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食品工程原理复习总结重点考点 杨同舟


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) ?
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 350 W/(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
2 2 3
【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1 m,求现在需要的管长。设换热器的热损失 可忽略。
之比

Q2 W
2
Q2 Q2 T2 ( S1 S 4 ) W Q1 Q2 T1 ( S 2 S3 ) T2 ( S1 S 4 )
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。
【1-8】用离心泵将知离心泵吸入 管路上各种流动阻力之和
3
ΣL , =10 J/kg、压出管路的ΣL
f s
3
f, 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30m 。若离心泵效率为0.65,求泵的轴功率。
q
Q t1 t 4 10 (5) 5.27 w / m 2 b 0 . 12 0 . 10 0 . 12 b b A ( 1 2 3) 0.70 0.04 0.70 1 2 3
按温度差分配计算t2、t3
t 2 t1 q
1
b1
10 5.27
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:
解: (1)W=Gc(X1-X2) X1=0.4/(1-0.4)=0.667 X2=0.05/(1-0.05)=0.0526 Gc=1000(1-0.4)=600 kg 绝干料/h ∴W=600(0.667-0.0526)=368.64 kg/h=0.1024 kg/s (2)L=W(H2-H1) H1=H0=0.009 kg 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)H1 I2=(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) =0.041 kg 水/kg 绝干气 ∴L=0.1024/(0.041-0.009)=3.1974 kg 绝干气/s (3) G2=Gc(1+X2) =600/3600×(1+0.0526) =0.175 kg/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
A.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。 1、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 2、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 3、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
0.12 9.1℃ 0.70
t3 q
3
b3
t4 5.27
0.12 (5) 4.1℃ 0.70
【2-4】有一蒸汽管外径为25 mm,管外包有两层保温材料,每层厚均为25 mm。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 1.25 kg/s 的液体 [比热容为 1.9 kJ/(kg·K)、 密度为 850 kg/m ] 由 80 ℃冷却到 30 ℃。 换热器的列管直径为Φ25 mm×2.5 mm,水走管内。 水侧和液体侧的对流传热系数分别为 850 W/(m ·K)和 1 700W/(m ·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。
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