Лекция 1

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель: сформировать представление о дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»

План

1 Понятия о процессах и аппаратах

2 Ученные

3 Классификация процессов

 

1 Понятия о процессах и аппаратах

Для грамотной эксплуатации современного оборудования на предприятиях пищевой промышленности и общественного питания необходимо: Глубокое понимание сущности механических, гидромеханических, тепловых и массообменных процессов. Знание теории каждого процесса, его статики и кинетики, а именно: равновесного соотношения рассматриваемой системы в виде балансов и механизма процесса, т.е. развитие его во времени; Знание наиболее распространенных конкуренций пищевых аппаратов; Умение проводить расчеты процессов и аппаратов.

В основе теории процессов и аппаратов, в которых происходят эти процессы, лежит принцип аналогии процессов обмена механическими и гидромеханическими импульсами, теплотой и массой.

Закономерная и последовательная смена состояний в системе, приводящая к возникновению в ней новых свойств, называется процессом (лат. Processus - продвижение).

Устройство,  в котором происходит определенный процесс, называется аппаратом (лат. Apparatus – оборудование).

В настоящее время учение о процессах и аппаратах базируется на достижениях таких наук, как физика, математика, химия, отдельных технических наук и экономических дисциплин.

В практической деятельности полученные знания позволяют специалисту успешно решать стоящие перед ним задачи по реализации прогрессивных технологий и обоснованному выбору наиболее эффективных видов оборудования.

Процессы и аппараты пищевых производств тесно связаны с пищевой технологией.

Под пищевой технологией понимается совокупность приемов и способов переработки сырья, изготовления полуфабрикатов, продукции и др.

Издревле люди изобретали и совершенствовали способы и средства обработки пищевого сырья в целях получения готовой продукции. В Средние века уже были известны такие процессы, как приготовление сыра, сушка овощей, фильтрование воды, виноделие, выпечка и другие, для проведения которых использовались первые аппараты.

               Наука о процессах и аппаратах возникла в начале 19в. С созданием новых способов обработки сырья получила толчок к развитию науки о процессах и аппаратах.

               Существенный вклад в развитие науки о процессах и аппаратах внесли зарубежные ученые В. Уокер, В. К. Льюис, В. Х. Мак – Адамс, издавшие в 1923г. Монографию «Принципы химической техники».

              Наибольшее развитие о процессах и аппаратах получила во второй половине 20в. Новые открытия в науке и технике, в том числе такие, как возможность использования в технологии приготовления пищи инфра – красного (ИК) излучения и сверх- высококачественной (СВЧ) энергии привели к созданию соответствующих аппаратов, без которых трудно представить сегодня работу предприятий общественного питания и пищевой промышленности. Несомненно, что привлечение в пищевую отрасль развивающихся нанотехнологий придаст очередной импульс дальнейшему развитию науки о процессах и аппаратах.

Предназначенная играть на современном этапе ведущую роль в интенсификации развития пищевого и в смежных областях промышленного производства наука о процессах и аппаратах должна во многом способствовать насущной проблеме по обеспечению населения продуктами питания.

Несомненно, что привлечение в пищевую отрасль развивающихся нанотехнологий придаст очередной импульс дальнейшему развитию науки о процессах и аппаратах.

Любая дисциплина формируется и базируется на достижениях определенных наук.

Нельзя изучать алгебру или физику, предварительно не изучив начальную математику. Изучать анатомию, не имея основ биологии.

Точно также наука процессах и аппаратах базируется на достижениях других наук.

- физика, математика, химия, технические науки, экономические дисциплины.

Полученные знания позволяют специалисту успешно решать стоящие перед ним задачи по реализации прогрессивных технологий и обоснованному выбору наиболее эффективных видов оборудования.

 

2 Ученные

 В любой науке, всегда есть люди, внесшие вклад в развитие ее как научной дисциплины, это касается конечно же и науки о процессах и аппаратах.

Денисов- первый в России высказал идею общности ряда процессов и аппаратов

Менделеев – в своей книге «основы фабрично-заводской промышленности», первый дал классификацию процессов, которые используются по сей день.

Архимед-написал первый научный труд в области гидравлики «О плавающих телах» - «Тело погруженное в жидкость, теряет в своем весе столько, каков вес вытесненной жидкости»

Эйлер – составил основную систему уравнений движения идеальной жидкости

Бернулли – открыл основное уравнение гидродинамики «Уравнение Бернулли»

Жуковский – создал теорию гидравлического удара в водопроводных трубах(избыточное давление)

Гидравлический удар- скачок давления, в какой либо системе, заполненной жидкостью, вызванный крайне быстрыми изменениями

Саблуков – создал первый центробежный насос

3 Классификация основных процессов пищевой технологии.

В кур­се «Процессы и аппараты» рассматриваются четыре основные груп­пы типовых процессов, разделение на которые проведено в зави­симости от основных закономерностей, характеризующих их про­текание, и движущей силы:

механические процессы, основой которых является механическое воздействие на твердые материалы. К ним относят измельчение, сор­тирование, прессование и смешивание сыпучих материалов. Движу­щей силой этих процессов являются силы механического давле­ния или центробежная сила;

гидромеханические процессы, основой которых является гид­ростатическое или гидромеханическое воздействие на материа­лы. К ним относят осаждение, фильтрование, центрифугирова­ние, перемешивание и очистку воздуха и газов. Движущей силой этих процессов являются гидростатическое и гидродинамическое давления или центробежная сила;

тепловые процессы, основой которых является изменение теп­лового состояния взаимодействующих сред. К. ним относят нагре­вание, охлаждение, выпаривание, конденсацию и получение ис­кусственного холода. Движущей силой этих процессов является разность температур взаимодействующих сред;

массообменные процессы, в которых наряду с теплопередачей большую роль играет переход вещества из одной фазы в другую за счет диффузии. К ним относят абсорбцию, адсорбцию, сушку, перегонку и ректификацию, экстрагирование и кристаллизацию. Движущей силой этих процессов является разность концентраций переходящего вещества во взаимодействующих фазах.

При изучении процессов пищевой технологии необходимо выделить основные законы (рис. 1.1), на которых базируется тео­рия конкретного процесса.

 

zzz1.png

 

Контрольные вопросы

1.     Каким основным законам подчиняются процессы пищевой техно­логии?

2.    На основе каких законов составляются материальный и тепловой балансы?

3.     Какой показатель определяют из материального баланса?

4.     В чем заключается оптимизация проведения процесса?

5.     Какую роль играет теория подобия в моделировании процессов?

6.     Что называется критерием подобия и что он показывает?

7.    Какими техническими свойствами характеризуются сырье, продук­ты и полуфабрикаты?

8.     Какие требования предъявляются к конструкциям аппаратов?

9.    Каким требованиям должны соответствовать материалы, идущие на изготовление аппаратов?

10.    Какие конструкционные материалы используются в пищевой от­расли?

Пилипенко, "Процессы и аппараты" стр. 5-11