МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ
АКАДЕМИЯ
УТВЕРЖДАЮ
Декан технологического
факультета
проф.____________
«_____»________________2003 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
(факультативный курс)
«ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ В САХАРНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ»
для специальности 270400 – «Технология сахаристых продуктов»
направление: 655600 производство продуктов питания из растительного сырья
Программа рассмотрена
на заседании кафедры, протокол № ___ от «___»__________ 2003 г.
Заведующий кафедрой __________ проф.
на заседании методической комиссии
по образованию в области технологии
и переработки сырья растительного
происхождения, протокол № ___ от «___»___________ 2003 г.
Председатель комиссии ___________ проф.
на заседании методической комиссии
по общим математическим и
естественнонаучным дисциплинам,
протокол № ___ от «___»___________ 2003 г.
Председатель комиссии _____________ доц.
Воронеж
«СОГЛАСОВАНО»
Заведующий выпускающей кафедры
_______________проф.
1. Цели и задачи дисциплины
Дисциплина «Физическая химия в сахарном производстве» способствует углублению фундаментальных знаний основных физико-химических законов и применению их к реальным процессам сахарного производства. Физическая химия составляет теоретическую базу технологии сахара и сахаристых продуктов с их чрезвычайно сложными физико-химическими процессами, являясь инструментом для анализа и прогнозирования направления и интенсивности химических процессов, выбора оптимальных условий их реализации, разработки новых приемов, способов и технологий данной отрасли пищевого производства. Цель преподавания дисциплины – углубление системы знаний физико-химических основ сахарного производства.
2. Требования к уровню освоения дисциплины
Студент должен знать фундаментальные законы химической термодинамики, химического и фазового равновесий, фазовых превращений, химической кинетики и катализа, основные закономерности поверхностных явлений, электрокинетических и молекулярно-кинетических явлений, устойчивости и нарушения агрегативной и седиментационной устойчивости, чтобы пользоваться ими непосредственно при освоении специальных дисциплин, а также грамотно заниматься студенческой научной работой. Применять данные закономерности к реальным системам сахарного производства.
Студент должен уметь обосновывать технико-химические требования к ведению технологического процесса и контроля полупродуктов и готового продукта.
3. ОБЪЁМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ (В ЧАСАХ)
Виды учебной работы | Всего часов | Семестр V |
Общая трудоемкость дисциплины | 68 | 68 |
Аудиторные занятия | 34 | 34 |
Лекции | 34 | 34 |
Практические занятия (ПЗ) | - | - |
Лабораторные работы (ЛР) | - | - |
Самостоятельная работа (СР) - проработка материалов по учебникам - проработка конспекта лекций - подготовка к лабораторным работам, практическим занятиям - подготовка к коллоквиумам - подготовка к контрольным работам | 34 7,5 17 - 9,5 - | 34 7,5 17 - 9,5 - |
Вид итогового контроля | не предусмотрен | не предусмотрен |
4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Разделы дисциплины и виды занятий
№ | Тема | Лекции | ПЗ | ЛР |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 | Термодинамические свойства вводно-солевых, водно-сахарных и водно-сахарно-солевых растворов. Растворимость труднорастворимых соединений. Уравнение Шредера. | 6 | ||
2 | Ионные равновесия в процессах преддефекации и основной дефекации. Константа диссоциации гидроксида кальция по второй ступени и ее зависимость от температуры. Произведение активностей Са(ОН)2 и расчеты ионного состава его насыщенных растворов. | 8 | ||
3 | Фазовые и ионные равновесия на стадиях I и II сатурации. Растворимость и произведение активностей карбоната кальция в водных растворах электролитов. Совместная растворимость Са(ОН)2 и СаСО3 в водных растворах электролитов. Растворимость гидроксида и карбоната кальция в присутствии сахарозы. Сахараты щелочных и щелочноземельных металлов. | 6 | ||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
4 | Процесс экстракции сахарозы из свеклы. I и II законы Фика. Влияние различных факторов на процесс экстракции сахарозы из свеклы. | 6 | ||
5 | Основы кристаллизации сахарозы из ее пересыщенных растворов. Зародышеобразование и рост кристаллов сахарозы в пересыщенных растворах. Влияние ПАВ и электролитов на растворимость сахарозы и процесса ее кристаллизации из пересыщенных растворов. | 8 |
4.2. Содержание разделов дисциплины
1. Термодинамические свойства растворов сахарного производства
Основы теории растворов. Растворимость труднорастворимых соединений. Уравнение Шредера. Растворимость гидроксида и карбоната кальция в воде. Совместная растворимость Са(ОН)2 и СаСО3 в воде и водных растворах электролитов. Термодинамические свойства системы вода-сахароза-электролит.
2. Ионные равновесия в процессах преддефекации и основной дефекации.
Константа диссоциации гидроксида кальция по второй ступени и ее зависимость от температуры. Произведение активностей Са(ОН)2 и расчеты ионного состава его насыщенных растворов. Ионное произведение воды в водно-сахарных растворах. Равновесия в насыщенных гидроксидом кальция водно-сахарных растворов. Расчет ионообменных равновесий в системе вода-сахароза-гидроксид натрия.
3. Фазовые и ионные равновесия на стадиях I и II сатурации.
Расчет растворимости гидроксида кальция в водно-сахарных растворах и равновесного состава системы вода-сахароза - Са(ОН)2. Расчет константы ионообменного равновесия с системе вода-сахароза - Са(ОН)2. Влияние поверхностно-активных веществ (ПАВ) на растворимость гидроксида кальция. Применение ПАВ в процессе очистки сахарсодержащих растворов.
4. Процесс экстракции сахарозы из свеклы.
I и II законы Фика. Общие сведения о процессе экстракции сахарозы из свеклы. Теории процесса экстракции. Методы расчета процесса экстракции. Влияние различных факторов на процесс экстракции сахарозы из свеклы.
5. Основы кристаллизации сахарозы.
Общие представления о сахарных растворах. Основные характеристики процесса кристаллизации. Способы получения пересыщенных растворов. Образование центров новой фазы по теории Фольмера – Френкеля. Нестационарный режим образования зародышей новой фазы по теории Френкеля – Зельдовича. Влияние ПАВ и электролитов на растворимость сахарозы и процесса ее кристаллизации из пересыщенных растворов.
5. ЛАБОРАТОНЫЙ ПРАКТИКУМ
Лабораторный практикум не предусмотрен
6. ФОРМЫ И СОДЕРЖАНИЕ ТЕКУЩЕГО, ПРОМЕЖУТОЧНОГО И ИТОГОВОГО КОНТРОЛЯ
Текущий контроль осуществляется рейтинговой оценкой студентов, промежуточный контроль в форме коллоквиума.
Итоговый контроль – НЕ ПРЕДУСМОТРЕН.
ВОПРОСЫ К КОЛОКВИУМУ
1. Основы теории сильных и слабых электролитов.
2. Растворимость труднорастворимых веществ. Уравнение Шредера.
3. Диссоциация и растворимость карбоната кальция.
4. Константа диссоциации гидроксида кальция по второй ступени и ее зависимость от температуры.
5. Диссоциация и растворимость гидроксида кальция.
6. Произведение активностей Са(ОН)2 и расчеты ионного состава его насыщенных растворов.
7. Влияние различных электролитов на растворимость гидроксида и карбоната кальция.
8. Совместная растворимость гидроксида и карбоната кальция.
9. Влияние ПАВ на растворимость Са(ОН)2.
10. Влияние сахарозы на растворимость гидроксида кальция.
11. Ионное произведение воды в водно-сахарных растворах.
12. Расчет константы ионообменного равновесия с системе вода-сахароза - Са(ОН)2.
13. Применение ПАВ в процессе очистки сахарсодержащих растворов.
14. I закон Фика.
15. II закон Фика.
16. Теории процесса экстракции.
17. Методы расчета процесса экстракции.
18. Влияние различных факторов на процесс экстракции сахарозы из свеклы.
7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
7.1. основная литература
1. , Семченко химия. Изд. 3-е.- М.: Высшая школа, 1999.
2. , Белик химия.- М.: Химия, 199с.
3. Бобровник -химические основы очистки в сахарном производстве. – Киев: Высш. школа, 1994. – 255 с.
7.2. Дополнительная литература
1. , Лещенко химия. – М.: Химия, 2000.
2. Батлер Дж. Ионные равновесия: Пер. с англ.. – Л.:Химия, 1973. – 448 с.
3. Василев свойства растворов электролитов. – М.: Высшая школа, 1982.
4. Измайлов растворов. – М.: Химия, 1966.
5. Лысянский экстракции сахара из свеклы. Теория и расчет. – М.: Пищевая промышленность, 1973
6. Кристаллизация из растворов. – М.: Химия, 1974.
7. Хамский в химической промышленности. – М.: Химия, 1979.
7.3. Методические материалы не предусмотрены
7.4. Обучающие, контролирующие, расчетные компьютерные программы и другие средства освоения дисциплины не предусмотрены.
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования по специальности подготовки дипломированного специалиста по направлению 655600 производство продуктов питания из растительного сырья.
Программу составил __________________ст. преп.
