ректификация: материальный и тепловой балансы ректификации: тепловой баланс ректификационной колонны непрерывного действия; рабочие линии на у-х диаграмме; рациональный выбор рабочего флегмового числа; рабочие линии при периодической ректификации; расчёт числа тарелок и рабочей высоты ректификационной колонны Схемы ректификационных установок непрерывного и периодического действия.
• Экстракция в системе "жидкость - жидкость". Определение процесса экстракции. Равновесия в системах "жидкость- жидкость". Массопередача при экстракции. Схемы и расчёт процессов одноступенчатой и многоступенчатой экстракции. Конструкция и расчёт экстракторов (секционного; дифференциально-контактного; смесительно-отстойного; тарельчатого; роторно-дискового; вибрационного и пульсационного; центробежного).
• Экстракция в системе "твёрдое тело-жидкость". Определение процесса вьщелачивания. Статика и кинетика выщелачивания. Расчёт экстракционных, аппаратов. Устройство аппаратов для выщелачивания, перколятора; с псевдоожиженным слоем; непрерывного действия; ленточных экстрактов.
• Адсорбция. Определение процессов адсорбции и десорбции. Характеристика и области применения адсорбентов. Равновесие в процессах адсорбции. Статика и кинетика адсорбции. Адсорберы и схемы адсорбционных установок периодического и непрерывного действия. Расчёт адсорберов. Ионобменные процессы и аппараты
• Сушка. Определение процесса сушки и основные пути её интесификации. Статика сушки. Формы связи влаги с материалом. Кинетика сушки. Варианты сушильных процессов. Конструкция сушилок: туннельных; ленточных; с псевдоожиженным слоем; вибросушилок: барабанных; вальцовых и распылительных.
• Кристаллизация. Определение процесса кристализации. Статика процесса. Кинетика условия кристаллизации. Методы кристализации. Материальный и тепловой балансы кристализации. Устройство кристализаторов периодического и непрерывного действия.
• Измельчение и классификация твёрдых материалов. Определение процессов измельчения и классификации. Физические основы измельчения (поверхностная теория; объёмная теория; уравнение Ребиндера; гипотеза Киш-Кирничева; гипотеза Риттингера; уравнение Бонда; формула ВП Го-рячкина). Конструкция и работа основных типов измельчающих машин: дробилки; гиационные дробилки; молотковые дробилки; дезинтеграторы и диемембраторы; дисковые мельницы; протирочные машины; валковые мельницы; бегуны, шаровые и стержневые мельницы, кольцевые мельницы, вибрационные мельницы, коллоидные мельницы. Классификация зернистых материалов (механическая, гидравлическая и воздушная сепарация). Функциональные схемы аппаратов. Определение процесса прессования, обезвоживание под давлением, брикетирование, таблетирование и гранулирование, формование. Оборудование для обработки продуктов прессованием.

Литература:

1. Кавецкий Г.Д., Васильев Б.В. Процессы и аппараты пищевой технологии. - М: Колос, 2000.- 551с.
2. Стабников В.Н, Лисянский В.М, Попов В. Д. Процессы и аппараты пищевых производств. -М; Агропромиздат., 1985.- 503с.
3. Липатов НН Процессы и аппараты пищевых производств. -М: Экономика, 1987.- 272с.
4. Кавецкий Г. Д., Королев А. В. Процессы и аппараты пищевых производств. -М: Агропромиздат; 1991.- 432с.
5. Брагинский Л.Н, Бегачёв ВИ, Барабаш В.М. Перемешивание в жидких средах. - М: Химия, 1984.- 336с.
6. Кельцев Н.В. (Основы адсорбционной техники. - М: Химия, 1984.- 592с.
7. Гинзбург АС. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. -М: Агропромиздат, 1985.- 335 с.
8. Журналы "Известия вузов. Пищевая технология".

Раздел "Процессы и аппараты молочной промышленности"

• Охлаждение и нагревание молока и жидких молочньх продуктов. Теория и расчёт оросительных охладителей для молока и сливок. Исследование теплового поля охладителя. Теория и расчёт пастеризатора с вытеснительным барабаном. Температурный график пластинчатой пастеризационно-охладительной установки. Особенности конструкций установок различного назначения.
• Гомогенизация молока и сливок. Теоретические предпосылки гомогенизации. Работа плунжерного и центробежного гомогенизаторов. Устройство гидродинамического вибратора раздельная гомогенизация,
• Сепарирование в молочной промышленности характеристика молока и жидких молочных продуктов (сливки, пахта сыворотка), как объектов сепарирования. Элементарная теория сепарирования и влияние конструктивных факторов барабана на производительность сепаратора гидродинамическая теория сепарирования. Влияние физико-химических факторов на процесс сепарирования. Конструкция разгрузочных устройств саморазгружающихся сепараторов. Интенсификация процесса центробежного разделения.
• Процессы маслоотделения. Теоретические предпосылки (гипотезы) сбивания масла в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия. Критериальные уравнения сбивания. Обработка масляного зерна. Устройство маслоизготовителя периодического действия. Устройство элементов маслоизготовителя непрерывного действия. Маслообразование и его температурный график. Устройство трёхцилиндрового и пластинчатого маслообразователя.
• Процессы сыроделия. Сычужное свертывание молока и выработка сырного зерна. Формование и прессование сыров. Чеддеризация и плавление сырной массы конструкция сыродельных ванн и сыроизготовителей. Способы формования и конструкция формовочных аппаратов. Чеддеризаторы периодического и непрерывного действия.
• Изготовление мороженого. Процесс фризерования и конструкция фризеров периодического и непрерывного действия. Закаливание мороженого, закалочные камеры и эскимогенираторы
• Производство сгущённых koнцентpaтoв. Характеристика и особенности выпаривания под вакуумом в молочной промышленности. Анализ эффективности работы ваклум-аппарата криоконцен-трированиет СУЩНОСТЬ процесса и схемы аппаратов и установок для криоконцен-трирования. Вакуумная кристализация сгущённых молочных концентратов с са-харом.
• Производство сухих концентратов. Особенности процессов сушки в молочной промьшленности. Сушка молока на вальцвой сушилке5 тепловой и материальный баланс. Сушка молока на рас-пылительной суишлке, расчёт процесса с использованием i-d-диаграммы конструкция сушилок и распылительных устройств.

Литература:

1. Кук Г.А. Процессы и аппараты молочной промышленности. -М: Пищевая промышленность, 1973.- 768с.
2. Сурков В.Д., Липатов Н.Н., Золотин Ю.П Технологическое оборудование молочной промышленности. -М: Пищевая промышленность, 1983.- 432с.
3. Липатов Н.Н. Сепарирование в молочной промышленности. -М: Пищевая промышленность, 1971.-400с.
4. Липатов Н.Н., Новиков О.П. Саморазгружающиеся сепараторы -Л.: Машиностроение, 1975.- 247с.
5. Липатов Н.Н., Харитонов В.Д. Сухое молоко. -М: Легкая и пищевая промышленность, 1981.- 263с.
6. Рогов И.А. Горбатов А.В., Свиниов В.Я. Дисперсные системы мясных и молочных продуктов. - М: Агропромиздат. 1990.- 320с.
7. Чекулаева Л.В., Полянский К.К., Голубева Л.В. Технология продуктов консервирования молока и молочного сырья. - Воронеж: ВГУ, 1996.- 248с.
8. Миргородский В.Г. Механизации трудоёмких процессов в сыроделии. -М.: Агропромиздат, 1986.-190с.
9. Чеботарев Е. А. Оборудование для разделения жидких неоднородных систем в молочной промышленности. - Ставрополь, 1991.- 60с.
10. Пап Л. Концентрирование вымораживанием,- М: Легкая и пищевая промышленность, 1982.-92с.
11. Журналы "Молочная промышленность" "Мясная и молочная промыш-ленность", обзорные информации ЦНИИГЭИММП