食品工程原理复习总结重点考点

采用常压干燥器干燥湿物料。每小时处理湿物料1000kg，干燥操作使物料的湿基含量由40%减至5%，干燥介质是湿空气，初温为20℃，湿度为0.009kg水/kg绝干空气，经预热器加热至120℃后进入干燥器中，离开干燥器时废气温度为40℃，若在干燥器中空气状态沿等焓线变化。试求：(1)水分蒸发量（kg/s）；(2)绝干空气消耗量（kg绝干气/s）；(3)干燥产品量（kg/s）？解：(1)Ｗ＝Gc(X1－X2)X1＝0.4/(1－0.4)＝0.667X2＝0.05/(1－0.05)＝0.0526Gc＝1000(1－0.4)＝600kg绝干料/h∴Ｗ＝600(0.667－0.0526)＝368.64kg/h＝0.1024kg/s(2)L＝Ｗ(H2－H1)H1＝H0＝0.009kg水/kg绝干气t1＝120℃，t2＝20℃H2未知，可通过I1＝I2求算I1＝(1.01+1.88H1)t1+2490H1＝1.01t1+(1.88t1+2490)H1I2＝(1.01+1.88H2)t2+2490H2＝1.01t2+(1.88t2+2490)H2∴H2＝(1.01×120+(1.88×120+2490)×0.009-1.01×40)/(1.88×40+2490)＝0.041kg水/kg绝干气∴L＝0.1024/(0.041-0.009)＝3.1974kg绝干气/s(3)G2＝Gc(1＋X2)＝600/3600×(1＋0.0526)＝0.175kg/s椰子油流过一内径为20mm的水平管道，其上装有一收缩管，将管径逐渐收缩至12mm，如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa，试求椰子油的流量。椰子油密度为940kg/m3某冷库外壁内、外层砖壁厚均为12cm，中间夹层厚10cm，填以绝缘材料。砖墙的热导率为0.70w/m·k，绝缘材料的热导率为0.04w/m·k，墙外表面温度为10℃，内表面为-5℃，试计算进入冷库的热流密度及绝缘材料与砖墙的两接触面上的温度。解：已知t1=10℃，t4=-5℃，b1=b3=0.12m，b2=0.10m，λ1=λ3=0.70w/m·k，λ2=0.04w/m·k。按热流密度公式计算q：按温度差分配计算t2、t3℃℃℃℃【2-4】有一蒸汽管外径为25mm，管外包有两层保温材料，每层厚均为25mm。外层与内层保温材料的热导率之比为5，此时的热损失为Q。今将内、外两层材料互换位置，且设管外壁与外层保温层外表面的温度均不变，则热损失为Q′，求Q′Q，说明何种材料放在里层为好。【2-19】在逆流换热器中，用初温为20℃的水将1.25kg/s的液体［比热容为1.9kJ/(kg·K)、密度为850kg/m3］由80℃冷却到30℃。换热器的列管直径为Φ25mm×2.5mm,水走管内。水侧和液体侧的对流传热系数分别为850W/（m2·K）和1700W/（m2·K）,污垢热阻可忽略。若水的出口温度不能高于50℃，求水的流量和换热器的传热面积。【2-25】在套管换热器中采用并流的方式用水冷却油。水的进、出口温度分别为15℃和40℃，油的进、出口温度分别为150℃和100℃。现因生产任务要求油的出口温度降至80℃，假设油和水的流量、进口温度及物性均不变，且仍为并流，换热器除管长外，其他尺寸不变，若原换热器的管长为1m，求现在需要的管长。设换热器的热损失可忽略。【1-8】用离心泵将密度为1200kg/m3的水溶液由敞开贮槽A送至高位槽B。已知离心泵吸入管路上各种流动阻力之和ΣLf，s=10J/kg、压出管路的ΣLf,D=30J/kg。两槽液面维持恒定，其间垂直距离为20m。每小时溶液的输送量为30m3。若离心泵效率为0.65，求泵的轴功率。用套管换热器将果汁由80℃冷却到20℃，果汁比热容为3187J/（kg·K），流量为150kg/h。冷却水与果汁呈逆流进入换热器，进口和出口温度分别为6℃和16℃。若传热系数为350W/（m2·K），计算换热面积和冷却水流量。均质机高压离心喷射式均质机（剪切作用学说、撞击作用学说、空穴作用学说）压缩式制冷的主要设备压缩机冷凝器膨胀阀蒸发器（蒸汽压缩式制冷循环）质量传递的方式分子扩散对流扩散粗碎2-6中细碎5--50超细碎50以上进口绝对压力：Pab=Pa-Pvm（真空度）出口Pab（绝对）=Pa（大气压）+Pe（表压）mmHg=133粉碎能耗：变形能、表面能错位能耗、摩擦能耗混合机理：对流、扩散、剪力混合机理乳化的稳定程度：液滴的大小、两相密度差、连续相的粘度过滤操作程序：过滤、滤饼洗涤、滤饼脱湿、滤饼卸除（深床过滤、滤饼过滤“架桥”）过滤推动力：重力过滤加压过滤真空过滤离心过滤板框压滤机：离心机：离心沉降、离心过滤、离心分离傅里叶定律：热流密度温度梯度影响对流传热因数：流体流动状况流体性质流体状态传热壁面形状微波加热优点：加热速度快、节省能量、利于解冻、消毒作用粉碎力：挤压力、冲击力、剪力（摩擦力）典型混合式冷凝器：喷射式、填料式、孔板式表示湿空气湿度的参量：绝对湿度、相对湿度、湿含量质量传递：分子扩散对流扩散露点：保持湿空气的压力和湿含量不变而使其冷却，达饱和状态时的温度真空泵：往复式、水环式、蒸汽喷射式真空泵制冷因素：制冷量Q2与所消耗外功W之比萃取：使溶剂与物料充分接触，将物料中的组分溶出，并与物料分离的过程萃取过程：利用组份在两液相间不同的分配关系，通过相间传质达到分离、提纯物质、富集液-液萃取：由于溶质在两液相溶解度不同产生液-液相间传质而实现组分的分离萃取过程特征：分配比、分离因素、萃取率扬程He-qv效率n--qv轴功率Pa--qv超临界流体萃取：利用其优异传递、溶解特性、对物质进行提取分离的技术（流体处于其临界温度T和临街压力P之上的状态，是一种非气非液的状态，处于这种状态的流体）利用它：1.优异萃取剂、2选择性萃取、萃取后混合物的分离分离原理：1.利用SCF溶剂与组分的作用力和蒸馏特性，即组分挥发性不同而进行分离，当温度和压力变化时，SCF的溶解能力会发生很大的变化。这样就可以选择使融指具有高溶解度的温度和压力条件进行萃取，然后改变温度和压力，使溶质溶解度大幅度降低而从流体溶剂中分离出来（利用固体或液体物料中的特定成分能选择性的溶解于SCF）吸收操作的主要目的：1、从气体中分离出有价值的组分2、除去气体中无用、或者是有害的组分3、使气体溶于液体中，制成溶液产品吸收分离操作的过程：1液体与吸附剂接触并吸附2将吸附剂与吸附余液分开3.解吸使吸附剂再生离子交换循环：交换、反洗、再生、正洗特征：等电量可逆选择性蒸馏方法：间歇蒸馏、连续蒸馏真空蒸馏：减压、真空、高真空、短程、分子食品工业对液态物料采用浓缩的方法有哪些？蒸发、超滤、反渗透、电渗析从微观机理分析，浸取过程可分为哪几个步骤？（1）溶剂由体相传递到固体表面；（2）溶剂由固体表面传递到固体中的孔隙内；（3）固体中的溶质溶解到溶剂中；（4）溶质穿过固体中溶剂扩散到固体表面；（5）溶质由固体表面扩散到溶剂体相中。蒸馏方法按操作方式：间歇~、连续~按操作压力：常压~、减压（真空）~、加压~按汽液接触次数：单级~、多级~按原料所含组分：双组分~、多组分~压降Δpf气体流经旋风分离器的压降是由气体流经器内时的膨胀、压缩、旋转、转向及对器壁的摩擦而消耗的能量。分离尺度小于检验尺度，同时分离强度小于允许偏差；（合均匀度的判断依据）B．分离尺度大于检验尺度，但分离强度充分小于允许偏差；足以补偿前者C．分离强度大于允许偏差，但分离尺度充许小于检验尺度；足以补偿前者混合定义用机械或流体动力方法使两种或两种以上不同物质相互分散、混杂以达到一定的均匀度的单元操作（应用（1）作为最终产品的加工过程；2）作为其它操作的辅助操作。）目的在于获得均匀混合物，强化热交换过程，增强物理和化学反应。对流混合机理：是通过流体的相对运动逐渐降低分离尺度实现混合的；不互溶组分扩散混合机理：通过可溶组分的分子扩散使分离强度不断降低而实现混合的。互溶组分剪力混合机理：是通过强烈的剪力作用将团状或厚层液体，浆体和塑性固体拉成薄层而实现混合的。高粘度组分（机理3个）离子交换的原理、定义液体吸附中,液体中的离子与吸附剂中可解离的离子间发生交换反应,称为离子交换。基本原理离子交换法是通过离子交换剂上的离子与水中离子交换以去除水中阴离子的方法。离子交换法是液相中的离子和固相中离子间所进行的的一种可逆性化学反应，液相中的某些离子会被离子交换固体吸附，为维持水溶液的电中性，所以离子交换固体必须释出等价离子回溶液中。离子交换过程特征1）离子交换是等电量进行的2）离子交换是可逆的3）离子交换具有选择性，阳离子价数较高的将优先被交换吸附离子交换操作循环（1）交换溶液和交换剂均匀密切接触（2）反洗清水逆向对床层冲洗除杂质（3）再生再生剂离子置换下交换剂结合的离子（4）正洗正向淋水洗去床层内的再生液膜分离的作用膜分离定义：利用天然或哦人工合成的具有具有一定选择透过性的分离膜，以其两侧存在的能量差或化学势差为推动力，对双组份或者是多组分体系进行分离、纯化、富集的一类单元常用过程以：1.静压差2.蒸汽分压差3.浓度差4.电位差为推动力食品工业的应用1.乳品加工：节约操作费用，无加热过程，产品品质好2.酶制剂生产3.其他方面1、纯净水的制备2、啤酒的精制3、脱盐4、果汁澄清乳状液的稳定因素和增加稳定性的措施乳化使两种不互溶的液体进行密切混合，使一种液体粉碎成为小球分散在另一种液体之中，乳化操作的产物为乳状液乳化剂作用：（降低两相界面的界面张力，降低乳状液体系总界面能，增加热力学稳定性（使液滴表面带同种电荷

，液滴间的静电斥力会阻止液滴的接近并合（在油水界面形成吸附膜，对液滴起保护作用提高稳定性①液滴微粒化；②加乳化剂；③加增稠剂；④低温。食品工艺中增加粘度增稠稳定剂甘油、黄原胶、阿拉伯树影响乳化液稳定性因素：界面张力、界面膜的性质、界面电荷、乳状液分散介质的粘度等。（连续相中的成膜物质。（连续相粘度。（乳化水特性。（乳状液中含水量及水珠粒径分布Fick定律在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量（称为扩散通量，用J表示）与该截面处的浓度梯度成正比，也就是说，浓度梯度越大，扩散通量越大。这就是菲克第一定律。JA——A组分在z方向上的扩散通量kmol/m2·s;CA——A组分的摩尔浓度kmol/m3；DAB——A组分在A、B的混合物中扩散时的扩散系数m2/s“—”表示扩散沿着浓度降低方向进行。对乳浊液、悬浮液进行边破碎边混合的过程叫均质。均质的目的在于既要获得均匀的混合物，又要使得产品的颗粒细微一致，不会产生离析。通常所采用的机械称为均质机和胶体磨。微波是指频率在300MHZ至300GHZ的电磁波。机理离子极化偶极旋转常见的膜技术1、反渗透（RO)2、超滤（UF）3、微滤（MF）4、电渗析（ED）球磨机的磨介钢球三种状态泻落、抛落、离心旋转常用助滤机：硅藻土、珍珠岩、石棉等离子交换过程包含五个步骤：（1）A+从溶液扩散到树脂表面。因要通过水膜，称作膜扩散。膜扩散的速度取决于膜两边离子A+的浓度差和膜厚度。膜厚度与搅拌速度有关。（2）A+从树脂颗粒表面扩散到交换中心，称作粒子扩散。其速度取决于颗粒孔径、颗粒半径、树脂交换容量、离子A+的半径与电荷、平衡离子的性质（电荷、半径等）。（3）离子A+与平衡离子（也称固定离子）B+交换，相当于树脂发生复分解反应，速度极快。（4）B+从交换中心扩散到粒子表面。（5）B+穿过水膜再扩散到溶液中。其中（4）和（5）为（1）和（2）的逆过程。1.离子交换树脂按其活性基团的性质，可分为哪两类？离子交换过程的主要特征是什么？阳离子交换树脂、阴离子交换树脂；交换是等电量进行的、交换是可逆的、交换具选择性。冻结速率对冻结食品质量有什么影响？速率慢，形成的大冰晶使细胞壁受到挤压而损伤和破裂，蛋白质和淀粉易老化，解冻时汁液流失，食品的风味、和营养价值变差。速率快，形成的冰晶细小，对细胞壁、蛋白质、淀粉的影响小，解冻时，食品质量可得到较好保持。2.什么是双效蒸发？与单效蒸发相比，多效蒸发有什么优点？多次重复利用了热能，显着地降低了热能耗用量，所以多效蒸发有利于大量连续生产流浸膏或浸膏等以及浓缩中草药制剂，另外，采用多效蒸发也可以制备注射用水。3.实验中冷流体和蒸汽的流向，对传热效果有何影响？

答：无影响。因为Q=αA△tm，不论冷流体和蒸汽是迸流还是逆流流动，由于蒸汽的温度不变，故△tm不变，而α和A不受冷流体和蒸汽的流向的影响，所以传热效果不变。4.简述蒸汽压缩式制冷的工作过程。蒸汽压缩式制冷系统是由压缩机、冷凝器、节流装置、蒸发器等四个主要部分组成，工质循环其中，用管道一次连接，形成一个完全封闭的循环系统，制冷剂在这个封闭的制冷系统中以流体状态循环，通过相变，连续不断地从蒸发器中吸取热量，并在冷凝器中放出热量，从而实现制冷的目的。影响沉降速度的因素有那些？它们对沉降速度有怎样的影响？1干扰沉降2颗粒直径3分散介质粘度4两相密度差5颗粒形状6壁效应7干扰沉降人工制冷：机械制冷、热电致冷、磁致冷与常压蒸发相比，真空