x1005.00 Реология

В курсе изложены теоретические и экспериментальные аспекты реологии и физико-механических свойств пищевых материалов, основы инженерной реологии и ее применения в расчётах оборудования для производства пищевых продуктов. Курс содержит видеолекции, сопровождаемые опросами по текущему материалу, электронное пособие, презентации, виртуальные лабораторные практикумы и упражнения. Материал курса рассчитан на двенадцать недель обучения.

О курсе

В курсе изложены основы инженерной реологии и ее применения в расчетах оборудования пищевых продуктов. В курсе приведены выводы расчетных зависимостей, что облегчает понимание физической и математической сущности рассматриваемых вопросов.

Значительный объем экспериментальных данных различных продуктов в широком интервале изменений градиента скорости и касательного напряжения при различных фазовых состояниях продукта позволяет получить представление о существенном изменении реологических характеристик исследуемых продуктов.

Целью курса авторы видят подготовку студента к инженерным расчетам оборудования, выбору рациональных режимов его работы, разработке предложений по повышению эффективности процессов производства продукции. Авторы надеются, что курс поможет молодому специалисту быть подготовленным к использованию современных информационных технологий, оборудования, отечественного и зарубежного опыта для определения задач и проведения исследований в области производства продуктов питания.

Формат

В состав курса входят видеолекции, опросы по материалам видеолекций, презентации, упражнения и виртуальные лаборатории. Длительность курса составляет 12 недель. Трудоемкость курса – 3 зачетных единицы. Средняя недельная нагрузка на обучающегося – 10 часов.

Информационные ресурсы

1. Арет В.А., Николаев Б.Л., Николаев Л.К. Физико – механические свойства сырья и готовой продукции: учебное пособие. СПб.: ГИОРД, 2009. 448 с.
2. Блехман И.И., Вибрационная механика. М.: Физматлит, 1994. 400 с.
3. Вентцель Е.С. Теория вероятностей: учебник для студ. вузов. 9-е изд., М.: Издательский центр «Академия», 2003. 576 с.
4. Горбатов А.В. Реология мясных и молочных продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1979. 384 с.
5. Дерягин Б.В., Кротова Н.А., Смигла В.П. Адгезия твердых тел. М.: Наука, 1973. 279 с.
6. Зимон А Д , Андрианов Е И., Аутогезия сыпучих материалов, М., 1978.
7. Косой В.Д., Малышев А.Д., Виноградов Я.И. Инженерная реология биотехнологических сред. М.: ГИОРД, 2005. 647 с.
8. Кузнецов В.Д. Поверхностная энергия твердых тел. М.: Гостехиздат, 1954. 258 с.
9. Работнов Ю.Н. Механика деформируемого тела. М.: Наука, 1988. 712 с.
10. Ребиндер П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах. Коллоидная химия. Избранные труды. М: Наука, 1978. 368 с.
11. Ревнивцев В.И., Гапонов Г.В., Зарогатский Л.П. Селективное разрушение минералов. М.: Недра, 1988. 286 с.
12. Урьев Н Б., Высококонцентрированные дисперсные системы. М., 1980.
13. Урьев Н Б., Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов, М., 1988.
14. Griffits A.A. The phenomena of Rupture und Plou in Solids // Philos. Trans. Roy. Soc. London. Ser A.1921.V. 221.P. 163 – 198.

Требования

Знание математики и физики в объеме программы ВУЗа, курсы теоретической механики, сопротивления материалов, гидравлики, процессов и аппаратов пищевых производств. Для прохождения курса дополнительного программного обеспечения не требуется.

Программа курса

В курсе рассматриваются следующие темы:

1. Введение в реологию.
2. Вязкоупругость.
3. Ламинарное течение ньютоновской жидкости в горизонтальных каналах.
4. Течение степенной жидкости и среды Шведова-Бингама в рабочих каналах машин.
5. Сопротивление движению лопасти смесителя.
6. Приборы и методы реометрии.
7. Теория капиллярных и ротационных вискозиметров.
8. Элементы теории различных реометров.
9. Некоторые результаты реометрии пищевых сред.
10. Экспериментальные исследования реологических характеристик жиросодержащих пищевых продуктов - часть 1.
11. Экспериментальные исследования реологических характеристик жиросодержащих пищевых продуктов - часть 2.

Каждая тема предполагает изучение в течение одной недели. На 2-й, 3-й, 4-й, 6-й , 8-й и 10-й неделях запланированы виртуальные практикумы. На 5-й и 9-й неделях запланированы упражнения по пройденному материалу. На 12-й неделе предполагается итоговое упражнение.

В курсе имеется два типа дедлайна (предельного срока выполнения оценивающих мероприятий):
– мягкий дедлайн, при котором необходимо выполнить все оценивающие мероприятия текущей недели до ее завершения;
– жесткий дедлайн, при котором на выполнение оценивающих мероприятий после мягкого дедлайна дополнительно выделяется еще две недели, по окончании которых доступ к соответствующим мероприятиям закрывается.

Результаты обучения

• готовность использовать теоретические и экспериментальные аспекты реологии и физико-механических свойств пищевых материалов в расчётах оборудования для производства пищевых продуктов (РО-1);
• способность использовать основы инженерной реологии и ее применения для обеспечения пищевого производства (РО-2);
• способность разрабатывать предложения по повышению эффективности процессов производства продукции (РО-3);
• быть подготовленным к использованию современных информационных технологий, оборудования, отечественного и зарубежного опыта для определения задач и проведения исследований в области производства продуктяов питани из растительного сырья (РО-4).

Формируемые компетенции

• 15.03.02 Технологические машины и оборудование
  1. Способен к приобретению с большой степенью самостоятельности новых знаний с использованием современных образовательных и информационных технологий (ОК-7)
  2. Понимает сущность и значение информации в развитии современного общества, способен получать и обрабатывать информацию из различных источников, готов интерпретировать, структурировать и оформлять информацию в доступном для других виде (ОК-15)
  3. Способен обеспечивать технологичность изделий и процессов их изготовления, умеет контролировать соблюдение технологической дисциплины при изготовлении изделий (ПК-1)
  4. Умеет применять методы стандартных испытаний по определению физико-механических свойств и технологических показателей используемых материалов и готовых изделий (ПК-7)
• 15.03.04 Автоматизация технологических процессов и производств
  1. Способность к самоорганизации и самообразованию (ОК-5)
  2. Способность решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности (ОПК-2)
  3. Способность использовать современные информационные технологии, технику, прикладные программные средства при решении задач профессиональной деятельности (ОПК-3)
  4. Способность собирать и анализировать исходные информационные данные для проектирования технологических процессов изготовления продукции, средств и систем автоматизации, контроля, технологического оснащения, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством; участвовать в работах по расчету и проектированию процессов изготовления продукции и указанных средств и систем с использованием современных информационных технологий, методов и средств проектирования (ПК-1)
  5. Способность выбирать основные и вспомогательные материалы для изготовления изделий, способы реализации основных технологических процессов, аналитические и численные методы при разработке их математических моделей, методы стандартных испытаний по определению физико-механических свойств и технологических показателей материалов и готовых изделий, стандартные методы их проектирования, прогрессивные методы эксплуатации изделий (ПК-2)
  6. Способность участвовать в постановке целей проекта (программы), его задач при заданных критериях, целевых функциях, ограничениях, разработке структуры его взаимосвязей, определении приоритетов решения задач с учетом правовых и нравственных аспектов профессиональной деятельности, в разработке проектов изделий с учетом технологических, конструкторских, эксплуатационных, эстетических, экономических и управленческих параметров, в разработке проектов модернизации действующих производств, создании новых, в разработке средств и систем автоматизации, контроля, диагностики, испытаний, управления процессами, жизненным циклом продукции и ее качеством в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации расчетов и проектирования (ПК-4)
  7. Способность проводить эксперименты по заданным методикам с обработкой и анализом их результатов, составлять описания выполненных исследований и подготавливать данные для разработки научных обзоров и публикаций (ПК-20)
• 19.03.01 Биотехнологии
  1. Владеть культурой мышления, быть способным к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1)
  2. Работать с информацией в глобальных компьютерных сетях (ОК-12)
  3. Быть способным и готовым использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1)
  4. Уметь работать с научно-технической информацией, уметь использовать отечественный и зарубежный опыт в профессиональной деятельности, систематизировать и обобщать информацию по использованию ресурсов производства (ПК-6)
  5. Использовать современные информационные технологии в своей профессиональной области, в том числе базы данных и пакеты прикладных программ (ПК-9)
  6. Осуществлять технологический процесс в соответствии с регламентом и использовать технические средства для измерения основных параметров биотехнологических процессов, свойств сырья и продукции (ПК-15)
  7. Применять полученные знания, умения и навыки для реализации и управления биотехнологическими процессами (ПК-16)
• 19.03.03 Продукты питания животного происхождения
  1. Способность к самоорганизации и самообразованию (ОК-7)
  2. Способность решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности (ОПК-1)
  3. Способность применять метрологические принципы инструментальных измерений, характерных для конкретной предметной области (ПК-4)
  4. Способность организовывать входной контроль качества сырья и вспомогательных материалов, производственный контроль полуфабрикатов, параметров технологических процессов и контроль качества готовой продукции (ПК-5)
  5. Способность обрабатывать текущую производственную информацию, анализировать полученные данные и использовать их в управлении качеством продукции (ПК-6)
  6. Способность обосновывать нормы расхода сырья и вспомогательных материалов при производстве продукции (ПК-7)
  7. Способность проводить эксперименты по заданной методике и анализировать результаты (ПК-26)
  8. Способность измерять, наблюдать и составлять описания проводимых исследований, обобщать данные для составления обзоров, отчетов и научных публикаций, участвовать во внедрении результатов исследований и разработок (ПК-27)
• 19.03.04 Технология продукции и организация общественного питания
  1. Способен получать и обрабатывать информацию из различных источников, готов интерпретировать, структурировать и оформлять ее в доступном для других виде (ОК-7)
  2. Владеет культурой мышления, способен к обобщению, анализу, систематизации, постановке целей и выбору путей их достижения, умеет логически верно аргументировано и ясно строить свою речь (ОК-10)
  3. Использует основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования. Умеет использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ПК-3)
  4. Умеет использовать технические средства для измерения основных параметров технологических процессов, свойств сырья, полуфабрикатов и качество готовой продукции, организовать и осуществлять технологический процесс производства продукции питания (ПК-7)