食品工程原理实验指导书
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《食品工程原理实验》课程标准一、课程概述食品工程原理实验课是食品工程原理课程的一个重要教学环节,其基本任务是巩固和加深对食品工程原理课程中基本理论知识的理解,培养学生应用理论知识组织工程实验的能力及分析问题解决工程问题的能力,并在实验中学会一些操作技能。
二、课程目标1. 巩固和深化理论知识;食品工程原理课程中所讲授的理论、概念或公式,学生对它们的理解往往是肤浅的,对于各种影响因素的认识还不深刻,当学生做了食品工程原理实验后,对于基本原理的理解、公式中各种参数的来源以及使用范围会有更深入的认识。
2. 培养学生从事实验研究的能力;3. 培养学生实事求是、严肃认真的学习态度;三、课程内容和教学要求四、课程实施(一)课时安排与教学建议食品工程原理实验是食品工程原理课程中的实验教学环节,食品工程原理是食品科学与工程专业的必修课,系主干课程。
按照教学计划一般有18学时左右,具体课时安排见课程内容和教学要求。
(二)教学组织形式与教学方法要求1.按教学班分成若干实验组的形式进行教学组织,尽量使每个学生一组进行实验。
2.教学方法采用课堂讲授与学生独立实验相结合。
课堂教授主要是针对实验的目的和要求,实验中的注意事项,实验中须观察记录的数据向学生讲解清楚;学生独立实验是按照实验要求独立完成实验所要求的项目。
3.在教师指导下由学生独立完成实验。
五、教材编写与选用《食品工程原理实验》教材要在课程标准的统一要求下,实行多样化。
现还没有专门的食品工程原理实验教材可供选用,可以选用相近学科的教材[如祁存谦等主编的《简明化工原理实验》(华中师范大学出版社1993年版)],也可以选用根据本校实验条件自编的《食品工程原理实验》教材。
六、课程评价通过检查实验预习报告、观察实验态度、批改实验报告,确定实验成绩,每个实验中预习(报告)占10%,实际操作占30%,学习态度(考勤、值日、纪律、互助等)30%,实验总结报告30%。
该实验成绩占本课程总评成绩的10%。
实验一 恒压过滤常数测定实验【实验目的】1.熟悉板框压滤机的构造和操作方法;2.通过恒压过滤实验,验证过滤基本原理;3.学会测定过滤常数K 、q e 、τe 及压缩性指数S 的方法;4.了解操作压力对过滤速率的影响。
【实验原理】过滤是以某种多孔物质作为介质来处理悬浮液的操作。
在外力作用下,悬浮液中的液体通过介质的孔道而固体颗粒被截留下来,从而实现固液分离。
过滤操作中,随着过滤过程的进行,固体颗粒层的厚度不断增加,故在恒压过滤操作中,过滤速率不断降低。
影响过滤速率的主要因素除压强差、滤饼厚度外,还有滤饼和悬浮液的性质,悬浮液温度,过滤介质的阻力等,在低雷诺数范围内,过滤速率计算式为:Lp a K u μεε∆-=223')1(1(5-1)式中,u ——过滤速度,m/s ;K ’——康采尼常数,层流时,K ’=5.0;ε——床层空隙率,m 3/m 3 ;μ——滤液粘度,Pa·s ;a ——颗粒的比表面积,m 2/m 3;△p ——过滤的压强差,Pa ;L ——床层厚度,m 。
由此可以导出过滤基本方程式: )('12Ve V v r p A d dV s +∆=-μτ(5-2)式中,V ——过滤体积,m 3;τ——过滤时间,s ;A ——过滤面积,m 2;Ve ——虚拟滤液体积,m 3;r ——滤饼比阻,1/m 2,r=5.0a 2(1-ε)2/ε3; r ’ ——单位压强下的比阻,1/m 2,r= r ’△p s ;V ——滤饼体积与相应滤液体积之比,无因次;S ——滤饼压缩性指数,无因次,一般S =0~1,对不可压缩滤饼,S =0。
恒压过滤时,令k=1/μr ’v ,K=2k △p 1-s,q=V/A ,q e =V e /A ,对(5-2)式积分得:(q+q e )2=K(τ+τe ) (5-3)式中,q ——单位过滤面积的滤液体积,23/m m ;q e ——单位过滤面积的虚拟滤液体积,23/m m ;τe ——虚拟过滤时间,s ;K ——滤饼常数,由物料特性及过滤压差所决定,s m /2。
《食品发酵工程原理》实验指导书实验一甜酒酿的制作一、实验目的1.通过甜酒酿的制作了解酿酒的基本原理。
2.掌握甜酒酿的制作技术。
二、实验要求三、实验原理以糯米(或大米)经甜酒药发酵制成的甜酒酿,是我国的传统发酵食品。
我国酿酒工业中的小曲酒和黄酒生产中的淋饭酒在某种程度上就是由甜酒酿发展而来的。
甜酒酿是将糯米经过蒸煮糊化,利用酒药中的根霉和米曲霉等微生物将原料中糊化后的的淀粉糖化,将蛋白质水解成氨基酸,然后酒药中的酵母菌利用糖化产物生长繁殖,并通过酵解途径将糖转化成酒精,从而赋予甜酒酿特有的香气、风味和丰富的营养。
随着发酵时间延长,甜酒酿中的糖分逐渐转化成酒精,因而糖度下降,酒度提高,故适时结束发酵是保持甜酒酿口味的关键。
四、实验所用仪器及材料手提高压灭菌锅,不锈钢丝碗,滤布,烧杯,不锈钢锅。
糯米、酒药。
五、实验步骤和方法1洗米蒸饭将糯米淘洗干净,用水浸泡4h, 捞起放于置有滤布的钢丝碗中,于高压锅内蒸熟(约0.1Mpa, 9min),使饭“熟而不糊”。
2淋水降温用清洁冷水淋洗蒸熟的糯米饭,使其降温至35℃左右,同时使饭粒松散。
3落缸搭窝将酒药均匀拌入饭内,并在洗干净的烧杯内洒少许酒药,然后将饭松散放入烧杯内,搭成凹形圆窝,面上洒少许酒药粉。
盖上培养皿盖。
4保温发酵于30℃进行发酵,待发酵2天后,当窝内甜液达饭堆2/3高度时,进行搅拌,再发酵1天左右即可。
六、实验注意事项1 蒸好的饭应凉至35度以下,以防烫死酒曲中是微生物。
2 装熟糯米的用具应做好消毒,以防杂菌污染。
七、实验预习要求提前预习霉菌和酵母菌的发酵原理。
八、实验报告要求1 发酵期间每天观察、记录发酵现象。
2 对产品进行感官评定,写出品尝体会。
实验二活性干酵母的酒精发酵一、实验目的酒精发酵是典型的糖的无氧酵解途径。
通过实验让学生理解糖的无氧酵解途径并了解厌氧发酵的工艺过程。
二、实验原理在无氧的培养条件下,酵母菌利用糖发酵为酒精和二氧化碳的作用即为酒精发酵,反应式为:C6H12O6 2C2H5OH +2CO2通过对表观发酵度的测定,可以判断酒精发酵的进程。
食品工程原理实验指导书中国农业大学食品科学与营养工程学院葛克山前言21世纪人类将进入知识经济的时代,人们正将其视为继农业经济、工业经济之后人类社会所面临的又一次生产方式、生活方式乃至思维方式的历史性变革。
面对知识经济的到来,我国高等教育改革势在必行,以培养出知识面宽广且具有较强创新能力的人才。
食品工程基础实验作为食品工程类创新人才培养过程中重要的实践环节,在食品工程教育中起着重要的作用,它具有直观性、实践性、综合性和创新性,而且还能培养学生具有一丝不苟、严谨的工作作风和实事求是的工作态度。
因此,以培养实验研究过程中所需的各种能力和素质为目的,以强化创新能力为重点,对食品工程基础实验进行了相应的改革,更新了全部实验内容。
更新后的实验主要是符合“素质教育”需要的综合型、研究型、设计型实验,同时实验设备也达到了国内领先水平。
本书作为食品工程基础实验的指导书,具有如下特点:(1)将实验研究过程中所需要的各种能力,通过不同的实验来培养;而工作作风和态度的培养则贯穿于每个实验环节。
(2)实验内容通过必做和选做的结合,来达到因材施教的目的。
(3)实验内容尽可能接近工厂实际,以训练工程能力。
由于编者水平有限,时间仓促,书中难免有不妥和错误之处,恳切希望读者批评指出。
目录实验守则--------------------------------------------------------------------------------------------------4 对学生基本要求--------------------------------------------------------------------------------------- -4 实验1 离心泵性能测定实验-------------------------------------------------------------------------5 实验2 传热实验-------------------------------------------------------------------------------------9 实验3 过滤实验------------------------------------------------------------------------------------ 16 实验4 干燥实验----------------------------------------------------------------------------------------21实验守则讲究科学态度,遵守课堂纪律,敢于实事求是,勤于动脑动手,尊重老师指导,爱护仪器设备,注意人身安全,保持环境卫生。
食品工程原理实验指导王洪志食品工程原理-前言一、食品工程原理实验的特点食品工程原理实验属于工程实验范畴,它不同于基础课程的实验。
后者面对的是基础科学,采用的方法是理论的、严密的,处理的对象通常是简单的、基本的甚至是理想的,而工程实验面对的是复杂的实际问题和工程问题。
对象不同,实验研究方法也必然不同,工程实验的困难在于变量多、涉及的物料千变万化、设备大小悬殊,实验工作量之大之难是可想而知的。
因此不能把处理一般物理实验的方法简单地套用于食品工程原理实验。
数学模型方法和因次论指导下的实验研究方法是研究工程问题的两个基本方法,因为这两种方法可以非常成功地使实验研究结果由小见大、由此及彼地应用于大设备生产设计上。
二、实验教学目的1. 培养学生从事实验研究的初步能力。
从科学实验中,我们体会到从事实验研究应具有这样一些能力:对实验现象有敏锐的观察能力;运用各种实验手段正确地攫取实验数据和实验现象实事求是地得出结论,并能提出自己见解的能力以及对所研究的问题具有旺盛的探索和创造力。
2. 初步掌握一些有关食品工程学的实验研究方法和实验技术。
为此,基础实验中也应力求接触一些新的测试技术和手段,以便能适应不断发展着的科学技术。
3. 培养学生运用所学的理论,分析和解决实验问题的能力。
在理论与实验相结合的过程中,必将有助于巩固和加深对某些基本原理的理解,进而在某些方面还能得到适当的充实和提高。
三、实验教学要求1. 认真阅读实验指导书和有关参考资料,了解实验目的和要求。
2. 进行实验室现场预习,了解实验装置,摸清实验流程、测试点、操作控制点,此外还须了解所使用的检测仪器、仪表。
3. 预先组织好5—6人的实验小组,实验小组讨论并拟定实验方案,预先作好分工。
4. 进行实验操作:要求认真细致地记录实验原始数据。
操作中应能进行理论联系实际的思考。
5. 实验数据的处理,如果用计算机处理实验数据,则学生须有一组手算的计算示例。
6. 撰写实验报告。
雷诺实验一、实验目的1、观察流体在管内流动的三种不同的流型2、测定临界雷诺数Re二、实验原理在圆管流动中采用雷诺数来判别流态:式中:v一圆管水流的断面平均流速;d一圆管直径;一水流的运动粘滞系数。
当Re<Rec(下临界雷诺数)时为层流状态,Rec<2320。
当Re<Rec`(上临界雷诺数)时为紊流状态,Rec`在4000—12000之间。
三、实验步骤1. 关闭流量调节阀7,打开进水阀3,使自来水充满水槽,•并使其有一定的溢流量。
2. 轻轻打开阀门7,让流体水缓慢流过实验管道。
使红水全部充满细管道中。
3. 调节进水阀,维持尽可能小的溢流量。
4. 缓慢地适当打开红水流量调节夹,即可看到当前水流量下实验管内水的流动状况,记录流量的数据,并计算雷诺准数。
5. 增大进水阀3 的开度,在维持尽可能小的溢流量的情况下提高水的流量。
并同时根据实际情况适当调整红水流量,即可观测其他各种流量下实验管内的流动状况。
分别记录过渡流和湍流的流量数据,并计算对应的雷诺准数。
6.关闭各个阀门。
7.注意在实验过程中,保持仪器的稳定,如若出现晃动,则会使得实验失败。
四、实验结果孔板流量计孔板内径: do=9.0 mm,管道内径d=20mm温度T=22℃,此时,水的密度ρ=997.769(Kg/m3),黏度μ=0.9579×103 P a·s流速雷诺准数μρdu=Re流型层流1 层流2 过渡流湍流1 湍流2流量L/h 50 75 95 145 185雷诺准数1137.03 1591.84 2160.36 3297.39 4206.02由图可知,雷诺准数与流量大致成线性关系,为正相关。
当Re<2000时,流体流型为层流。
当Re>2000时,流体流型变为过渡流,即介于层流和湍流。
当Re>4000时,流体流型变成紊流,即湍流。
能量转换演示实验一、实验目的1、掌握流体在管内流动时流动阻力的表现形式2、熟悉流体具有的各种能量和压头的概念,了解它们之间的相互转换关系,在此基础上,掌握伯努利方程。
食品理化检验实验指导书适用课程:食品理化检验(实验)食品理化检验实训食品检验技术(实验)食品检验技术实训食品卫生与营养检测(实验)食品卫生与营养检测综合实训目录实验部分实验一常压干燥法测定面粉的水分含量 (1)实验二面粉总灰分的测定 (3)实验三果汁饮料中总酸及pH的测定 (5)实验四牛乳中还原糖的测定 (8)实验五酱油中氨基酸态氮的测定 (10)实验六索氏提取法测定花生中粗脂肪的含量 (12)实验七牛奶粗脂肪含量的测定 (14)实验八酱油中氯化钠含量的测定 (16)实验九酸水解法测定火腿肠中脂肪含量 (19)实验十油脂酸价、过氧化值测定 (21)实验十一分光光度法测定火腿肠中亚硝酸盐的含量 (23)实验十二硫代巴比妥酸比色法测定食品中的山梨酸含量 (24)实验十三水果中维生素C含量的测定 (28)实验十四果胶的提取 (33)实验十五果胶的测定 (35)实验十六高效液相使用技能训练(色谱法测定茶叶中提取物) (36)实验十七银耳中SO2(漂白剂)的含量测定 (40)选做实验实验一比重瓶法测定酱油的相对密度 (42)实验二酶水解法测定食品中淀粉含量 (43)实验三乳化剂—蔗糖脂肪酸酯中游离蔗糖的测定 (45)实验四白酒中甲醇的测定——品红亚硫酸比色法 (47)实验五紫外分光光度法测定鸡蛋中的维生素A (49)实验六薄层层析法测定果酱中苯甲酸、山梨酸的含量 (51)实验七纸层析法测定β-胡萝卜素 (53)实验八分光光度法测定海带中碘的含量 (55)实训部分模块一基本技能训练 (57)实训一常用电器的使用技能 (57)实训二常用的物理检验仪器使用技能训练 (60)实训三酸度计和电动磁力搅拌器的使用技能 (68)实训四索氏提取器的安装和使用技能训练 (73)实训五微量凯氏定氮仪的安装和使用技能训练 (75)实训六薄层板的制备技术和薄层分析的点样技术训练 (77)模块二综合实训 (78)实训一糕点产品的理化检测 (78)实训二酱菜类产品的理化检测 (79)实训三肉制品的理化检测 (80)实验部分实验一常压干燥法测定面粉的水分含量一实验目的1 熟练掌握烘箱的使用、天平称量、恒重等基本操作。
食品工程原理课程设计指导书一、概述1、目的学会设计的步骤和方法,查阅资料,使用手册搜索公式和数据。
2、任务和时间(1)见任务书。
(附页)(2)时间为避免制图室使用冲突,时间协商。
3、步骤(1)查阅资料,拟定设计方案,进行工艺计算和结构设计。
(2)绘图。
(3)编制说明书。
4、作业档案袋+说明书+图纸。
二、说明书的内容和要求(一)内容1、封皮(见附页)2、目录:主要项目(见附页)3、设计说明(1)设备作用;(2)工艺流程示意图;(3)选用该设备的理由、依据和优缺点;(4)设备的放置型式,进出物料口;(5)设备的结构特点;(6)特殊问题处理。
4、工艺计算包括:热负荷、冷却水用量、传热面积、管子(尺寸、数目、排列方式)、传热系数和传热面积的校核。
5、设备结构的设计包括:壳体的直径、长度和厚度;管板尺寸、厚度和结构;封头、法兰、接管、接管箱的结构、尺寸和材料。
6、设计结果汇总(1)工艺计算:主要结果;(2)结构设计:管板、法兰、接管箱和封头等主要尺寸。
7、对设计的评价写出本次设计的特点、创新及不足之处。
8、参考文献以便审阅者查对。
(二)要求1、公式和数据应注明来源;2、设备及附件尽量标准化;3、主要部件应在说明书上画图表示;4、说明书上应详细列出计算过程。
三、设计图纸1、1号图纸包括主视图、侧视图、节点放大图,技术特性表、管口表,技术要求,明细表。
2、技术要求(1)装配的技术要求;(2)管板的技术要求;(3)折流板、支承板的技术要求。
3、管口表包括冷却水进出口、蒸汽进口、冷凝水出口、不凝气排出口五个接管口的规格及用途。
4、技术特性表包括工作压力、工作温度、物料名称和传热面积。
四、设计方案的确定1、确定换热器的型式2、流体流动的空间及方向3、流速的选择4、确定冷却水出口温度五、工艺计算根据任务书给出的原始数据进行计算。
化工工艺计算一、一些基本设计数据的确定此次设计的物料为:管程:清洁河水 壳程:饱和水蒸气 根据要求,设计原始数据如下:1.蒸汽处理量h W2.真空度3.当地大气压:760mmHg4.绝对压强P 绝 =大气压强-真空度 [1] 二、传热面积的初定在稳定传热过程中,总传热系数随K 温度变化 不大时,根据总传热速率方程:tK Q S m∆=0有效[2]式中:S———换热管外表面积 ,m 2; Q有效———传热速率(热负荷),W ;K———基于管外表面积的总传热系速,W /(m 2·℃);mt ∆———平均温度差,℃。
食品工程原理实验指导书上实验一:食材中蛋白质的定性分析实验目的1. 了解蛋白质在食材中的存在状态。
2. 利用蛋白质的化学性质定性识别不同食材中蛋白质的类型。
3. 掌握蛋白质的基本化学实验方法。
实验原理蛋白质是一类复杂的高分子有机物,是由一种或数种不同的氨基酸经肽键连接而成的长链状分子。
蛋白质具有细胞结构组成、酶类型,激素调节、肌肉组织构成等多种功能,是人体不可或缺的重要营养素之一。
蛋白质常常存在于各种食物中,其中动物食品(如肉类、鱼类、蛋类、乳制品等)是高蛋白质食物的主要来源,而植物食品(如大豆、豆腐、小麦、米、面条、蔬菜等)则是低蛋白质食品的主要来源。
在实验中,我们借助蛋白质分解与酸碱滴定原理,通过观察和比较不同物质中蛋白质的化学反应特性,可初步鉴定出其化学性质与类型。
实验步骤1. 每组分别取一些三种不同食物的样品(如鸡蛋、面粉、牛奶,或大豆、玉米、绿豆等),分别用磨杵研磨成细末。
2. 将每个样品取约0.5克,加入不同的试管中,分别加入2ml酒精和10滴1%NaOH溶液,加热至沸腾,观察其颜色变化。
3. 分别用橙黄色、白色、和紫色的酸性染料(如印度籁、碘酊、格拉姆、甲基红等),加入不同试管中,观察其颜色变化。
4. 将不同样品中的蛋白质分别用氢氧化钠溶液和硫酸0.1mol/L进行酸碱滴定,记录滴定曲线及终点。
实验结果与分析根据实验观察与数据记录,可初步进行蛋白质的定性鉴定。
在酒精-酸性检测中,若物质中含有蛋白质,则其颜色变为暗黄色。
若不变色,说明该物质中可能没有蛋白质或其含量较低。
比如,面粉和玉米等颜色没有变化。
在酒精-碱性检测中,是一种鉴定某些氨基酸和肽结构的试剂。
当氨基酸或肽中存在二级或三级胺基时,即可使溶液呈现紫色。
如果呈现紫色,则说明蛋白质中含有较多氨基酸或肽结构。
如,鸡蛋的溶液会呈现紫色。
在酸碱滴定中,使用盐酸或硫酸作为滴定剂,滴到终点时观察滴定曲线即可。
滴定终点可由单个pH提示或pH变化速率的突变点确定。
---------------------《食品工程原理课程设计》指导书适用于《食品科学与工程》专业现代食品工业要求相关工程技术人员不仅应是一名工艺师,还应当具备按工艺要求进行生产设备的选型配套,生产线的相关工程设计能力。
因此,食品科学与工程专业的本科学生有必要进行工程设计能力的培养和训练。
对目前大多数本专业的学生毕业时只作毕业论文而不作毕业设计的状态而言,这种实践过程和能力的培养训练就显得尤为重要。
《食品工程原理课程设计》(以下简称课程设计)是在学完《食品工程原理》理论课程后的一个阶段性、实践性的教学环节。
拟通过完成对某一工程任务的设计,培养学生综合运用《食品工程原理》及相关先修课程的基础知识和解决实际问题的工作能力。
课程设计要求学生按设计任务书的要求,在规定的时间内完成涉及食品工程单元操作的设计任务。
应予指出,课程设计不象平时做的练习题有一个共同的答案。
设计在本意上应含有创新、创作的思维成分,设计结果以优劣予以评价。
课程设计任务不象一般作业、考试题目那样给出充分的条件和数据。
设计中的计算有很多数据往往需要设计者查阅相关资料和手册,进行系统的收集、比较、分析和选用,任何一个数据的选定均要说明理由。
这就需要学生综合运用所学的各类知识,经过全面、细致地分析和思考方能确定。
因此,课程设计不是一个单纯的解题过程,而应是一个含有创作成分的实践过程。
课程设计中不仅要通过调查研究,确定工艺流程及设计方案,并且所确定的---------------------方案和流程应能保证在日后实际的设计、施工和投入运行中都能得到正常实施,即工程的可行性。
还要对工艺设备进行选型配套设计和计算,并用工程图将设计结果表达出来。
在课程设计中着重以下几种能力的训练和培养:1. 培养具有正确、系统设计思想的能力。
应学会全盘考虑工程设计任务,兼顾技术上的先进性、可行性和经济合理性的思维方法,以人为本,注意操作者安全及劳动条件的改善,对环境的保护也要给予充分地重视,并用这种设计思想去分析和解决实际问题。
蚌埠学院生物与食品工程系二〇一〇年三月目录实验室学生守则实验室安全措施及意外事故处理实验一蛋白质功能性质的测定实验二天然果胶的提取及果冻的制作实验三非酶褐变实验实验四绿色蔬菜的护绿和叶绿素含量的测定实验五食品中某种酶提取、分离、活性以及反应动力学参数的测定实验室学生守则1、必须遵守实验室的各项规章制度,听从教师的指导,尊重实验室工作人员的职权。
2、保持实验室整洁,不乱扔东西,保持桌面、地面清洁,废纸、废屑等应投入垃圾箱,保持水槽干净畅通,任何固体物质不能倒入水槽中。
3、爱护仪器设备,不浪费实验材料,节约水、电、煤。
4、实验过程中保持安静,不高声谈笑,不乱吃东西,未经教师许可,不得擅自离开。
5、实验完毕离开实验室时,应把桌面上的水、电、煤开关关闭。
实验室安全措施及意外事故处理1、倾倒药品或加热液体时,不要俯视容器,以防溅出。
2、如遇烫伤,不要用水洗涤伤处,未破时,可涂饱和碳酸钠溶液,或用碳酸钠粉调成糊状敷于伤处,必要时用绷带包扎,已破后,涂于紫药水或10%高锰酸钾溶液,若烫伤较重,再撒上消炎粉或涂上烫伤药膏,用绷带包扎。
3、若遇玻璃或铁器创伤,不能用手抚摸,也不能用水清洗,应先消除创伤处玻璃等污物,用紫药水、碘酒等涂擦伤处,必要时再撒上消炎粉,然后用绷带包扎,如伤口较大,应立即就医治疗。
4、一旦发生着火事故,应首先关闭煤气开关和电门,然后迅速把周围容易着火的东西移开,向火源撒沙子或用石棉布覆盖火源,衣服着火时,决不要奔跑,应立刻用石棉布覆盖火处或赶紧把衣服脱下,若火势较大,应一面叫人帮忙,一面卧地打滚,严禁用水浇泼。
5、如遇触电事故,应立即拉开闸刀,截断电源.或尽快地用绝缘材料(木棒、竹扦等) 使触电者与电源隔离。
6、如发现煤气泄漏,应立即关闭煤气开关,打开窗户,并通知实验室工作人员进行检查和修理。
实验一蛋白质功能性质的测定——水溶性、乳化性、起泡性、凝胶作用一、实验目的1、掌握蛋白质基本功能性质的测定方法。
实验一油温曲线的测定实验目的:1)认识和理解流体油为传热介质的加工工艺特点,掌握介质温度对物料的作用影响和生产过程的变化规律。
2)理解和掌握影响油温变化的因素,掌握最佳(典型)的油温变化过程。
3)掌握油温的工作范围和不同食品物料的温度变化规律测定。
实验内容:1)以流体油为介质加热(油炸)食品物料的温度变化规律测定,即测绘油温曲线。
食品豆腐的过油处理油温曲线;淡水小鱼的处理油温曲线。
2)确定油温曲线合理的变化范围(工作油温图)实验原理:一、实验准备1、样品:豆腐,改刀,切成块,每组10块土豆去皮切条,处理,洗净2、装置:A)炸锅内加入介质油加热至180℃,用温度计监测。
B)油温监测点分布(6点监测法)长为L,宽为B深度分布:温度计插入加热管以上油面高度的1/2处测定。
3、测温过程1)预热至180℃:加热条件不变,油温逐渐升高,一般为线性关系。
2)投料后,油温急剧下降,观察并记录。
3)继续加热下,油温达到最低点后开始回升;4)无料炸制好后,测温停止;5)要求:每30S测一个读数,注意及时测量温度,抓住时机,准确无误。
二、油温曲线的绘制以时间为横坐标,油温为纵坐标;预热过程的曲线可测一次,其他同学共同使用,6个测温点的曲线可以分别绘出,也可取平均值,做平均油温曲线。
实验设备:油炸锅一套温度计:0-300℃6只漏勺、夹子各1个煤气炉具一套实验材料:豆腐,每人一块土豆条,每组一个土豆流体油,2.5kg/大组实验结果:1)理解油炸过程,食品物料的质构变化特征与过程2)认识影响油温曲线变化的因素:预热温度、油料数量、投入食品物料数量、食品物料含水量3)合理油温的选择与应用A)对特定的原料和食品要求一般在Tmax和Tmin之间进行。
B)Tmax和Tmin之间为操作的油温限定界限C)油温的控制:积累丰富的经验,控制油温的上下限;部分成品捞出,部分原料投入的连续进行;加强控制,减小油温的波动幅度,恒温炸制。
注意事项:1)沸油温度高,防止溅洒,以免烫伤;2)投料位置的均匀分布,否则油温变化不均匀,油温曲线不典型。
食品工程原理实验指导书适用于食品科学与工程、食品质量与安全等专业刘伟民郭仁惠艾凤祥陆道礼杨小明任晓锋程宇编江苏大学食品与生物工程学院2011 年8月目录前言 (2)实验一管路沿程阻力测定 (4)实验二离心泵的性能测定 (9)实验三过滤实验 (13)实验四旋风分离实验 (18)实验五传热实验 (21)实验六吸收实验 (24)实验七干燥实验 (27)实验八超临界CO2萃取实验 (31)实验九分子蒸馏操作实验 (33)实验十冷冻实验 (37)前言一、食品工程原理实验的教学目的和要求食品工程原理实验属于工程实验范畴,实验方法与基础课有所不同。
数学模型法和因次分析法是研究工程问题的两个基本方法。
食品工程原理实验的首要目的是要帮助学生掌握处理工程问题的这些实验方法。
食品工程原理实验的另一目的是理论联系实际,帮助学生理解食品工程原理的基本知识并将其应用于生产实践。
食品工程原理实验的基本要求是:掌握处理化工类型工程问题的两种基本实验方法;掌握最基本的经验参数和模型参数的估值方法——最小二乘法;熟悉化工数据(包括流量、温度、压强、阻力系数、传热系数、传质系数以及特性曲线等)的基本测试技术;熟悉并掌握典型单元操作。
二、食品工程原理实验的教学内容和方法实验课的理论教学要阐明实验方法论、数据处理、测试技术及典型化工设备的操作。
典型的实验项目有流体流动阻力的测定、离心泵性能测定、过滤及过滤常数的测定、换热器的操作及传热系数的测定、填料吸收塔的操作及传质系数的测定、精馏塔的操作与板效率的测定以及干燥操作和干燥速度曲线的测定等。
化工单元操作用于食品工程,形成食品工程单元操作。
对食品工程单元操作而言,有自己的特点,实验项目可有所不同。
教学方法应能保证通过实验课的教学让学生掌握科学实验的全过程。
此过程包括实验前的准备、实验操作、正确记录和处理实验数据及撰写实验报告。
一般教学做法是让学生按以上四步要求认真完成实验。
实验前的准备要求学生在阅读实验指导书和参阅相关资料的基础上,了解实验的目的和要求,进行实验室现场预习,以实验小组为单位讨论实验方案,写出预习报告。
预习报告应包括实验目的和内容、实验的基本原理及方案、实验装置及流程图、实验操作步骤、原始数据的记录表格。
实验报告还应包括实验数据的处理(列出一组手算的计算示例)及实验结果与讨论。
三、实验数据的测取、误差和处理测取数据时,应力求准确,但也不应盲目追求准确。
要根据需要确定达到的准确程度,并且也要分析实验设备的完善程度,以便使数据的测量能恰当。
同时要了解测量仪器的精度,以便使数据读数不超过仪器的精度范围。
记录数据时要实事求是。
但经过分析研究后,对于明显是不可靠的部分数据加以取舍是可以的。
测取数据时一定要全面,凡影响实验结果或是数据整理过程中所需数据都应测取,如大气压、室温、空气湿度、水温、设备有关尺寸,物料性质以及操作数据等。
记录数据时要明晰,以免事后分不清。
实验数据总是有一定误差的,实验数据的准确性受到测量仪表精度限制,运算所得结果的准确度不会超过原始数据的准确度,数据处理时要使用有效数字进行运算。
有关实验误差分析和有效数字的运算规则在分析化学课程中已涉及,这里不再赘述。
在整个实验过程中实验数据处理是一个重要环节,它的目的是将实验数据整理成各变量之间的定量关系。
数据处理的思想应贯穿于整个实验过程中。
实验数据的各变量的关系可表示为列表式、图示式和函数式。
列表式是将实验数据制成表格,它显示了各变量间的对应关系,反映出变量之间的变化规律,它是标绘曲线的基础。
图示式是将实验数据绘制成曲线,它直观地反映出变量之间的关系,并为整理成数学模型(方程式)提供了必要的函数形式。
函数式是借用数学方法将实验数据按一定函数形式整理成方程即数学模型。
实验数据表分为记录表和结果综合表两类。
记录表分原始数据记录表、中间和最终计算结果表。
实验数据用图形表示时需选择坐标及其比例。
化工领域常用的坐标有直角坐标、对数坐标和半对数坐标,要根据数的关系或组织实验时预测的函数形式选用不同形式的坐标:线性函数采用直角坐标;为了使图形线性化,幂函数采用对数坐标;指数函数采用半对数坐标;若自变量和因变量两者的最大和最小值之间数量级相差较大时,可采用对数坐标;当自变量和因变量中的一个最大和最小值之间数量级较大时,可采用半对数坐标。
坐标的比例尺如果选择不当,可使图形失真。
对同一套数据若以不同的比例尺作图则可得到不同形状的图形,但如考虑测量的误差(此时所标绘的区域不是点,而是底边为2Δx高为2Δy的矩形范围,Δx为x的测量误差,Δy为y的测量误差),可任选坐标比例尺,所得函数关系具有唯一性。
为使所得矩形近似为边长是2mm的正方形,x轴的比例为1/Δx,y轴的比例为1/Δy。
借助测量误差作图,必须确定误差值Δx、Δy,当x、y分别是直接测量值,Δx、Δy可由仪表的精度确定它们的值,当变量是间接测量值,其误差可按误差传递准则求取。
实验数据也常常整理为方程式,即建立过程的数学模型,对于广泛应用计算机的时代,这是十分必要的。
化工上常用的函数形式有多项式、幂函数和指数函数。
除了以上三种形式外,对于某些具体过程在作深入的理解和合理的简化以后,由过程的数学描述,可获得相应的函数形式。
另外,也可由文献资料中选择相应的函数形式。
当以上几种方法都不能采用时,则可借助于实验数据先在直角坐标纸上标绘曲线,然后参考典型函数图形选择适当的函数形式。
数学模型建立后,再设法确定其中的参数。
对非线性模型中的参数,一般总是设法将模型转化为线性模型后再行求取。
四、学生应该注意的问题学生在进行实验之前应该写好预习报告并进入实验室认真预习实验...........,了解实验流程和设备的结构,体会设备和仪器的操作要点,注意设备和自身的安全..........。
动手之前,要将本次实验的目的、原理、流程、操作方法和注意点、数据记录格式、数据处理方法等向指导老师进行陈述,通过指导老师的预习考核后再进........................行实验...........。
实验完成...。
实验时应多动手、观察和思考,禁止做与实验无关的事情后要登记记录的数据,整理实验室..............,经老师批准后方可离开实验室。
实验报告应在一周之内上交指导老师。
实验一 管路沿程阻力测定一、 实验目的1. 掌握流体流经管道时沿程阻力损失的测定方法。
2. 测定流体流过直管时的摩擦阻力,确定摩擦系数l 与e R 的关系,理解这一关系能推广使用到大设备和其它流体的道理。
3. 测定流体流过管件时的局部阻力,并求出阻力系数x 。
4. 学会压差计和流量计的使用。
二、 实验原理流体在管路中流动时,由于粘性剪应力和涡流的存在,不可避免地会引起压强损耗。
这种损耗包括流体流经直管的沿程阻力以及流体流动方向的改变或因管子大小、形状的改变所引起的局部阻力。
1. 沿程阻力流体在水平均匀管道中稳定流动时,由截面1到截面2,阻力损失表现为压强降低:r21p p h f -=湍流流动时,影响阻力损失的因素十分复杂,目前尚不能完全用理论的方法求解,必须通过实验研究其规律。
为减少实验工作量,扩大实验结果的应用范围,可以采用因次分析法将各个变量综合成准数关系式。
影响阻力损失的因素有:1) 流体性质:密度r ,粘度m ;2) 管路的几何尺寸:管径d ,管长l ,管壁粗糙度e ; 3) 流动条件:流速u 。
变量关系可以表示为:),,,,,(e r m u l d f p =D 组合成如下的无因次式:,,(2d d l du up em r j r =×D ; 2),(2u d R d l p e ××=D e j r ;引入:),(dR e ej l =则上式变为:22u d l p h f ×=D =l r上式中:l 称为直管摩擦系数,滞流时,e R 64=l ;湍流时,l 与e R 的关系受管壁粗糙度的影响,需由实验测得。
根据伯努利方程可知,流体流过直管的沿程阻力损失,可直接由所测得的液柱压差计读数R (m)算出:g R p )(水指r r -=D其中:指r ——压差计中指示剂的密度(㎏·m -3)。
本实验中以水银作为指示剂,另一流体为水。
2. 局部阻力局部阻力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,因局部阻力造成的损失,相当于流体流过与其具有相同管径的若干米长度的直管阻力损失,这直管长度称为当量长度,用符号e l 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、阀门的当量长度合并在一起计算,如管路直管长度为l ,各种局部阻力的当量长度之和为åe l ,则流体在管路中流动时总阻力损失åf h 为:22u dl l h ef ×÷÷øöççèæ+×=åål 2) 阻力系数法流体流过某一管件或阀门的阻力损失用流体在管路中的动能系数p h 表示:22u h p ×=x式中:x ——局部阻力系数,无因次;u ——在小截面管中流体的平均流速(m/s )。
由于管件两侧距测压孔间的直管长度很短,引起的摩擦阻力与局部阻力相比,可以忽略不计,因此p h 的值可以应用伯努利方程由液柱压差计读数R 求出。
u 可以由涡轮流量计及MMD 智能流量仪算出:24d V u s p=(m/s )式中:sV——平均流量(m3/s)三、实验装置与流程1.本实验装置及设备主要参数:被测元件:镀锌水管,管长2.0 m,管径(公称直径)0.021m ; 闸阀DN=3/4″。
1)测量仪表:U形压差计(水银指示液);LW-15型涡轮流量计(精度0.5级,量程0.4~4.0m3/h,仪器编号Ⅰ的仪表常数为599.41(次/升),仪器编号Ⅱ的仪表常数为605.30(次/升),MMD智能流量仪)。
2)循环水泵。
3)循环水箱。
4)DZ15-40型自动开关。
5)数显温度表2.流程:1)水箱;2)控制阀3)放空阀4)U形压差计5)平衡阀6)放空阀7)排液阀8)数显温度表9)泵10)涡轮流量计11)取压孔12)U形压差计13)闸阀14)取压孔四、实验操作步骤及注意事项1. 水箱充水至80%。
2. 仪表调整(涡轮流量计、MMD 智能流量仪按说明书调节)。
3. 打开压差计上平衡阀,关闭各放气阀。
4. 启动循环水泵前一定要检查泵轴是否转动,检查各阀的开或关的位置,全开阀13,全关阀2,各放气阀关,全开平衡阀,后启动循环水泵。
5. 排气:(1)管路排气;(2)测压管排气;(3)全开平衡阀,缓慢旋动压差计上放气阀,同时注意水银柱的变化,防止冲水银,排除压差计中的气泡(注意:先排进压管后排出压管,以防压差计中水银冲走),排气完毕后一定要关闭放气阀。