食品工程原理第七章

食品工程原理

文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

复习题：

1 简述食品工程原理在食品工业中的作用和地位。

2 何为绝对压力、表压和真空度它们之间有何关系

3 何为不可压缩流体和可压缩流体

4 写出流体静力学基本方程式，说明该式应用条件。

5 简述静力学方程式的应用。

6 说明流体的体积流量、质量流量、流速（平均流速）及质量流速的定义及相互关系。

7 何为稳定流动和不稳定流动

8 写出连续性方程式，说明其物理意义及应用。

9 分别写出理想流体和实际流体的伯努利方程式，说明各项单位及物理意义。

10应用伯努利方程可以解决哪些问题

11应用伯努利方程式时，应注意哪些问题如何选取基准面和截面

12简述流体粘度的定义、物理意义及粘度的单位。

13写出牛顿粘性定律，说明式中各项的意义和单位。

14何为牛顿型流体和非牛顿型流体

15 Re的物理意义是什么如何计算

16流体的流动类型有哪几种如何判断

17简述离心泵的工作原理及主要部件。

18气缚现象和汽蚀现象有何区别

19什么叫汽蚀现象如何防止发生汽蚀现象

20离心泵在启动前为什么要在泵内充满液体

21何为管路特性曲线何为工作点

22离心泵的主要性能参数有哪些各自的定义和单位是什么

23离心泵流量调节方法有哪几种各有何优缺点

24何为允许吸上真空度和汽蚀余量如何确定离心泵的安装高度

25扬程和升扬高度是否相同

26 简述泵的有效功率小于轴功率的原因（有哪几种损失）

27比较往复泵和离心泵，各有何特点

28简述混合均匀度的的判断依据以及混合机理

29影响乳化液稳定性的主要因素有哪些

30何为均相物系何为非均相物系

31 影响沉降速度的因素有哪些各自含义是什么

32简述板框压滤机的工作过程。

33过滤有几种方式

34离心沉降与重力沉降相比，有什么特点

食品工程原理

（一） 食品冷冻技术

了解食品冷冻冷藏对食品保鲜作用的基本原理。

 过程：食品中的自由水形成冰晶体

 特点：食品的冰点低于水的冰点（见附录表15 P.685）

 食品的物理性质变化：

 密度降低，内压升高，比热容降低，热导率升高

 见图6-47 （1）（2）P.354

冻结速度对食品结构的影响：冻结过程进行得越慢，细胞间隙里的水分就会形成冰晶聚集，冰晶颗粒越大，水分重新分布越显著，越容易破坏食品的细胞组织；反之，快速冻结使细胞内的水分大多数在原地冻结，冰晶体分布均匀且颗粒较小，可以在食品解冻时最大程度地保持食品原有的组织状态。

（二） 颗粒与流涕之间的相对运动

1、 了解离心沉降的基本原理。

1 沉降 ：分散相在连续相中运动。

 定义：利用分散相与连续相之间的密度差，使分散相相对于连续相运动而实现分离的操作。

 如果沉降在重力场中进行，就称为重力沉降。例如，将一桶含有泥砂的河水静置一段时间，水中的泥砂沉到桶底，就得到了比较清洁的水。这个过程就是重力沉降过程，作用原理就是泥砂的密度大于水。

2 过滤：连续相相对于分散相运动。

3 离心分离：依靠分离设备的旋转，使物系处于离心场下从而使悬浮液分离的操作。

2、 了解液体过滤的基本原理。

（三） 乳化

1、 了解食品乳化操作基本原理；HLB概念及其在选择乳化剂时的参照意义。

（四） 粉碎与筛分

1、 了解各种粉碎方法与原理。

2、 了解食品工业上的应用。

（五） 吸附

1、 了解基本概念；吸附过程和吸附理论。

2、 了解吸附技术在食品工业中的应用。

（六） 浸出和萃取

1、 了解浸出和萃取理论的基本概念以及操作原理、

2、 了解浸出和萃取在食品工业中的应用。

（七） 液体浓缩

1、 了解液体浓缩的基本方法及原理。

2、 了解各种蒸发设备的结构、特点及其适用范围。

3、 了解浓缩过程在食品工业中的应用。

第一章 流体力这基础

1. 解：已知d1 = 0.02m，d2 = 0.012，Δp = 800Pa，ρ = 940kg/m3

列出伯努利方程

根据题意：z1 = z2，Δp = p1 – p2，由此得：

2-2122uup (1)

再与连续性方程联立

解得：u2 = 1.398 m/s，由此求得：

)/(1058.134smQ

2.解：已知smQ/10233，d = 0.027m，sPa31012.2，ρ = 1030kg/m3。

根据流量求出流速

smu/49.3

441011058.4Re

∴ 此管内流动为紊流。

3.解：已知：smQ/105.134，d = 0.01m，sPa31040，ρ = 940kg/m3，l

= 27m。

列出伯努利方程：

fLupzupz2g2g22222111

根据已知条件得：z1 = z2，u1 = u2。由此得：

fLp

根据流量求出流速，再判断流动状态

∴ 此管内流动为层流。

计算1426.0

根据范宁公式：22udlLf计算kgJLf/23.702

由此得： kPaLpf6600

4. 解：已知：u = 6 m/s，d = 0.033m，l = 100m。sPa31012，ρ = 1000kg/m3 fLupzupz2g2g22222111

根据已知条件得：z1 = z2，u1 = u2。由此得：

fLp

判断流动状态

∴ 此管内流动为紊流。管内壁为水力光滑管，所以可认为粗糙度Δ = 0。查摩擦因数图，求得：λ = 0.027。

代入范宁公式，得： kgJLf/73.1472

由此得： kPaLpf73.1472100073.1472

一、名词解释：

蒸发操作：当溶质为不挥发或挥发性甚小，而溶剂有明显挥发性时，常采用加热的方法使溶剂汽化，从而使溶液浓缩，这就是蒸发操作。

生蒸汽：用作热源的加热蒸汽，由锅炉产生

二次蒸汽：通过蒸发器而蒸发出来的蒸汽

单效蒸发：在蒸发操作中，若将二次蒸汽不再冷凝，不再利用称为单效蒸发。

多效蒸发：如将二次蒸汽作为另一蒸发器的热源进行串联操作，可被再次利用的称为多效蒸发。闪急蒸发：将一定组分的液体加热至泡点以下，

使其部分汽化，或将一定组分的蒸汽冷却至露点以下，使其部分冷凝，便形成气—液相两相，两相达到平衡。然后将两相分离。此过程的结果是易挥发组分在气相中富集，难挥发组分在液相中富集。这一过程称为平衡蒸发，即闪急蒸发。

温差损失：总温差和实际传热温差之差，△=△t0-△t=t-tg’

结晶：是从蒸汽、溶液或熔融物中析出晶体的过程。

超滤：是用孔径为10-2～10-3μm的膜过滤含大分子溶质的溶液，将大分子或细微粒子与溶液分离。

反渗透：是对溶液施加超过渗透压的压强，使溶剂分子（主要是水）通过半透膜而与溶液分离。

半透膜：

湿空气的绝对湿度：单位质量干空气所带水气质量。

湿空气的相对湿度：湿空气中水气的分压P1于同温度t、同总压P下饱和空气中的水气分压PS之比，即φ=P1/PS×100%，是湿空气饱和的标志。

湿含量：为单位质量干空气所带的水气质量

湿比容：含单位质量绝干空气的湿空气的体积，为单位质量绝干空气体积和相应的水气体积之和

水蒸汽分压：干空气与水蒸汽占有一定体积，具有一定压强时，当水蒸气在相同体积中单独占据时具有的压强，称为水蒸汽分压。

干球温度：在湿空气中，用一般温度计测得的温度。

湿球温度：将湿球温度计置于湿空气中，经一段时间达到稳定后，其读数称为湿球温度。

露点：将空气在总压和湿度保持不变的情况下冷却，但湿空气达到饱和时的温度。

物料湿基水分含量：为水分在湿物料中的质量分数，即W=水分质量/湿物料总质量×100%