- •Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Національний університет харчових технологій затверджую
- •Процеси і апарати біотехнологІчних виробництв методичні рекомендації
- •Київ нухт 2012
- •1. Загальні відомості
- •Розподіл годин за видами занять
- •2. Цілі навчальної дисципліни
- •3. Зміст навчальної дисципліни та види діяльності студентів
- •3.1. Лекційні заняття
- •Лабораторні заняття
- •3.3 Практичні заняття
- •3.4. Індивідуальні завдання
- •Зміст модулів навчальної дисципліни, їх оцінювання в балах, форми і терміни поточного і модульного контролю
- •3 Семестр 2 чверть; 4 семестр 3 і 4 чверть
- •Підсумковий контроль знань, умінь і навичок студентів
- •6. Критерії оцінювання знань, умінь і навичок студентів на іспиті
- •7. Питання для підготовки до іспиту
- •7.1. Загальні питання
- •7.2. Основи гідравліки
- •7.3. Гідромеханічні процеси
- •7.4. Теплові процеси
- •7.5. Масообміні процеси
- •7.6. Біоінженерні процеси
- •8. Виконання індивідуальних завдань.
- •8.1. Завдання на виконання курсової роботи
- •8.1.1. Варіанти індивідуальних завдань на виконання курсової роботи
- •8.1.2. Варіанти номерів теоретичних запитань для відповідей до виконання курсової роботи
- •8.1.3. Запитання до виконання курсової роботи
- •8.2. Приклад розрахунку ферментера для безперервного гомогенного культивування аеробної культури мікроорганізмів глибинним способом
- •8.2.1. Загальні відомості
- •8.2.2. Методика розрахунку мішалок з механічними перемішуючими пристроями
- •8.2.2.1. Конструкції перемішуючих пристроїв
- •8.2.3. Вибір типу перемішувального пристрою
- •8.2.4. Розрахунок потужності при перемішуванні
- •8.2.5. Визначення якості перемішування
- •8.2.5. Суспендування і гомогенізація
- •8.2.7. Інтенсифікація теплообмінну
- •8.2.8. Інтенсифікація масовіддачі
- •8.2.9. Приклад розрахунку Порядок розрахунку апарата з перемішувальним пристроєм
- •8.3. Завдання до практичних занять у 3-й чверті (денна форма навчання) та завдання на виконання контрольної роботи у V семестрі (заочна форма навчання)
- •1. Основи гідравліки
- •Визначаємо надлишковий тиск на вільну поверхню рідини, Па:
- •Визначення тиску на дно резервуару
- •Визначення тиску на дно резервуара, h:
- •Визначення сили тиску на кришку люка.
- •Визначення тиску на дно резервуара, Па
- •Запишемо рівняння рівноваги:
- •Рівень води в барометричній трубі, м
- •Абсолютний тиск в конденсаторі, Па
- •Визначити втрати напору в трубопроводі, м:
- •Задача 5. Визначити режим руху рідини в трубках і міжтрубному просторі кожухотрубного теплообмінника для нагрівання цукрового розчину водою і накреслити схему теплообмінника.
- •Визначення критерію Рейнольдса при русі цукрового розчину:
- •Визначення режиму руху води в міжтрубному просторі.
- •Рівняння Бернуллі для перерізів I-I (рівень води в криниці) і II-II (центр насоса).
- •Розрахунок гідравлічної характеристики н-q трубопроводу.
- •Визначення робочої точки.
- •Визначення потужності на валу насоса, кВт, під час його роботи на трубопровід:
- •Характеристика насоса
- •2. Гідромеханічні процеси
- •Визначення швидкості осідання частинок.
- •Визначення маси освітленої рідини.
- •Визначення площі поверхні відстійника, м2
- •Визначення діаметра відстійника.
- •Визначення об’єму фільтрату Vф, м3/с
- •Визначення питомої продуктивності фільтра за цикл V, м3/м2
- •Визначення тривалості циклу фільтрування ф, с
- •Визначення необхідної площі поверхні барабанного вакуум-фільтра f, м2
- •Визначення частоти обертання барабана п, об/хв
- •Визначення ступеня занурення барабана в суспензію
- •1. Визначення потужності n, кВт на валу повітродувки при пневматичному перемішуванні визначають з рівняння:
- •2. Визначення кількості повітря, що подається в апарат, м3/с
- •1. Визначення відцентрової сили, яку створює шар суспензії с, кН:
- •2. Визначення фактору розділення Kр
- •5. Визначення опору осаду r, м-1
- •3. Теплові процеси Задача №1
- •Визначаємо загальні витрати охолодної води
- •2. Визначаємо питомі витрати охолодної води:
- •Задача №2
- •1. Визначення діаметра конденсатора.
- •2. Визначення кількості полиць і висоти конденсатора.
- •3. Визначення розмірів барометричної труби.
- •4. Визначення діаметрів патрубків.
- •Задача № 3
- •Теплофізичні властивості рідини, що нагрівається.
- •Розрахунок коефіцієнта тепловіддачі.
- •Задача №4
- •Визначення температурних умов нагріву.
- •Теплове навантаження і кількість нагрітої води.
- •Додатки
- •Теплофізичні властивості води на лінії насичення
- •Теплофізичні характеристики цукрових розчинів
- •9. Література Основна
- •Додаткова
- •Процеси і апарати біотехнологІчних виробництв методичні рекомендації
7.3. Гідромеханічні процеси
Подрібнення. Загальні відомості.
Способи подрібнення. Витрати енергії.
Класифікація подрібнювачів і принцип роботи подрібнювальних машин.
Класифікація неоднорідних систем і методів їх розділення.
Процес осідання, визначення і особливості. Загальне рівняння швидкості осідання.
Рівняння швидкості осідання для ламінарного режиму, приклади його розрахунку.
Методи визначення швидкості осідання: Архімеда, Лященка, Стокса. Їх порівняльна характеристика.
Закономірності осідання у відцентровому полі. Фактор розділення.
Періодичні та безперервні відстійники, їх розрахунок.
Конструкції відстійників. Принцип роботи відстійних центрифуг.
Процес фільтрування, визначення і особливості. Класифікація методів фільтрування.
Рівняння швидкості фільтрування проф. Г.М.Знаменського для стисливих осадів.
Класифікація і конструкції фільтрів. Розрахунок продуктивності.
Класифікація газових неоднорідних систем і методів їх розділення.
Відцентрове фільтрування. Принцип роботи. Розрахунок відцентрового тиску і продуктивності фільтрувальних центрифуг.
Фільтрування газів. Механічне, мокре і електричне очищення газів.
Процес перемішування, визначення і класифікація. Мета процесу перемішування.
Механічне перемішування. Типи перемішувальних пристроїв та їх недоліки.
Розрахунок витрат енергії під час механічного перемішування.
Поточне і пневматичне перемішування.
Параметри якості перемішування. Оцінка ефективності перемішування.
7.4. Теплові процеси
Способи передачі тепла, їх особливості й закономірності.
Конвективний теплообмін.
Визначення коефіцієнтів тепловіддачі, теплопровідності і теплопередачі, їх фізичний зміст.
Рівняння теплопередачі. Розрахунок середньої різниці температур.
Тепловий розрахунок теплообмінників.
Гідравлічний розрахунок теплообмінників.
Класифікація пристроїв для теплообміну.
Одноходові кожухотрубні теплообмінники. Особливості конструкції і розрахунку.
Конструкція і особливості розрахунку багатоходового кожухотрубного теплообмінника.
Пластинчасті теплообмінники, їх переваги, недоліки. Особливості конструкції та розрахунок.
Конструкції і особливості розрахунку оболонкових теплообмінників.
Теплообмінник типу „Труба в трубі". Особливості конструкції і розрахунку.
Процес випарювання. Зміна властивостей розчину під час згущення.
Матеріальний та тепловий баланси однокорпусної випарної установки.
Корисна і загальна різниці температур під час випарювання.
Процес конденсації. Типи конденсаційних пристроїв.
Особливості розрахунку барометричного конденсатора.
7.5. Масообміні процеси
Масообміні процеси. Поняття про молекулярну і конвективну дифузії.
Класифікація і визначення основних масообмінних процесів. Методи інтенсифікації.
Масовіддача і масопередача. Теорії масоперенесення.
Діаграма стану вологого повітря Л.К.Рамзіна.
Визначення основних параметрів вологого повітря.
Властивості вологих матеріалів. Види зв'язку вологи з матеріалом. Рівноважна і критична вологість.
Розрахунок статики процесу сушіння за допомогою діаграми вологого повітря.
Кінетика сушіння матеріалів. Вологопровідність і термовологопровідність.
Криві сушіння та швидкості сушіння. Використання їх у розрахунках сушильних установок.
Сушіння з проміжним підігрівом повітря.
Сушіння з поверненням частини відпрацьованого повітря.
Конструкції сушильних установок.
Розпилювальна сушарка. Особливості конструкції.
Барабанні, камерні, стрічкові сушарки. Особливості конструкції.
Сушіння в "киплячому шарі". Сушіння інфрачервоним випромінювання.
Основні положення теорії перегонки.
Проста перегонка. Матеріальний баланс простої перегонки.
Класифікація процесів перегонки. Крива рівноваги та робоча лінія.
Дефлегмація. Флегмове число.
Ректифікаційні апарати, їх конструкції та розрахунок.
Розрахунок кількості теоретичних тарілок. Поняття висоти еквівалентної теоретичній тарілці. ККД тарілки.
Кристалізація та розчинення. Загальні відомості.
Технічні пристрої для кристалізації з розчинів.
Екстрагування. Загальні відомості.
Розрахунок процесу екстрагування.
Апаратура для проведення екстрагування та методи інтенсифікації процесу.