农学硕士联考食品工程原理真题2013年

1、1. 农学硕士联考食品工程原理真题2013年（总分：100.00，做题时间：90分钟）一、（B单选题（/B（总题数：10,分数：20.00）水在一段光滑水平圆管中做稳定层流流动，若管道内径不变，流量加倍，则压降是原来的 A.1.6倍 B.2倍 C.3.2倍 D.4.2倍（分数：2.00）A.B. VC. VV解析：2. 能用泵出口阀门调节流量的泵是。 A.离心泵 B.轴流泵 C.转子泵 D.漩涡泵（分数：2.00）A. VB. VC.V解析：3. 在空气-水蒸气间壁换热过程中，可采用方法来提高传热速率。 A.提高蒸汽速度 B.提高空气流速 C.降低空气流速 D.提高蒸汽压强（分数：2.00）A

2、.B. VC.V解析：4. 灰体的基本特征是。 A.透过率为零 B.反射率为零 C.吸收率不为零 D.吸收率为零（分数：2.00）A. VB.B. VD.解析：5. 当其他条件都保持不变时，提高转鼓真空过滤机的转速，则过滤机 A.生产能力提高 B.生产能力降低 C.滤饼厚度提高 D.滤饼厚度降低（分数：2.00）A. VB.C.V解析：6. 在精熠操作中，若进料条件、采出率不变，仅提高回流比，则 A.xw上升 B.xWTP$ C.塔板数减少 D.热负荷增大（分数：2.00）A.B. VC.V解析：7. 离子交换机理包括步骤 A.2个 B.3个 C.4个 D.5个（分数：2.00）A.B.C.V

3、解析：8. 从牛奶中脱除少量盐分，可采用操作。 A.反渗透 B.纳滤 C.电渗析 D.超滤（分数：2.00）A.B.C. VD.解析：9. 与单效蒸发相比，多效蒸发的特点是。 A.节约能源 B.生产强度大 C.设备投资高 D.有效温差大（分数：2.00）A. VB.B. VD.解析：10. 常压湿空气的干球温度为t,湿球温度为tw,露点温度为td,则有 A.t=tw=td B.t>tw>td C.t<tw<td D.t>tw=td（分数：2.00）A. VB. VC.D.解析：11. 二、（B判断题（/B（总题数：10,分数：20.00）实际流体静止时无黏性，只有

4、流动时才有。（分数：2.00）A. 正确错误V解析：12. 在其他条件不变时，提高泵的转速，流量将增大。（分数：2.00）A. 正确V错误解析：13. 一般而言，固体表面的辐射能力越强，其吸收投射辐射能的能力就越大。（分数：2.00）A. 正确V错误解析：14. 降尘室的生产能力与沉降面积和沉降高度有关。（分数：2.00）A. 正确错误V解析：15. 正常逆流操作的吸收塔中，溶质浓度的分布是自下而上不断增大。（分数：2.00）A. 正确错误V解析：16. 对工业吸附剂的要求之一是具有大的比表面积。（分数：2.00）A. 正确V错误解析：17. 浸出平衡是指溶液主体浓度达到了饱和浓度（溶解度）。

5、（分数：2.00）A. 正确错误V解析：18. 反渗透和电渗析的浓差极化一样，都是膜表面溶质浓度高于溶液主体浓度。（分数：2.00）A. 正确错误V解析：19. 湿空气被加热后，干球温度、湿球温度都增大，但露点不变。（分数：2.00）A. 正确V错误解析：20. 在干燥过程中，湿物料中的自由水分是可以除去的水分。（分数：2.00）A.正确VB.错误解析：21. 三、（B简答题（/B（总题数：2,分数：10.00）为什么在精熠过程中必须有塔顶回流液和塔底上升蒸汽？并在t-x-y图上示意之。（分数：5.00）正确答案：（只有对混合物进行部分汽化（或部分冷凝），才能产生分离作用。以下图（a）为例（塔

6、中任一块塔板N）,来自于上面第N-1块塔板的溢流液与来自于下面第N+1块塔板的上升蒸汽在第N块塔板上发生了接触混合，由于上面下来的溢流液的温度低于下面上升蒸汽的温度，故对溢流液而言，它被加热发生部分汽化，而对上升蒸汽而言，它被冷却发生部分冷凝，从而离开第N块塔板的蒸汽浓度增大，离开第N块塔板的溢流液浓度减小，结果是发生部分分离。显然，塔顶回流液和塔底上升蒸汽缺一不可。在t-x-y图上的分离过程示意如（b）o*）解析：22. 举出三个解释反渗透膜传递机理的模型（机理），选择其中任一个模型说明其要点。（分数：5.00）正确答案：（1）氢键模型；（2）优先吸附一毛细孔流动机理；（3）溶解一扩散模型（

7、1）氢键模型。氢键模型认为，膜的表层很致密，其上有大量的活化点，键合一定数目的结合水，这种水已失去了溶剂化的能力，溶质不能溶解于其中。进料液中的水分子在压力下可与膜上的活化点形成氢键缔合，使该活化点上其他结合水被解缔下来，被解缔下的结合水又与下面的活化点发生缔合，使该点原有的结合水被解缔下来，这样水分子逐渐从膜面进入膜内，最后透过膜。而溶质是通过高分子链间空穴，以空穴型扩散透过膜的。（2）优先吸附-毛细孔流动机理。此理论由Sourirajan提出，他认为反渗透是受膜的表面现象所控制，与溶液接触的膜表面具有适宜的化学性质和适宜尺寸的膜孔径。前者是指膜可以优先吸附或优先排斥溶液中的某组分。由于反渗

8、透膜表面具有亲水基团，因此在膜表面可以优先吸附一层水分子，约有2个水分子厚度，溶质被排斥。这层水在外压的作用下进入膜表面的毛细孔，并通过毛细孔透过膜。根据这一机理，定义膜孔径等于纯水层厚度t的2倍时（510）x10-10m为膜的临界孔径。当膜孔径在临界孔径的范围内时，孔隙中充满纯水，溶质无法通过；如孔隙大于临界孔径，就会有部分孔隙让溶质通过。（3）溶解-扩散模型。该模型（Lonsdale和Riley等提出）认为反渗透膜具有完全致密的界面，水和溶质透过膜不是空隙作用，而是水和溶质与膜相互作用并溶解在膜中，然后在化学位梯度的推动下在膜中扩散并透过膜。溶剂与溶质透过膜的过程可分为三步： 溶剂（质）在

9、高压侧吸附和溶解于膜中；在化学位差的推动下溶剂（质）以分子扩散透过膜；溶剂（质）在膜的透过液侧表面解吸。）解析：四、B计算题/B（总题数：2,分数：50.00）利用切割分子量MWCO=100000超滤膜分离发酵液中的蛋白质，采用全回流（见本题附图）的操作方式。初始目标蛋白质（M=155000）的质量浓度为1g/L，杂蛋白（Mr=23000）的质量浓度为3g/L,发酵液体积1000L,透过液流量为0.5L/S。超滤膜对目标蛋白质的截留率为0.99,对杂蛋白的截留率为0.5,设料液槽内浓度均匀一致，循环管路内液体流量可忽略不计。II（分数:10.00）（1）.若采用浓缩操作，求目标蛋白质的浓度达到

10、5g/L所需时间；（分数：5.00）正确答案：(求浓度达到5g/L时的时间。设在超滤的任意时刻t,发酵液体积为V,目标蛋白质的浓度为G,透过液中目标蛋白质的浓度为G。在dt时间间隔内对发酵液体积和目标蛋白质做衡算：-Vcdt=dV(1)-VcCpdt=d(VCb)(2)积分式可得：V=V-Vct(3)将式(3)及G=(1-R)Cb代入式，整理并积分可得：*代入已知数据：*解得：t=1606(s)=0.446(h)。)解析：.若采用洗滤操作去除杂蛋白，料液槽中添加缓冲液使料液体积保持恒定，求目标蛋白质的纯度(总蛋白中目标蛋白质的质量分数)提高到95啊需时间，并计算此时目标蛋白质的收率。(分数：5

11、.00)正确答案：(求目标蛋白质纯度达95%勺时间及回收率。在dt时间间隔内目标蛋白质和杂蛋白做衡算：-VcCb(1-R)dt=V0dG(4)-VcC'b(1-R')dt=V0dC'b(5)因为*所以Cb2=19C'b2积分(4)、(5)两式可得：*代入已知数据：*解得：C'b2=0.04846(g/L)所以*目标蛋白质的回收率：*)解析：拟用转鼓真空过滤机过滤某悬浮液，悬浮液处理量为20nVh。已测得K=8X10-4n2/s,qe=0.01m3/m3,每获得1希滤液可生成0.04m3的滤饼。转鼓的浸没度为0.35,要求转鼓表面的滤饼厚度不低于5mm求：

12、(分数：40.00).转鼓真空过滤机的转速(r/min);(分数：10.00)正确答案：(求转鼓真空过滤机的转速。以滤液体积计的过滤机生产能力为：*单位过滤面积的滤液量:*恒压过滤方程：*)解析：.转鼓真空过滤机的转鼓面积。(分数：10.00)正确答案：(求转鼓真空过滤机的过滤面积。生产能力：Q=nV=nAq所以*转鼓真空过滤机的转速为0.927r/min，过滤面积为2.77m2。)解析：.在逆流连续浸出设备中，将含油20%(质量)的油籽进行浸出，实际共有8个浸出器，浸出的级效率为75%已知原料量与新鲜溶剂之比为1:0.56;在底流中每1kg不溶固体持液0.5kg。求：(1)溢出液的量与原料量

13、之比；(2)溢出液的浓度；(3)油的回收率。(分数：10.00)正确答案：(以F=100(kg/h)为基准。A=10(X0.2=20(kg/h)B=100X0.8=80(kg/h)L=80X0.5=40(kg/h)S=V=100<0.56=56(kg/h)全系统的物料衡算：100+56=E+40+80所以E=36(kg/h)E/F=36/100=0.36级数计算式：*(1)其中：*代入式(1)中*解得：R=0.0637油的回收率(1-R)=1-0.0637=93.6%*溢出液的量与原料量之比为0.36;溢出液的浓度为52%油的回收率为93.6%。)解析：.在单效蒸发器内将850kg/h的

14、某种水溶液从15%续浓缩到30%原料液在沸点下加入蒸发器，蒸发器的传热面积为10亩，总传热系数为894W/(m正确答案：(绝对压强为20kPa时，二次蒸汽的温度为60.1C，汽化潜热为2354.9kJ/kg水分蒸发量。*加热蒸汽消耗量。加热蒸汽表压强。由于沸点进料，且忽略热损失，则传递的热量为：Q=Wr'=0.118X2354.9X103=2.78X105(W)传热温差为：*溶液的沸点为：t1=T'i+A=60.1+18=78.1(C)-C)o在操作条件下溶液的各种温度差损失为18C,蒸发室的真空度为80kPa。假设蒸发器的热损失、溶液的稀释热效应可以忽略。当地大气压为100kPa。饱和蒸汽压/kPa206080100120140160饱和温度/C60.185.693.299.6104.5109.2113汽化潜热/(kJ/kg)2354.92293.92275.32259.52246.82234.42224.2试求：(1)水分蒸发量；(2)加热蒸汽消耗量；(3)加热