食品工程原理课程设计说明书题目：橙汁工艺的初步设计
年级： 2012级
学院：食品学院
专业：食品科学与工程3班
指导老师: 林向东
成员：傅世虓 20120801310081
龚松 20120801310082
熊盛超 20120801310104
龙成东 20120801310093
吴凯歌 20120801310103
刘仕吉 20120801310099
目录
第一章前言
1.1 选题的意义 (3)
1.2 立题的意义 (3)
第二章设计方案简介
2.1 产品方案及班产量的确定 (3)
2.2 设计拟定的工作内容 (4)
第三章工艺设计
3.1 工艺流程设计 (4)
3.2 橙汁工艺流程简介 (5)
第四章设计计算
4.1 物料衡算 (6)
4.2 调配衡算 (6)
4.3 管路衡算 (6)
4.3.1选管 (6)
4.3.2选泵 (7)
4.3.3设备选型 (9)
第五章设计方案自评
5.1 方案特点 (11)
5.2自我评价 (11)
5.3 参考文献 (11)
5.4 参考网站 (12)
第一章前言
1.1 选题的意义
橙子是世界上栽培最广，经济价值较高的水果，橙子营养丰富，含有丰富的钙、磷、钾、胡萝卜素、维生素c、醇、烯等物质。常常使用可以增强免疫系统抑制肿瘤细胞生长，明显减少胆结石的发生，增强毛细血管的韧性，降低血脂，深受人们喜爱。橙子出汁率高，有良好风味，经加工后可保留其大部分营养成分和风味物质。
1.2 立题意义
橙汁是以橙子为原料经过榨汁机压榨得到的果汁饮料。国内饮料企业对进口橙汁的依赖程度很高，75%的原料来自国外，部分品牌60%鲜橙汁是从巴西进口的。巴西是中国进口橙汁的第一大国，其他的橙汁进口国主要有以色列、美国等。数据显示，2011年，中国是巴西橙汁的第四大进出口国。当前我国对天然、营养丰富的橙汁消费需求每年以20%以上的速度增长，市场潜力巨大，而国际市场上的浓缩橙汁价格已从每吨1500美元飙升至2500-3000美元。果汁是以水果为原料经过物理方法如压榨、离心、萃取等得到的汁液产品，一般是指纯果汁或100%果汁。随着我国消费者消费意识升级和购买能力的提高，近几年来，果汁消费逐年增长，几乎以年平均14.5%的速度快速增长着，发展至今，果汁饮料已成为人们生活中必备的饮品之一。而作为相对售价较高的浓缩果汁，它在饮料行业中所占数量并不大，主要被认为是许多国家的一种补品饮料。我国是浓缩果汁的生产大国，水果年产量在9000万吨左右,约占世界水果总产量的15%。而且,中国已经是成为仅次于美国的世界第二大饮料生产国,其中果汁类饮料保持了每年超过100万吨的增长速度。
第二章设计方案简介
2.1 产品方案及班产量的确定
柑橙大概是秋季原料多而且便宜根据柑橙的旺季来生产减小成本，取旺季产量确定生产能力为年产量为9000t浓缩柑橙汁饮料，即时产量4t .一天两班，一班5
小时，一个月工作30天，从柑橙旺季10月份开始至次年3月共加工6个月。产品的各原辅佐料配及各阶段损失率参考经验数据。
2.2 设计拟定的工作内容
本设计的拟定内容包括初步生产工艺流程的设计，具体流程的操作要求，物料衡算，设备选型，相关设计计算，及管路计算，泵的计算。以及设备平面图。（1）工艺流程设计：查找一般橙汁的生产流程，根据现代技术，设计一条合理化的生茶线路。
（2）主要设备选型：根据每个流程的具体要求选择合理的设备主要选择包括选果机、榨汁机、均质机、脱气机、杀菌设备等。
（3）相关计算：根据数据及产量设计相应的管道管路以及合理的泵的选择。（4）画平面图：根据工艺流程及设备，按照一定的比列按生产线画出平面设计图。
第三章工艺设计
3.1 工艺流程设计
原料选果洗果
9.0t 损失6.8% 8.390t 损失0.2% 8.373t 损失0.2%
过滤离心损失0.5% 榨汁损失45% 除油
损失 4.573t 4.596 t 8.356t
0.3% 脱气增加10% 调配损失0.3% 均质损失
4.559t
5.015t 5.000t
灌装损失0% 杀菌0%
5.000t 5.000t
3.2 橙汁工艺流程简介
原料处理
选果剔除病虫害果、腐败果、未熟果和过熟果。筛选出较大的的橙子，弃去较小的橙子。直径大概30毫米左右。
洗果选果后的原料，水洗后，放在1%氢氧化钠和0.1%~0.2%的洗涤剂混合液中，浸泡10分钟。洗涤液的温度越高，洗涤效果愈好，但温度过高时苹果容易软化，会导致榨汁时的障碍，因此，洗涤液的温度宜控制在40摄氏度以下。浸泡洗涤液后用水洗。充分吸取果实表面的洗涤液。再经选果，切除病虫部位和腐败部位。
除油在榨汁前橙子先输送到锉皮机提取精油，锉磨机轻轻的用研磨刺扎橙子的外表皮是果皮有流出，同时可用水喷淋，果皮油随之流入锉磨机底部，也可以随着针刺空留下来。
榨汁采用全果榨汁机通过上下两个榨杯挤压橙子，果汁和部分果肉纤维通过中间的欲虑管流出果皮和籽油由两个通道分开，皮油也有单独通道。
过滤离心榨出的果汁中含有果皮碎片和囊衣、粗的过果浆，为除去这些杂物，必须进行粗滤，经粗滤的果汁立即送往离心分离方法分离果汁中的细小颗粒。脱气采用真空脱气法脱去果汁中的空气，防止果汁氧化。
调配根据生产消费的需要，调整果汁的口感风味，可添加蔗糖维生素柠檬酸等。
均质采用均质使果汁内容物进一步碎细化，大小更均匀，同时使品质更加稳定，常用高压均质机进行均质。
杀菌在进行杀菌时，一方面杀灭果蔬汁中有微生物以达到商业无菌和钝化果蔬汁中的酶，同时尽量保证产品的质量不要受到太大的影响。
无菌灌装利用无菌灌装机自带无菌室，和外界隔离的条件下，利用机械手完成自动开盖、灌装、计量、关盖等过程。
第四章设计计算
4.1 物料衡算
物料衡算以物质的质量守恒定律为基础，榨汁率以45%计算
根据流程图中各步骤的物料损失进行物料衡算
计算每小时所需的原料量如下：
装罐前： 5.000÷100%=5.000t
杀菌前： 5.000÷100%=5.000t
均质前： 5.000÷（1-0.5%）=5.015t
调配前： 5.015÷（1+10%）=4.559t
脱气前： 4.559÷（1-0.3%）=4.573t
过滤离心前： 4.573÷（1-0.5%）=4.596t
榨汁前： 4.596÷（1-45%）=8.356t
除油前：8.356÷（1-0.2%）=8.373t
洗果前：8.373÷（1-0.2%）=8.390t
选果前：8.390÷（1-6.8%）=9.0t
所以满足所需产量原料的每小时原料量为9.0t。
4.2 调配衡算
成分名称添加量% 成分名称添加量% 蔗糖9.6 海藻酸钠0.10
苯甲酸钠0.04 维生素c 0.025
香料水0.08 柠檬酸0.155
总添加量10
注：添加百分含量指相对于上一步脱气后总产量的添加
4.3 管路衡算
4.3.1 选管
调配后管道的计算
取流速：u=1m/s 流体密度：ρ=1100kg/ m3流体粘度：μ=3.6×10-3pa?s 则体积流量：q v=5010/1100=4.559m3/h
管径：
m m
u
d q
v
79.325.1785.03600
559.4785.0=?=
=
根据国家标准无缝钢管的标准可选φ42×4mm 的管
则实际流速：
s m u d
q
v
396.1034.0785.03600559
.4785.02
2
=?=
=
4.3.2 选泵：
条件说明：要求输送的橙汁密度为1100kg/m 3，黏度为3.6×10-3pa ?s ，管内流量为4.559m 3/h ，把消毒后的橙汁到灌装的管道，所需直管长度2.1m ，贮存罐高度为1.3m ，泵前有一个阀门以及一个90°标准弯头，出口处有一个90°标准弯头。 根据《食品工程原理》列出伯努利方程如下
∑+++=+++f
e h u
P gz W u P gz 2
22
222211
1ρρ
所以泵的功率为：ρ1
212)(P P h g z z W f e -++-=∑
根
据
∑∑∑+=局
直f h f f
h h
，对于
进口段有
∑∑∑+=局
直进
f h f f h h
其中
22
u d l h f λ=直
2
2
u d l h e f λ
=局
D=42-2×4=34mm m l 4.3= s m u /396.1=
则3
105.140036.01100
396.1034.0Re ?=??==μρ
du
mm 2.0=ε0059
.0342.0==d ε
查表得λ=0.031
进口段的局部阻力，全开阀m l e 306.0=，90°的标准弯头m l e 19.1=，进口阻力系数ζ=0.5所以
kg
J u
d l l h
e
f /682.32/396.1]5.03410)3435349(1.2031.0[2
23
2
=?+??+?+?
=??? ??++=-ζλ进
出口段局部阻力：90°标准弯头m l e 19.1=出口阻力系数ζ=1.0所以
kg
J u
d l l h
e
f /032.22/396.1]1341034353.1031.0[2
23
2=?+??+?
=??? ??++=-ζλ出
所
以
总阻力
kg
J h h h f f f
/714.5032.2682.3=+=+=∑∑∑出进
由伯努利方程得
∑+++=+++f
e h u P gz W u P gz 2
222
2
22
1
1
1ρρ
ρ1
212)(P P h g z z W f e -+
+-=∑又因为P 2=P 1 u 1=u 2
kg
J h z z g We f /467.18714.53.181.9)(12=+?=+-=∑
所以扬程：
m g We H 882.181.9467
.18===
选泵：
q m=4559kg/h=1.393kg/s
功率：
P e=W e q m=18.466×1.393＝0.0257kw
P=0.0257/0.7=0.0367kw
所以经选择的泵的型号为
型号流量t/h 扬程m 转速r/min 电动机功率kw IS50-32-125A 5.6 4 1450 0.55
4.3.3 设备的选型：
检果机的选型
名称型号功率
外形尺寸(mm) 工作能力台数
(KW)
检果机GT5C12A-7 1.5 4280*1450*1260 7t/h 1
洗果机的选型
外形尺寸(mm) 工作能力台数
名称型号功率
(KW)
洗果机QXJ-5 3.15 4200*1140*1600 4-8t/h 1
除油机的选型
名称型号功率KW 外形尺寸工作能力台数
磨橘油机GT5D1 9.5 4810*2007*
5t/h 1
2032
榨汁机的选型
名称型号功率
外形尺寸(mm) 工作能力台数
(KW)
7.5 1900*650*2300 5t/h 1
榨汁机YZQP-1000
过滤离心机的选型
外形尺寸(mm) 工作能力台数名称型号功率
(KW)
过滤离心机LLW320 7.5 1350*1050*1000 5m3/h 1
脱气机的选型
外形尺寸(mm) 工作能力台数名称型号功率
(KW)
脱气机ZT-10 8 1600*1700*3250 10000L/h 1
调配罐的选型
名称型号功率
外形尺寸(mm) 工作能力台数
(KW)
1500*3350 2000L 2
调配罐PYG-2000 0.25Mp
a
均质机的选型
外形尺寸(mm) 工作能力台数名称型号功率
(KW)
均质机KLZT-10 8 1600*1700*3250 1000L/h 1
杀菌机的选型
外形尺寸(mm) 工作能力台数名称型号功率
(KW)
列管杀菌机TW10D500
40 1200*2400*3000 5000L/h 1
灌装机的选型
名称型号功率
外形尺寸(mm) 工作能力台数
(KW)
灌装机JF-6 1.5 1500*550*1900 180罐/min 1
储存罐的选型
名称型号功率
外形尺寸(mm) 工作能力台数
(KW)
储存罐CC-4000 1260*3450 4000L/h 1
第五章设计方案自评
5.1 方案特点
本产品设计设计主要是设计时产5t的橙汁饮料生产，主要流程有选果、洗果、除油、去皮榨汁、过滤离心、脱气、调配、均质、杀菌、灌装等。我们采用先进的工艺流程设备生产方便快捷，产量稳定，比之传统工艺更为完善，生产出来的果汁体系均匀，色泽亮丽，保证了橙汁的风味，酸甜可口，香气清新，添加剂少，是基本纯天然的果汁饮料。
5.2 自我评价
作为食品专业的学生，这次的课程设计让我们大家都感触颇深，刚开始拿到任务的时候大家都无从下手，但是我们经过分工讨论商量分配任务，查找资料，询问老师，上网搜索等弄出初步的计划，然后在老师讲解下得到启发改正修改设计方案，每个人通过努力完成任务，从确定工艺流程到最后的画图结束一步步经过筛选认证，并且不断请教老师同学，搜寻资料，过程中不知流了多少汗，不知画了擦，擦了画多少图，到最终完工的时候大家却都激动地笑了。在这一步步的过程中，我们对课本知识有了进一步的巩固提高，更加重要的是我们的团队合作能力的提高和我们彼此间情谊的增加。而且对于我们这个专业的机械设备有了一定的认识，并对工厂的一些流水线有了一定的了解。
在这大半个月的合作中我们会争吵会欢笑，彼此增加了了解，不仅对课本知识有了新的理解与巩固，也对工厂果汁加工工艺设计有了初步认识，而且我们组员间彼此也建立了深厚的友谊。
5.3 参考文献:
[1]赵思明、林向东.食品工程原理[M].北京：科学出版社，2009
[2]何东平.食品工厂设计[M].北京：中国轻工业出版社，2009
[3张国农.食品工厂设计与环境保护[M].北京：中国轻工业出版社，2006
[4]曾庆孝.GMP与现代食品工厂设计[M].北京:化学工业出版社，2006.
[5]单杨.柑橘加工概论.[M]中国农业出版社。2004.11
[6]邓舜扬.新型饮料生产工艺与配方.[M ]北京. 中国轻工业出版社.2000.8 5.4 参考网站：
中国知网：https://www.doczj.com/doc/e112636561.html,
中国食品产业网：https://www.doczj.com/doc/e112636561.html,/
食品论坛：https://www.doczj.com/doc/e112636561.html,/
食品工程原理复习 第一章 流体力学基础 1.单元操作与三传理论的概念及关系。 不同食品的生产过程应用各种物理加工过程，根据他们的操作原理，可以归结为数个应用广泛的基本操作过程，如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、制冷、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、粉 碎、乳化萃取、吸附、干燥 等。这些基本的物理过程称为 单元 操作 动量传递：流体流动时，其内部发生动量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体流动基本规律的单元操作， 均可用动量传递的理论去研究。 热量传递 : 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。凡 是遵循传热基本规律的单元操作，均可用热量传递的理论去研究。 质量传递 : 两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质 基本规律的单元操作，均可用质量传递的理论去研究。 单元操作与三传的关系 “三传理论”是单元操作的理论基础，单元操作是“三传理论” 的具体应用。 同时，“三传理论”和单元操作也是食品工程技术的理论和实践 基础 2.粘度的概念及牛顿内摩擦(粘性)定律。牛顿黏性定律的数学表达式是y u d d μτ±= ，服从此定律的流体称为牛顿流体。 μ比例系数，其值随流体的不同而异，流体的黏性愈大，其值愈 大。所以称为粘滞系数或动力粘度，简称为粘度 3.理想流体的概念及意义。 理想流体的粘度为零，不存在内摩擦力。理想流体的假设，为工
程研究带来方便。 4.热力体系：指某一由周围边界所限定的空间内的所有物质。边 界可以是真实的，也可以是虚拟的。边界所限定空间的外部称为 外界。 5.稳定流动：各截面上流体的有关参数（如流速、物性、压强） 仅随位置而变化，不随时间而变。 6．流体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是从总能量大的截面流向总能量小的截面。 7.1kg理想流体在管道内作稳定流动而又没有外功加入时，其柏努利方程式的物理意义是其总机械能守恒，不同形式的机械能可以相互转换。 8. 实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。 柏努利方程的三种表达式 p1/ρ+gz1+u12/2 = p2/ρ+gz2+u22/2 p1/ρg+z1+u12/2g = p2/ρg+z2+u22/2g p1+ρgz1+ρu12/2 = p2 +ρgz2+ρu22/2
食工原理复习题及答案(不含计算题) 一、填空题： 1. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为_________.平均流速为______。 ***答案*** 0.0157m3.s-1 2.0m.s-1 2. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。 ***答案*** 2；1/4 3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。 ***答案*** 出口阀 4.（3分）题号2005 第2章知识点100 难度容易 某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=25m水柱,输水量为20kg.s-1,则泵的有效功率为_________. ***答案*** 4905w 5. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近____________的温度，而传热系数K值接近____________的对流传热系数。 ***答案*** 饱和水蒸汽；空气 6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___________、_____________、__________________. ***答案*** 间壁式蓄热式直接混合式 7. 中央循环管式蒸发器又称_______________。由于中央循环管的截面积_______。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的
______________，因此，溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异，形成溶液的_______________循环。 ***答案*** 标准式，较大，要小，自然 8. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m3.s-1,质量流量为_________,平均流速为_______。 ***答案*** 22kg.s-1 ; 2.8m.s-1 9. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是_______________ 。滞流沉降时，其阻力系数=____________. ***答案*** 粒子所受合力的代数和为零24/ Rep 10. 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁) ***答案*** 1140w 11. 非结合水份是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 ***答案*** 主要以机械方式与物料相结合的水份。 12. 设离心机转鼓直径为1m，转速n=600 转.min-1，则在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器内沉降的速度快____________倍。 ***答案*** 201 13. 在以下热交换器中, 管内为热气体,套管用冷水冷却,请在下图标明逆流和并流时,冷热流体的流向。 本题目有题图：titu081.bmp
姓名：陈蔚婷 学号：1363115 班级：13级食安1班 实验一：流体流动阻力的测定 、实验目的 1 ?掌握测定流体流经直管、管件和阀门时阻力损失的一般实验方法。 2?测定直管摩擦系数 入与雷诺准数Re 的关系，验证在一般湍流区内 入与Re 的关系曲线。 3?测定流体流经管件、阀门时的局部阻力系数 。 4?学会倒U 形压差计和涡轮流量计的使用方法。 5?识辨组成管路的各种管件、阀门，并了解其作用。 、基本原理 流体通过由直管、管件（如三通和弯头等）和阀门等组成的管路系统时，由于粘性剪应力和涡流 应力的存在，要损失一定的机械能。流体流经直管时所造成机械能损失称为直管阻力损失。流体通过 管件、阀门时因流体运动方向和速度大小改变所引起的机械能损失称为局部阻力损失。 1 ?直管阻力摩擦系数入的测定 流体在水平等径直管中稳定流动时，阻力损失为： P f P 1 P 2 l U 2 W f d 2 即, 2d p f l u (1) (2) 式中：入一直管阻力摩擦系数，无因次； d —直管内径，m ; P f —流体流经I 米直管的压力降，Pa ; w f —单位质量流体流经I 米直管的机械能损失，J/kg ； p —流体密度，kg/m 3 ; l —直管长度，m ; u —流体在管内流动的平均流速， m/s 。
式中：Re —雷诺准数，无因次； 卩一流体粘度，kg/（m s ）。 湍流时入是雷诺准数Re 和相对粗糙度（& /d 的函数，须由实验确定。 由式（2）可知，欲测定 入需确定I 、d ,测定 p f 、u 、p □等参数。I 、d 为装置参数（装置 参数表格中给出）， P □通过测定流体温度，再查有关手册而得， u 通过测定流体流量，再由管径 计算得到。 2 ?局部阻力系数 的测定 局部阻力损失通常有两种表示方法，即当量长度法和阻力系数法。 （1）当量长度法 流体流过某管件或阀门时造成的机械能损失看作与某一长度为 l e 的同直径的管道所产生的机械 （2）阻力系数法 流体通过某一管件或阀门时的机械能损失表示为流体在小管径内流动时平均动能的某一倍数, 局部阻力的这种计算方法，称为阻力系数法。即： ,P f u 2 w' f 故 式中： 一局部阻力系数，无因次； P f —局部阻力压强降，Pa ;（本装置中，所测得的压降应扣除两测压口间直管段的压降, 直管段的压降由直管阻力实验结果求取。） p —流体密度，kg/m 3 ; 滞流（层流） 时， 64 Re Re du (3) (4) 能损失相当，此折合的管道长度称为当量长度，用符号 l e 表示。这样，就可以用直管阻力的公式来计 算局部阻力损失，而且在管路计算时可将管路中的直管长度与管件、 则流体在管路中流动时的总机械能损失 W f 为： 阀门的当量长度合并在一起计算, l e W f (8) (9) 2 P f
食品工程原理复习 第一章 流体力学基础 1.单元操作与三传理论的概念及关系。 不同食品的生产过程应用各种物理加工过程，根据他们的操作原理，可以归结为数个应用广泛的基本操作过程，如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、制冷、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、粉 碎、乳化萃取、吸附、干燥 等。这些基本的物理过程称为 单元 操作 动量传递：流体流动时，其内部发生动量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体流动基本规律的单元操作， 均可用动量传递的理论去研究。 热量传递 : 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。凡 是遵循传热基本规律的单元操作，均可用热量传递的理论去研究。 质量传递 : 两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质 基本规律的单元操作，均可用质量传递的理论去研究。 单元操作与三传的关系 “三传理论”是单元操作的理论基础，单元操作是“三传理论” 的具体应用。 同时，“三传理论”和单元操作也是食品工程技术的理论和实践 基础 2.粘度的概念及牛顿内摩擦(粘性)定律。牛顿黏性定律的数学表达式是y u d d μτ±= ，服从此定律的流体称为牛顿流体。 μ比例系数，其值随流体的不同而异，流体的黏性愈大，其值愈 大。所以称为粘滞系数或动力粘度，简称为粘度 3.理想流体的概念及意义。 理想流体的粘度为零，不存在内摩擦力。理想流体的假设，为工 程研究带来方便。 4.热力体系：指某一由周围边界所限定的空间内的所有物质。边
界可以是真实的，也可以是虚拟的。边界所限定空间的外部称为 外界。 5.稳定流动：各截面上流体的有关参数（如流速、物性、压强） 仅随位置而变化，不随时间而变。 6．流体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是从总能量大的截面流向总能量小的截面。 7.1kg理想流体在管道内作稳定流动而又没有外功加入时，其柏努利方程式的物理意义是其总机械能守恒，不同形式的机械能可以相互转换。 8. 实际流体与理想流体的主要区别在于实际流体具有黏性，实际流体柏努利方程与理想流体柏努利方程的主要区别在于实际流体柏努利方程中有阻力损失项。 柏努利方程的三种表达式 p1/ρ+gz1+u12/2 = p2/ρ+gz2+u22/2 p1/ρg+z1+u12/2g = p2/ρg+z2+u22/2g p1+ρgz1+ρu12/2 = p2 +ρgz2+ρu22/2 9.管中稳定流动连续性方程：在连续稳定的不可压缩流体的流动中，流体流速与管道的截面积成反比。截面积愈大之处流速愈小，反之亦然。对于
食品工程原理期末复习 单项选择题 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
单项选择题：（从每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的号码写在题干后面的括号内） 1、一个标准大气压，以mmHg为单位是（ B ） (A) 761 (B) 760 (C) (D) 9、一个标准大气压，以mH2O柱为单位是（ B ） (A) (B) (C) (D) 2、表示流体流动形态类型可用雷诺数来表示，当流体流动属于层流时，雷诺数为（ D ） (A) Re ≤ 1500 (B) Re ≤ 1600 (C) Re ≤ 1800 (D) Re ≤ 2000 10、表示流体流动形态类型可用雷诺数来表示，当流体流动属于湍流时，雷诺数为（ C ） (A) Re >3500 (B) Re >3800 (C) Re >4000 (D) Re >4200 16、一个标准大气压，以cm2为单位是（ B ） (A) (B) (C) (D) 25、一个标准大气压，以Pa为单位应为（ B ） (A) ×104 (B) ×105 (C) ×106 (D) ×105 3、流体内部流动时产生的摩擦力，对流体的流动有阻碍的作用，称为流体的 （ D ） (A) 比热 (B) 密度 (C) 压力 (D) 粘性 5、流体流过任一截面时，需要对流体作相应的功，才能克服该截面处的流体压力，所 需的功，称为（ C ） (A) 位能 (B) 动能 (C) 静压能 (D) 外加能量 6、流体流动时，上游截面与下游截面的总能量差为（ D ） (A) 外加能量减动能 (B) 外加能量减静压能 (C) 外加能量减位能 (D) 外加能量减能量损失 7、输送流体过程中，当距离较短时，直管阻力可以（ C ） (A) 加倍计算(B) 减半计算(C) 忽略不计(D) 按原值计算 8、泵在正常工作时，实际的安装高度要比允许值减去（ B ） (A) ０.３m (B) ０.５－１m(C) １－１.５m(D) ２m 12、流体流动时，由于摩擦阻力的存在。能量不断减少，为了保证流体的输送需要（ D ） (A) 增加位能 (B) 提高动能 (C) 增大静压能 (D) 外加能量 13、利用柏努利方程计算流体输送问题时，需要正确选择计算的基准面，截面一般与 流动方向（C） (A) 平行(B) 倾斜(C) 垂直(D) 相交 14、输送流体时，在管道的局部位置，如突扩，三通，闸门等处所产生的阻力称为（ B） (A) 直管阻力(B) 局部阻力(C) 管件阻力(D) 输送阻力 15、泵在正常工作时，泵的允许安装高度随着流量的增加而（ B ） (A) 增加(B) 下降(C) 不变(D) 需要调整 17、离心泵启动时，泵内应充满输送的液体，否则会发生（ A ） (A) 气缚 (B) 汽蚀 (C) 气阻 (D) 气化 19、流体内部的压强，以绝对零压为起点计算的是（ C ） (A) 真空度 (B) 表压 (C) 真实压强 (D) 流体内部的静压 20、流体流动时，如果不计摩擦损失，任一截面上的机械能总量为（ D ） (A) 动能加位能 (B) 动能加静压能 (C) 位能加静压能 (D) 总能量为常量 21、利用柏努利方程计算流体输送问题时，要正确的选择合理的边界条件，对宽广水 面的流体流动速度，应选择（C） (A) U = 1 (B) 0 < u < 1 (C) u = 0 (D) u < 0 22、输送流体时，泵给予单位质量流体的能量为（ C ） (A) 升扬高度(B) 位压头 (C) 扬程(D) 动压头 23、往复式泵的分类是依据不同的（A） (A) 活塞(B) 连杆(C) 曲柄(D)汽缸 26、离心泵的实际安装高度,应该小于允许安装高度，否则将产生（ B ） (A) 气缚 (B) 汽蚀 (C) 气阻 (D) ) 气化
2004 – 2005 学年第二学期食品科学与工程专业 食品工程原理试卷（A）卷 题号一二三四五…合计 得分 阅卷人 一、填空题（20分） 1. 71dyn/cm= N/m（已知1N=105 dyn）； 2. 给热是以和的差作为传热推动力来考虑 问题的； 3. 金属的导热系数大都随其温度的升高而 , 随其纯度 的增加而 ； 4. 能够全部吸收辐射能的物体（即A=1）称为 体； 5. 蒸发操作中，计算由于溶液蒸汽压下降而引起的温度差损失 的方法有 、 ； 6. 蒸发器主要由 室和 室组
成； 7. 喷雾干燥中，热空气与雾滴的流动方式有 、 、 三种； 8. 形状系数不仅与 有关，而且 与 有关； 9. 粉碎的能耗假说比较著名的三种是 、 、 ； 10. 圆形筛孔主要按颗粒的 度进行筛分，长形筛孔主要按颗粒 的 度进行筛分。
二、选择题（10分）（有一项或多项答案正确） 1. 揭示了物体辐射能力与吸收率之间关系的定律是（ ） （A）普朗克定律；（B）折射定律；（C）克希霍夫定律； （D）斯蒂芬-波尔兹曼定律 2. 确定换热器总传热系数的方法有（） （A）查样本书；（B）经验估算；（C）公式计算；（D）实 验测定 3. 为保证多效蒸发中前一效的二次蒸汽可作为后一效的加热蒸 汽，前一效的料液的沸点要比后一效的（） （A）高；（B）低；（C）相等；（D）无法确定； 4. 对饱和湿空气而言，下列各式正确的是（） （A）p=p S，φ=100%，；（B）p=p S，φ=0；（C）p=0，φ=0； （D）t=t w=t d=t as 5. 粉碎产品粒度分析中，一般认为，筛分法分析的下限是（ ） （A）100μm；（B）50μm；（C）10μm；（D）5μm。 三、判断题（10分）（对者打“”号，错者打“”号。） 1. （）算术平均温度差是近似的，对数平均温度差才是准确的； 2. （）两固（灰）体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关， 又与其黑度有关； 3. （）NaOH溶液的杜林线不是一组相互平行的直线； 4. （）恒速干燥阶段干燥速率的大小决定于物料外部的干燥条 件； 5. （）泰勒标准（Tyler Standard）筛制中，相邻两筛号的网眼净宽 度之比为1∶2。 四、计算题（60分） 1. （10分）外径为426mm的蒸汽管道，其外包扎一层厚度位 426mm的保温层，保温材料的导热系数可取为0. 615 W/(m· ℃)。若蒸汽管道的外表面温度为177℃，保温层的外表面温度 为38℃，试求每米管长的热损失以及保温层中的温度分布。 2. (10分) 一单程列管式换热器，由若干根长为3m、直径为 φ25×2.5mm的钢管束组成。要求将流量为1.25kg/s的苯从350K 冷却到300K，290K的冷却水在管内和苯呈逆流流动。若已知 水侧和苯侧的对流传热系数分别为0.85和1.70kW／(m2．K)，
传热练习题 1、 某加热器外面包了一层厚度为300mm 的绝缘材料，该材料的热导率为0.16W/(m ·℃)，已测得该绝缘层外缘温度为30℃，距加热器外壁250mm 处为75℃，试求加热器外壁面的温度为多少？ 2、 用套管换热器将果汁从80℃冷却到30℃，果汁比热为3.18kJ/kg ℃，流量为240kg/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10℃和20℃，若传热系数为450W/m 2℃，计算换热面积和冷却水用量。 3、在一内管为Φ25mm×2.5mm 的套管式换热器中，用水冷却苯，冷却水在管程流动，入口温度为290K ，对流传热系数为850W/(m 2·K)，壳程中流量为1.25kg/s 的苯与冷却水逆流换热，苯的进、出口温度分别为350K 、300K ，苯的对流传热系数为1700 W/(m 2·K)，已知管壁的热导率为45 W/(m·K)，苯的比热容为c p =1.9 kJ/(kg·℃)，密度为ρ=880kg/m 3。忽略污垢热阻。试求：在水温不超过320K 的最少冷却水用量下，所需总管长为多少（以外表面积计）？ 4、 在一单程列管式换热器中，用130℃的饱和水蒸汽将36000kg/h 的乙醇水溶液从25℃加热到75℃。列管换热器由90根Ф25mm×2.5mm ，长3m 的钢管管束组成。乙醇水溶液走管程，饱和水蒸汽走壳程。已知钢的热导率为45W/(m·℃)，乙醇水溶液在定性温度下的密度为880kg/m 3，粘度为1.2×10－3Pa·s ，比热为4.02kJ/(kg·℃)，热导率（即导热系数）为0.42W/(m·℃)，水蒸汽的冷凝时的对流传热系数为104W/(m 2·℃)，忽略污垢层热阻及热损失。试问此换热器是否能完成任务（即换热器传热量能否满足将乙醇水溶液从25℃加热到75℃）？ 已知：管内对流传热系数关联式为4.08.0Pr Re )/(023.0d λα=，λμ/Pr p C =。 干燥练习题 5、 某物料在连续理想干燥器中进行干燥。物料处理量为3600kg/h, 物料含水量由20%降到5%（均为湿基）。空气初始温度为20℃，湿度为0.005kg/kg 绝干气，空气进干燥器时温度为100℃， 出干燥器时温度为40℃。试求：(1)空气消耗量；(2)预热器传热量。 6、 在某干燥器中干燥砂糖晶体，处理量为100kg/h ，要求将湿基含水量由40%减至5%。干燥介质为干球温度20℃，相对湿度15%的空气，经预热器加热
食品工程原理复习 第一章流体力学基础 1.单元操作与三传理论的概念及关系。 不同食品的生产过程应用各种物理加工过程，根据他们的操作原理，可以归结为数个应用广泛的基本操作过程，如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热交换、制冷、蒸发、结晶、吸收、蒸馏、粉碎、乳化萃取、吸附、干燥等。这些基本的物理过程称为单元操作 动量传递：流体流动时，其内部发生动量传递，故流体流动过程也称为动量传递过程。凡是遵循流体流动基本规律的单元操作，均可用动量传递的理论去研究。 热量传递: 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。凡是遵循传热基本规律的单元操作，均可用热量传递的理论去研究。 质量传递: 两相间物质的传递过程即为质量传递。凡是遵循传质基本规律的单元操作，均可用质量传递的理论去研究。 单元操作与三传的关系 “三传理论”是单元操作的理论基础，单元操作是“三传理论” 1
2 的具体应用。 同时，“三传理论”和单元操作也是食品工程技术的理论和实 践基础 2.粘度的概念及牛顿内摩擦(粘性)定律。牛顿黏性定律的数学表达式是y u d d μτ±= ，服从此定律的流体称为牛顿流体。 μ比例系数，其值随流体的不同而异，流体的黏性愈大，其 值愈大。所以称为粘滞系数或动力粘度，简称为粘度 3.理想流体的概念及意义。 理想流体的粘度为零，不存在内摩擦力。理想流体的假设， 为工程研究带来方便。 4.热力体系：指某一由周围边界所限定的空间内的所有物质。 边界可以是真实的，也可以是虚拟的。边界所限定空间的外部称 为外界。 5.稳定流动：各截面上流体的有关参数（如流速、物性、压 强）仅随位置而变化，不随时间而变。 6．流体在两截面间的管道内流动时, 其流动方向是从总能量大的 截面流向总能量小的截面。 7.1kg 理想流体在管道内作稳定流动而又没有外功加入时，其柏努
一、填空题： 1. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得其中的质量流量为15.7kg.s-1,其体积流量为_0.0157m3.s-1_.平均流速为__ 2.0m.s-1____。 2. 流体在圆形管道中作层流流动,如果只将流速增加一倍,则阻力损失为原来的____倍; 如果只将管径增加一倍,流速不变,则阻力损失为原来的_____倍。2；1/4 3. 离心泵的流量常用＿＿＿＿＿＿＿＿调节。出口阀 4.（3分）某输水的水泵系统,经管路计算得,需泵提供的压头为He=25m水柱,输水量为20kg.s-1,则泵的有效功率为_________.4905w 5. 用饱和水蒸汽加热空气时，换热管的壁温接近__饱和水蒸汽；_的温度，而传热系数K值接近___空气____的对流传热系数。 6. 实现传热过程的设备主要有如下三种类型___、__、___.间壁式蓄热式直接混合式 7. 中央循环管式蒸发器又称__标准式__。由于中央循环管的截面积__较大_____。使其内单位容积的溶液所占有的传热面积比其它加热管内溶液占有的____要小__，因此，溶液在中央循环管和加热管内受热不同而引起密度差异，形成溶液的____自然__循环。 8. 圆管中有常温下的水流动,管内径d=100mm,测得中的体积流量为0.022m3.s-1,质量流量为__22kg.s-1 __,平均流速为_ 2.8m.s-1______。 9. 球形粒子在介质中自由沉降时，匀速沉降的条件是__粒子所受合力的代数和为零_ 。滞流沉降时，其阻力系数=__24/ Rep ___. 10. 某大型化工容器的外层包上隔热层,以减少热损失,若容器外表温度为500℃, 而环境温度为20℃, 采用某隔热材料,其厚度为240mm,λ=0.57w.m-1.K-1,此时单位面积的热损失为_______。(注:大型容器可视为平壁)1140w 11. 非结合水份是主要以机械方式与物料相结合的水份。 12. 设离心机转鼓直径为1m，转速n=600 转.min-1，则在其中沉降的同一微粒，比在重力沉降器内沉降的速度快___201___倍。 13. 在以下热交换器中, 管内为热气体,套管用冷水冷却,请在下图标明逆流和并流时,冷热流体的流向。 本题目有题图：titu081.bmp 14. 用冷却水将一定量的热流体由100℃冷却到40℃，冷却水初温为15℃，在设计列管式换热器时，采用两种方案比较，方案Ⅰ是令冷却水终温为30℃，方案Ⅱ是令冷却水终温为35℃，则用水量WI＿＿WII AI＿＿＿A II。（大于，等于，小于） 大于，小于 15. 多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸发压力和溶液的沸点较前一效的____________，以使前一效引出的______________作后一效_________，以实现_____________再利用。为低、二次蒸汽、加热用、二次蒸汽 16. 物料干燥时的临界水份是指＿由恒速干燥转到降速阶段的临界点时，物料中的含水率；它比物料的结合水份大。 17. 如右图所示：已知,ρ水=1000kg.m-3,ρ空气=1.29kg.m-3,R=51mm,则△p=500_ N.m-2,ξ=_1（两测压点A.B间位差不计） 本题目有题图：titu141.bmp 18. 板框压滤机主要由__滤板、滤框、主梁（或支架）压紧装置等组成_，三种板按1—2—3—2—1—2—3—2—1的顺序排列组成。 19. 去除水份时固体收缩最严重的影响是在表面产生一种液体水与蒸汽不易渗透的硬层，因而降低了干燥速率。 20. 多效蒸发的原理是利用减压的方法使后一效的蒸发压力和溶液的沸点较前一效的_为低，以使前一效引出的_二次蒸汽作后一效加热用，以实现_二次蒸汽_再利用。 21. 恒定的干燥条件是指空气的＿湿度、温度、速度＿以及＿与物料接触的状况＿都不变。 22. 物料的临界含水量的大小与_物料的性质，厚度和恒速干燥速度的大小__等因素有关。 二、选择题： 1. 当离心泵内充满空气时，将发生气缚现象，这是因为( ) B. A. 气体的粘度太小 B. 气体的密度太小 C. 气体比液体更容易起漩涡 D. 气体破坏了液体的连续性 2. 降膜式蒸发器内溶液是（C ）流动的。 A. 自然循环； B. 强制循环； C. 不循环 3. 当空气的t=t=tφ（A）。
第五章习题解答 1. 什么样的溶液适合进行蒸发？ 答：在蒸发操作中被蒸发的溶液可以是水溶液，也可以是其他溶剂的溶液。只要是在蒸发过程中溶质不发生汽化的溶液都可以。 2. 什么叫蒸发？为什么蒸发通常在沸点下进行？ 答：使含有不挥发溶质的溶液沸腾汽化并移出蒸汽，从而使溶液中溶质浓度提高的单元操作称为蒸发。在蒸发操作过程中物料通常处于相变状态，故蒸发通常在沸点下进行。 3. 什么叫真空蒸发？有何特点？ 答：真空蒸发又称减压蒸发，是在低于大气压力下进行蒸发操作的蒸发处理方法。将二次蒸汽经过冷凝器后排出，这时蒸发器内的二次蒸汽即可形成负压。操作时为密闭设备，生产效率高，操作条件好。 真空蒸发的特点在于： ①操作压力降低使溶液的沸点下降，有利于处理热敏性物料，且可利用低压强的蒸汽或废蒸汽作为热源； ②对相同压强的加热蒸汽而言，溶液的沸点随所处的压强减小而降低，可以提高传热总温度差；但与此同时，溶液的浓度加大，使总传热系数下降； ③真空蒸发系统要求有造成减压的装置，使系统的投资费和操作费提高。 4. 与传热过程相比，蒸发过程有哪些特点？ 答：①传热性质为壁面两侧流体均有相变的恒温传热过程。 ②有些溶液在蒸发过程中有晶体析出、易结垢或产生泡沫、高温下易分解或聚合；溶液的浓度在蒸发过程中逐渐增大、腐蚀性逐渐增强。二次蒸汽易挟带泡沫。 ③在相同的操作压强下，溶液的沸点要比纯溶剂的沸点高，且一般随浓度的增大而升高，从而造成有效传热温差减小。 ④减少加热蒸汽的使用量及再利用二次蒸汽的冷凝热、冷凝水的显热是蒸发操作过程中应考虑的节能问题。 5. 单效蒸发中，蒸发水量、生蒸气用量如何计算？ 答：蒸发器单位时间内从溶液中蒸发出的水分质量，可用热负荷来表示。也可作物料衡算求得。 在蒸发操作中，加热蒸汽冷凝所放出的热量消耗于将溶液加热至沸点、将水分蒸发成蒸汽及向周围散失的热量。蒸汽的消耗量可通过热量衡算来确定。 6. 何谓温度差损失？温度差损失有几种？ 答：溶液的沸点温度t往往高于二次蒸汽的温度T’，将溶液的沸点温度t与二次蒸汽的温度T'之间的差值，称为温度差损失。 蒸发操作时，造成温度差损失的原因有：因蒸汽压下降引起的温度差损失'?、因蒸发器中液柱静压强而引起的温度差损失''?和因管路流体阻力引起的温度差
1.1.位能：由于流体在地球重力场中处于一定的位置而具有的能量。若任选一基准水平面作为位能的零点，则离基准垂直距离为Z的流体所具有的位能为mgz。 2.动能：由于运动而具有的能量。若流体以均匀速度u流动，则其动能为mv2/2.若流动界面上流速分布不均，可近似按平均流速进行计算，或乘以动能校正系数。 3.内能：物体或若干物体构成的系统内部一切微观粒子的一切运动形式所具有的能量总和。对于不克压缩流体，其内能主要是流体的分子动能，对于可压缩流体，其内能既有分子动能，也有分子位能，如果单位质量流体所含的内能为e，则质量为m的流体所具有的内能E=me。在热力计算时，我们对某一状态下的内能变化值。 4.流动功：如果设备中还有压缩机或泵等动力机械，则外接通过这类机械将对体系做功，是为功的输入，相反也有体系对外做功的情形，是为功的输出，人为规定，外界对体系做功为正，体系对外界做工为负。 5.汽蚀：水泵叶轮表面受到气穴现象的冲击和侵蚀产生剥落和损坏的现象。吸上真空高度达最大值时。液体就要沸腾汽化，产生大气泡，气泡随液流进入叶轮的高压区而被压缩，于是气泡又迅速凝成液体，体积急剧变小，周围液体就以极高速度冲向凝聚中心，造成几百个大气压甚至几千个大气压的局部应力致使叶片受到严重损伤。 6.汽蚀余量：指泵吸收入口处单位液体所具有的超过气化压力的富余能量， 7.泵的工作点：泵的特性曲线与某特定管路的特性曲线的交点。1.雷诺准数：Re=dup/u;是惯性力和黏性力之比，是表示流动状态的准数2努赛尔特准数：Nu:表示对流传热系数的准数3普兰特准数：Pr:表示物性影响的准数4格拉斯霍夫准数：Gr:表示自然对流影响的准数5粘度：液体在流动时，在其分子间产生内摩擦的性质，称为液体的黏性，粘性的大小用黏度表示，是用来表征液体性质相关的阻力因子；运动黏度是流体的动力黏度与流体的密度之比6热传导：是通过微观粒子（分子·原子·电子等）的运动实现能量传递；热对流：指流体质点间发生相对位移而引起的热量传递过程；热辐射：指物体由于热的原因以电磁波的形式向外发射能量的过程7水分结冰率：食品冻结过程中水分转化为冰晶体的程度；最大冰晶生成区：水分结冰率变化最大的温度区域（-1~5摄氏度）8形状系数：表证非球形颗粒与球形颗粒的差异程度。9分隔尺度：指混合物各个局部小区域体积的平均值；分隔强度：指混合物各个局部小区域的浓度与整个混合物的平均浓度的偏差的平均值。10泵的工作点：将同一系统中的泵的特性曲线和某特定管路曲线，用同样的比例尺绘在一张图上，则这两条曲线的交点称为系统的工作点11温度场：某一瞬间空间中各点的温度分布；温度梯度：沿等温面法线方向上的温度变化率12颗粒群的频率分布曲线：将各个颗粒的相对应的颗粒百分含量绘制成曲线；累计分布曲线是将小于（大于）某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系绘制成表格或图形来直观表示颗粒粒径的累积分布13粉碎：利用机械力将固体物料破碎为大小符合要求的小块颗粒或粉末的单元操作；粉碎比“物料粉碎前后的平均粒度之比14床层空隙率：众多颗粒按某种方式堆积成固体定床时，床层中颗粒堆积的疏密程度可用空隙率表示，数值等于床层空隙体积与床层总体积之比15床层的比表面：单位床层体积具有的颗粒表面积16水力光滑管：当δ﹥Δ时，管壁的凸凹不平部分完全被黏性底层覆盖，粗糙度对紊流核心几乎没有影响，此情况成为水力光滑管17紊流核心：黏性影响在远离管壁的地方逐渐减弱，管中大部分区域是紊流的活动区，这里成为紊流核心18允许吸上真空高度Hsp:在吸上真空高度上留有一定的余量，所得的吸上真空高度19最大吸上真空高度Hsmax:当泵的吸入口处的绝对压力Ps降低到与被输送液体在输送温度下的饱和蒸汽压Pv相等时，吸上真空高度就达到最大的临界值，称为最大吸上真空高度20泵的几何安装高度（吸入高度）：指泵的吸入口轴线与贮液槽液面间的垂直距离21壁效应：壁面附近的空隙率总是大于床层内部，因阻力较小，流体在近壁处的流速必大于床层内部22黑体：A=1表示投射到物体表面上的辐射能全部被该物体吸收；白体或镜体：R=1,表示投射到物体表面上的辐射能全被该物体反射；透热体：D=1表示投射到物体表面上的辐射能全部被透过；灰体：能以相同的吸收率且部分地吸收所有波长范围的辐射能的物体；特点：a,灰体的吸收率
流化床干燥实验报告 姓名：张萌学号：5602111001 班级：食品卓越111班 一、实验目的 1．了解常压干燥设备的基本流程和工作原理。 2. 掌握测定干燥速度曲线的方法。 3. 掌握根据实验干燥曲线求取干燥速率曲线以及恒速阶段干燥速 率、临界含水量、平衡含水量的实验分析方法。 二、基本原理 1.干燥速率：单位干燥面积（提供湿分汽化的面积）、单位时间内所除去的湿分质量。 2.干燥速率的测定方法：利用床层的压降来测定干燥过程的失水量。需要用到的公式有： 物料中瞬间含水率X i=（△p-△p e）/△p e 式中:△p-时刻τ时床层的压差； 计算出每一时刻的瞬间含水率X i,然后将X i对干燥时间iτ作图，即为干燥曲线。 3.干燥过程分析： （1）物料预热阶段 （2）恒速干燥阶段 （3）降速干燥阶段。 非常潮湿的物料因其表面有液态水存在，当它置于恒定干燥条件下，则其温度近似等于热风的湿球温度tw ,到达此温度前的阶段称为
（1）阶段。在随后的第二阶段中，由于表面存有液态水，物料温度约等于空气的湿球温度tw，传入的热量只用来蒸发物料表面水分，在第（2）阶段中含水率X随时间成比例减少，因此其干燥速率不变，亦即为恒速干燥阶段。在第（3）阶段中，物料表面已无液态水存在，亦即若水分由物料内部的扩散慢于物料表面的蒸发，则物料表面将变干，其温度开始上升，传入的热量因此而减少，且传入的热量部分消耗于加热物料，因此干燥速率很快降低，最后达到平衡含水率而终止。（2）和（3）交点处的含水率称为临界含水率用X0表示。对于第（2）（3）阶段很长的物料，第（1）阶段可忽略，温度低时，或根据物料特性亦可无第二阶段。 三、实验装置与流程 1．主要设备及仪器 （1）鼓风机：BYF7122,370W； （2）电加热器：额定功率2.0KW； （3）干燥室：Φ100mm×750mm； （4）干燥物料：耐水硅胶； （5）床层压差：Sp0014型压差传感器，或U形压差计。 2．实验装置
江 南 大 学 考 试 卷 专 用 纸 《食品工程原理》（2）期末试卷（B ） 2006.6 （食品学院03级用） 使用专业、班级 学号 姓名 题 数 一 二 三 四 五 总 分 得 分 一、概念题 〖共计30分〗； (填空题每空1分，判断、选择题每小题各1分) 1 在填料塔吸收系数测定的实验中，本实验室所使用的填料有__拉西______环和___鲍尔_____环两种。 2 根据双膜理论，吸收质从气相主体转移到液相主体整个过程的阻力可归结为（ C ）。 (A)两相界面存在的阻力； (B)气液两相主体中的扩散的阻力； (C)气液两相滞流层中分子扩散的阻力； 3 气体的溶解度随________的升高而减少，随 ___________的升高而增大。 4 精馏过程是利用 多次部分气化_______________和____多次部分冷凝____________的原理而进行的。 5 精馏塔设计时采用的参数(F ,x F ,,ｑ, D ，x D ，R 均为定值)，若降低塔顶回流液的温度，则塔内实际下降液体量__增大______，塔内实际上升蒸汽 量________。(增大，减少，不变，不确定) 6 二元溶液连续精馏计算中，进料热状态的变化将引起以下线的变化。（ ） (A)平衡线； (B)操作线与q 线； (C)平衡线 本题得分 8. 判断题（对打√，错打×） ①干燥操作能耗大，但要从湿固体物料中除去湿份(水份)，只能采用干燥 操作。( ) ②干燥过程中，湿物料表面并不总是保持为操作条件下空气的湿球温度。 ( ) 9. 干燥过程是________________和________________相结合的过程。 10 料液在高于沸点下进料时，其加热蒸气消耗量比沸点进料时的蒸汽消耗 量___少______， 因为此时料液进入蒸发器后有____闪蒸__________现象产生。 11多效蒸发的原理是利用减压的方 法使后一效的蒸汽压力和溶液的沸点较前一效的低，以使前一效引出的_____________作后一效的 ____________，从而实现____________再利用。 12萃取剂加入量应使原料和萃取剂的和点M 位于 (A)溶解度曲线之上方区； (B)溶解度曲线上； (C)溶解度曲线之下方区； (D)座标线上。 13萃取是利用各组分间的 差异来分离液体混合液的。 (A)挥发度 (B)离散度 (C)溶解度 (D)密度。 14判断题（对打√，错打×） 从A 和B 组分完全互溶的溶液中，用溶剂S 萃取其中A 组分，如果 出现以下情况将不能进行萃取分离: (A) S 和B 完全不互溶，S 和A 完全互溶。 ( )
食品工程原理总复习 第0章引论 1．什么是单元操作？ 2．食品工程原理是以哪三大传递为理论基础的？简述三大传递基本原理。3．物料衡算所依据的基本定律是什么？解质量衡算问题采取的方法步骤。4．能量衡算所依据的基本定律是什么？要会进行物料、能量衡算。 第一章流体流动 1．流体的密度和压力定义。气体密度的标准状态表示方法？ 2．气体混合物和液体混合物的平均密度如何确定？ 3．绝对压力Pab、表压Pg和真空度Pvm的定义。 4．液体静力学的基本方程，其适用条件是什么？ 5．什么是静压能，静压头？位压能和位压头？ 6．压力测量过程中使用的U型管压差计和微差压差计的原理。 7．食品工厂中如何利用流体静力学基本方程检测贮罐中液体存量和确定液封高度？ 8．流体的流量和流速的定义。如何估算管道内径？ 9．什么是稳定流动和不稳定流动？流体流动的连续性方程及其含义。10．柏努利方程及其含义。位能、静压能和动能的表示方式。 11．实际流体的柏努利方程，以及有效功率和实际功率的定义。 12．计算管道中流体的流量以及输送设备的功率。 13．什么是牛顿粘性定律？动力黏度和运动黏度的定义。 14．什么是牛顿流体？非牛顿流体？举例说明在食品工业中的牛顿流体和非牛顿流体。 15．雷诺实验和雷诺数是表示流体的何种现象？ 16．流体在圆管内层流流动时的速度分布及平均速度表述，泊稷叶方程。17．湍流的速度分布的近似表达式。 18．计算直管阻力的公式—范宁公式。 19．层流和湍流时的摩擦因数如何确定？ 20．管路系统中局部阻力的计算方法有哪两种？具体如何计算？ 21．管路计算问题（重点是简单管路，复杂管路） 22．流体的流量测定的流量计有哪些？简述其原理。 第二章流体输送 1．简述离心泵的工作原理。什么是“气缚”现象？ 2．离心泵主要部件有哪些？有何特点？ 3．离心泵的主要性能参数有哪些？ 4．离心泵的特性曲线是指那三条关系曲线？ 5．影响离心泵特性曲线的因素有哪些？
食品工程原理是一门不仅精于理论更重于实践的一门很重要的专业课，是食品学院的专业基础课。课程中详细的讲述了食品生产加工过程中的“三传理论”及常用单元操作中典型设备的工作原理、基本构造及设计计算等，教会我们运用所学的知识去解决食品工程设计及生产操作中各类实际问题的能力。这是一门非常重要的专业基础课，把我们之前所学的高等数学、大学物理、理论力学等等课程紧密的结合在一起去解决食品工程中的相关问题。同时也为以后的课程作了铺垫，在大学的课程中很好的起到了承上启下的作用。 三传理论之热量传递过程--------在自然界中，热量传递是一种普遍存在的现象。两物体间或同一物体的不同部位间，只要存在温差，且两者之间没有隔热层，就会发生热量传递，直到各处温度相同为止。在化工生产过程中，普遍遇到的物料升温、冷却或保温，都涉及热量传递。此外，有不少场合，热量传递是与其他传递同时进行的。例如在干燥操作中，热量传递与质量传递同时发生；而在反应器中，动量传递、热量传递、质量传递与化学反应同时发生。热量传递有热传导、对流传热和辐射传热三种基本方式。热传导依靠物质的分子、原子或电子的移动或(和)振动来传递热量，流体中的热传导与分子动量传递类似。对流传热依靠流体微团的宏观运动来传递热量，所以它只能在流体中存在，并伴有动量传递。辐射传热是通过电磁波传递热量，不需要物质作媒介。 三传理论值质量传递过程--------例如敞口水桶中水向静止空气中蒸发，糖块在水中溶解，烟气在大气中扩散，用吸收方法脱除烟气中的二氧化硫，以及催化反应中反应物向催化剂表面转移等，都是日常生活中或工程上常见的质量传递过程。在化工生产中，质量传递不仅是均相混合物分离的物理基础，而且也是反应过程中几种反应物互相接触以及反应产物分离的主要机理。研究质量传递规律，不仅对传质设备（如板式塔、填充塔等）的设计很重要，而且对反应器的设计，特别在涉及受质量传递控制的反应时，也是很重要的。此外，在环境工程、航天技术以及生物医药工程中，质量传递都起着重要作用。质量传递有分子扩散和对流扩散两种方式。分子扩散由分子热运动造成；只要存在浓度差，就能够在一切物系中发生。对流扩散由流体微团的宏观运动所引起，仅发生在流动流体中。质量传递的中心问题是确定浓度分布和传质速率。浓度分布可在已知速度分布的基础上，通过对流扩散方程解出。传质速率又称质量通量，是单位时间内通过单位传质面积所传递的质量。求取浓度分布可作为确定质量通量的基础。在对流扩散的研究和计算中，常将传质速率表述为传质分系数与传质推动力（浓度差）的乘积，于是确定传质分系数成了质量传递的计算和研究中的关键问题。质量传递的研究方法与热量传递的研究方法颇为相似；但热量传递过程中所传递的只是热量，而在质量传递时，物系中的一个或几个组分本身在迁移着。因之质量传递更为复杂。简称传质。物质系统由于浓度不均匀而发生的质量迁移过程。某一组分在两相中的浓度尚未达到相平衡即有浓度梯度存在时，这一组分就会由比平衡浓度高的一相转移入浓度低的一相，直至两相间浓度达到平衡为止。一相中若浓度不均，传质也可以在一相内发生，两相流体间的传质在工业过程中较为重要，可借以分离混合物。气体吸收，空气的增湿、减湿，以及液体的蒸馏、精馏，是属于气液系统的传质过程。液液萃取是属于液液系统的传质过程。固液萃取(即浸取)和离子交换是属于液固系统的传质过程。干燥和吸附则是属于气固系统的传质过程。 三传理论之动量传递过程--------在流动着的流体中动量由高速流体层向相邻的低速流体层的转移，与热量传递和质量传递并列为三种传递过程。动量传递影响到流动空间中速度分布的状况和流动阻力的大小，并且因此而影响热量和质量