食品工程原理总复习

食品工程原理知识点总结食品工程是一门将工程原理和技术应用于食品制造的学科，其目的是利用工程学原理，将食品原料经过种种工艺处理，生产出合格、安全、美味的食品。

食品工程学的研究内容与食品加工技术、食品成分、物性、生产设备、生产系统、过程控制、新产业技术、环境与能源等相关。

食品工程的起源可以追溯到上个世纪初。

食品加工工艺一直在不断改进，新的技术和理念也在不断涌现。

从第一台模拟风扇式冷凝机的出现，到现在的超声波处理技术、高温短时间消毒技术、低温乳化技术等，食品工程已逐渐发展成为一个非常重要的学科。

二、食品原料的基本性质1. 水分含量：食品的水分含量是其重要的品质指标之一。

食品中水分多则易受微生物污染并变质，少则易变得干燥，影响食品的口感和风味。

2. 营养成分：食品中的营养成分是指食品中的营养物质，如蛋白质、脂肪、糖类、维生素、矿物质等。

这些物质对人体的生长和健康有着重要的作用。

3. 构造成分：构造成分是指食品中的主要构成物质，如淀粉、蛋白质、脂肪、糖类等。

构造成分对于食品的可加工性、口感和品质有着重要的影响。

4. 食品的物理性质：食品的物理性质包括食品的形态、结构、大小、形状等。

这些物理性质对于食品的加工和加工过程中的传热、传质、变形过程有着重要的影响。

5. 食品的化学性质：食品的化学性质包括食品中的化学成分、化学反应、酸碱度等。

这些化学性质对于食品的加工、储藏期间的变质、变味等有着重要的影响。

三、食品工程中的基本工艺1. 加工：加工是指将食品从原料状态转化为最终食品的过程。

包括初加工和深加工。

初加工是将原料进行初步的加工处理，使之成为半成品。

深加工是在初加工的基础上，对半成品进行各种深度加工，生产出成品食品。

2. 杀菌：杀菌是指通过一定的工艺手段，将食品中的微生物全部杀灭，以延长食品的保质期。

常用的杀菌工艺包括煮沸、高温短时间杀菌、紫外线辐射、臭氧杀菌等。

3. 色泽处理：对食品的颜色进行处理，既可以使食品颜色更加诱人，也可以延长食品的品质保持期。

食品科学与工程导论第一章绪论1食品的定义食物：食物是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调节机能必不可少的营养物质，也是产生热量、保持体温、进行各种活动的能量来源。

食品：食品是指各种供人食用或饮用的成品和原料，以及按照传统既是食品又是中药材的物品，但不包括以治疗为目的的物品。

2食品应具备的条件：（1）安全卫生（2）应含有一定的营养成分（3）感官性状良好（4）包装合理、开启简单、食用方便、耐贮藏运输3食品与药品的区别：（1）原料不同（2）功能不同4食品的分类（一）食品分类的意义1.有利于食品生产、加工、包装及环境管理2.有利于食品贸易、流通、销售、贮运、购买和消费3.有利于食品的管理、卫生监督、打击假冒伪劣食品，以及食品法律法规和食品标准的制定4.有利于新食品的开发研究5.有利于食品教学、科研工作的顺利进行（二）食品的分类方法：1.根据食品的加工与否分类2.根据食品营养成分的特点分类3.根据食品在膳食中的比重不同分类4.根据食品的食用对象不同分类5食品的质量标准（一）食品质量的概念（1）食品的质量标准：1.感官质量标准（色、香、味、形、质地）2.理化质量标准（营养成分、有害成分、有效成分、食品添加剂、其他）3.卫生质量标准（致病菌、毒素）4.附加质量标准（2）食品质量的定义：a.食品满足消费者明确或者隐含的需要的特性。

（WHO）b.食品质量是指食品产品适合一定用途，能满足社会需要及其满足程度的属性，包括功用性、卫生性、营养性、稳定性和经济性。

（陈于波，《食品工业企业技术管理》）（3）食品质量的特点：1.食品质量的物质性和客观性2.食品质量的主观性3.食品质量的社会性和可变性。

（4）食品检验方法：理化检验、卫生检验、感官检验。

（二）食品的感官质量标准：1.食品的外观2.食品的色泽3.食品的风味4.食品的质地食品的包装质量：由包装的卫生安全性、保护性、流通性和商品性构成。

食品包装的卫生安全性包括两方面的内容：2.包装材料本身应符合食品包装卫生标准，不得污染食品3.包装材料不得与内装食品发生化学反应而生成异物，也不得因洗脱、腐蚀而污染食品，影响食品品质。

思考题与习题绪论一、填空1 同一台设备的设计可能有多种方案，通常要用（）来确定最终的方案。

2 单元操作中常用的五个基本概念包括（）、（）、（）、（）和（）。

3 奶粉的生产主要包括（）、（）、（）、（）、（）等单元操作。

二、简答1 什么是单元操作食品加工中常用的单元操作有哪些2 “三传理论”是指什么与单元操作有什么关系3 如何理解单元操作中常用的五个基本概念4 举例说明三传理论在实际工作中的应用。

5 简述食品工程原理在食品工业中的作用、地位。

三、计算1 将5kg得蔗糖溶解在20kg的水中，试计算溶液的浓度，分别用质量分数、摩尔分数、摩尔浓度表示。

已知20％蔗糖溶液的密度为1070kg/m3。

2 在含盐黄油生产过程中，将60%(质量分数)的食盐溶液添加到黄油中。

最终产品的水分含量为%，含盐量%，试计算原料黄油中含水量。

3 将固形物含量为%的鲜橘汁引入真空蒸发器进行浓缩，得固形物含量为58%得浓橘汁。

若鲜橘汁进料流量为1000kg/h，计算生产浓橘汁和蒸出水的量。

4 在空气预热器中用蒸气将流量1000kg/h，30℃的空气预热至66℃，所用加热蒸气温度℃，离开预热器的温度为℃。

求蒸气消耗量。

5 在碳酸饮料的生产过程中，已知在0℃和1atm下，1体积的水可以溶解3体积的二氧化碳。

试计算该饮料中CO2的(1)质量分数；(2)摩尔分数。

忽略CO2和水以外的任何组分。

6 采用发酵罐连续发酵生产酵母。

20m3发酵灌内发酵液流体发酵时间为16h。

初始接种物中含有%的酵母细胞，将其稀释成2%菌悬液接种到发酵灌中。

在发酵罐内，酵母以每增长一倍的生长速度稳定增长。

从发酵罐中流出的发酵液进入连续离心分离器中，生产出来的酵母悬浮液含有7%的酵母，占发酵液中总酵母的97%。

试计算从离心机中分离出来的酵母悬浮液的流量F以及残留发酵液的流量W(假设发酵液的密度为1000kg/m3)。

第一章流体流动一、名词解释1 流体的黏性2 牛顿流体3 流体的稳定流动4 层流边界层二、填空1 通常把( )流体称为理想流体。

食品工程原理第4章颗粒与流体之间的相对流动球形颗粒的表示方法：用直径d全面表示。

非球形颗粒的表示方法：1）体积等效直径2）表面积等效直径3）比表面积等效直径颗粒群的特性：任何颗粒群都具有某种粒度分布。

颗粒粒度的测量方法：筛分法、显微镜法、沉降法、电阻变化法、光散射与衍射法、比表面积法。

固体流态化的概念和状态：概念：流体通过固定床层向上流动时的流速增加而且超过某一限度时，床层浮起的现象称为固体流态化。

状态：流体经过固体颗粒床层的三种状态：当流体自下而上通过固体颗粒床层时，根据颗粒特性和流体速度的不同，存在三种状态: 固定床阶段、流化床阶段、气力输送阶段过滤常数包括：1)滤饼常数2）过滤常数：与滤浆物性和过滤操作压差有关。

只有在恒压过滤是才能成为常数。

第5章液体搅拌调匀度：指一种或几种组分的浓度或其他物理量和温度等在搅拌体系内的均匀性。

混合的均匀度的表示：分隔尺度：混合物各个局部小区域体积的平均值。

可以反映混合物的混合程度。

分隔尺度愈大，表示物料分散情况愈差。

分隔强度：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。

可以反映混合物的混合程度。

分隔强度愈大，表示物料混合愈不充分。

混合的原理：1）对流混合；2）扩散混合；3）剪力混合混合速率：指混合过程中物料的实际状态与其中组分达到完全随机分配状态之间差异消失的速率。

乳化：将两种通常不互溶的液体进行密切混合的一种特殊的液体混合操作，包含混合和均质化。

它是一种液体以微小球滴或固型微粒子（称分散相）均匀分散在另一种液体（称连续相）之中的现象。

乳化机理：由于乳化剂具有表面活性，它向分散相-连续相的界面吸附，使界面能降低，防止两相恢复原状。

此外，因乳化剂分子膜将液滴包住，可防止碰撞的液滴彼此又合并。

同时由于形成表面双电层，使液滴在相互接近时，因电的相斥作用防止凝聚。

乳化剂的这种作用使原热力学不稳定体系的乳液可以保持为稳定体系。

第6章粉碎和筛分粒度：颗粒的大小称为粒度。

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。

《食品工程原理》习题及答案一、选择题1. 下列哪个选项不是食品工程原理的基本组成部分？A. 流体力学B. 热力学C. 生物学D. 机械工程答案：C2. 在食品加工过程中，以下哪种单元操作主要用于分离固体和液体？A. 过滤B. 离心C. 蒸发D. 结晶答案：A3. 下列哪种食品加工过程属于热加工？A. 冷冻B. 真空包装C. 灭菌D. 真空干燥答案：C二、填空题1. 食品工程原理中的“单元操作”是指______。

答案：在食品加工过程中，将原料或半成品转化为成品所采取的各个基本操作过程。

2. 在食品加工过程中，常用的传热方式有______、______和______。

答案：传导、对流、辐射3. 热力学第一定律表明，能量不能被______，只能从一种形式转化为另一种形式。

答案：创造或消失三、判断题1. 食品加工过程中，所有单元操作都可以通过机械方法实现。

（）答案：错误。

并非所有单元操作都可以通过机械方法实现，例如热加工、生物加工等。

2. 在食品加工过程中，传热速率与传热面积成正比。

（）答案：正确。

3. 在食品工程中，流体力学主要研究流体的运动和平衡。

（）答案：正确。

四、简答题1. 简述食品工程原理中传热的基本方式。

答案：食品工程原理中传热的基本方式有三种：传导、对流和辐射。

传导是指热量通过物质内部的微观粒子传递；对流是指热量通过流体运动传递；辐射是指热量通过电磁波传递。

2. 简述食品加工过程中常用的分离方法。

答案：食品加工过程中常用的分离方法有：过滤、离心、蒸发、结晶、萃取等。

这些方法分别用于分离固体和液体、气体和液体、液体和液体等。

五、计算题1. 某食品加工过程中，一个圆柱形设备的外径为0.6米，壁厚为0.02米，导热系数为45 W/(m·K)，设备内部温度为100℃，外部温度为20℃。

求单位时间内通过设备壁的热量。

答案：首先计算设备壁的传热面积：$S = \pi \times (0.6 + 0.02) \times 0.02 =0.0377 \, \text{m}^2$然后根据传热公式计算热量：$Q = S \times \lambda \times (T_{\text{内}}- T_{\text{外}}) = 0.0377 \times 45 \times (100 - 20) = 123.435 \, \text{W}$所以，单位时间内通过设备壁的热量为123.435 W。

单元操作：包含在不同食品加工工艺中的同一类基本工序称为单元操作。

静压强：单位流体面积上所受的垂直压力，称为流体的静压强。

流量：单位时间内流过管道任一截面的流体量称为流量。

过滤：过滤是使流体通过过滤介质分离固体颗粒的一种单元操作。

沉降分离：在外力场作用下，利用非均相物系分散相和连续相的密度差，使两相发生相对运动而实现混合物分离的操作称为沉降分离。

传热：是指两个物体之间或同一物体的两个不同部位之间由于温度不同而引起的热量移动。

蒸馏：蒸馏是利用组分挥发度的不同将液体混合物分离成较纯组分的单元操作。

理论板：理论板是指离开塔板的蒸气和液体呈平衡的塔板。

恒摩尔：是指易挥发组分与难挥发组分的摩尔气化潜热相等，其他热效应则可忽略不计或相互抵消，这样液体汽化和气体冷凝所需的热量刚好相互补偿，使得流经每一块塔板的气液两相摩尔流率保持不变。

吸收：用适当的液体和混合气体接触，使混合气体中的一个或几个组分溶解于液体，从而实现混合气体组分的分离，这种利用各组分溶解度不同而分离气体混合物的操作称为吸收。

分子蒸馏：是一种在高真空状态下进行分离操作的非平衡蒸馏过程。

反应型催化精馏：是以反应为主、精馏为辅的过程。

冷冻浓缩：是利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理来实现分离的方法。

电渗析：电渗析是指在直流电场作用下，溶液中的荷电离子选择性的定向迁移，透过离子交换膜并得以去除的一种膜分离技术。

课程的研究方法：实验研究方法（经验法）、数学模型法（半经验半理论法）。

离心泵的优点：结构简单，操作容易，便于调节和自控；流量均匀，效率较高；流量和压头的实用范围较广；适用于输送腐蚀性或含有悬浮物的液体。

基本部件：旋转的叶轮和固定的泵壳。

过滤的程序：过滤阶段，采用恒速、恒压或先恒速后恒压方式；滤饼洗涤，除去或回收滤液；滤饼干燥，去除颗粒中的液体；卸除滤饼，可以间歇操作，也可连续操作。

提高流化质量的措施：分布板应有足够阻力；在流化床的不同高度上设置若干层水平挡板、挡钢或垂直管束等内部构件；采用小粒径、宽度分布的颗粒。

序论1. 解：从附录查出：1kcal＝1.1622×10-3KW·h=1.1622W·h所以：K=42.99Kcal/（m2·h·℃）＝42.99Kcal/（m2·h·℃）×（1.1622W·h/1kcal）＝50w/（m2·℃）。

2.解：从附录查出：1kgf＝9.80665kg·m/s2，所以1000kg/m3＝1000kg/m3×[1kgf/(9.80665kg·m/s2)]=101.9kgf·s2/m4.3. 从附录查出：1mmHg=133.32Pa，1℃＝K－273.3。

则新旧单位的关系为：P＝P’/133.32; t ＝T－273.3。

代入原式得：lg（P’/133.32）＝6.421-352/（T－273.3+261）；化简得lgP=8.546－3.52/(T-12.3).4.解：塔顶产品的流量W塔顶＝W DA＋W DB+W DC=1000(0.25+0.25×96%+0.25×4%)=500Kmol/h。

所以，其组成为:X DA=0.25×1000/500=0.5；X DB=W DB/D=100×0.25×0.96/500=0.48；X DC=1－X DA－X DB＝1－0.5－0.48＝0.02。

塔底产品的流量：W塔底＝W总－W塔顶＝1000－500＝500 Kmol/h。

所以，塔底组成为：X WB=W WB/W=1000×0.25×4%/500=0.02；X WC=W WC/W=1000×0.25×96%/500=0.48；X WD=1－0.48－0.02＝0.55. 解：设混合后总质量为M，油的质量分数为X，则根据体积衡算V总＝V油＋V水得：MX/ρ油+ M（1－X）/ρ水＝M/ρ平均，代入数据得：1000×950X+810×950×(1－X)=810×1000 所以，X=0.22446. 解：根据热量守恒：△H NH3=△H HCL得：M NH3(H NH395℃－H NH330℃)=M HCL(H HCL10℃-H HCL2℃) 代入数据得：M HCL＝9735kg/h。

食品工程原理习题和答案(总13页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--食品工程原理第一章P31：1.2.4.8.9.10.11.第二章P78:【1】一食品冷藏室由内层为19 mm厚的松木，中层为软木层，外层为51 mm厚的混凝土所组成。

内壁面温度为℃,混凝土外壁面温度为℃。

松木、软木和混凝土的平均热导率分别为, 3, W/(m·K)，要求该冷藏室的热损失为15W/m2。

求所需软木的厚度及松木和软木接触面处的温度。

解：三层平壁的导热。

1）所需软木的厚度2b 由：【4】将粗碎的番茄通过内径为60 mm的管子从20 ℃加热到75 ℃。

其流量为1 300 kg/h,管内壁面温度为105 ℃,求对流传热系数。

已知粗碎的番茄物性数据如下：ρ=1 050 kg/m3；cp= kJ/（kg·K）；μ= mPa·s ℃时), mPa·s(105 ℃时)；λ= W/(m·K)。

解：流体在管内被加热。

管中流速：5. 一带有桨式搅拌器的容器内装有温度为℃的料液。

用夹套内的蒸汽加热。

容器内径为 m,搅拌器直径为 m,转速为 r/s,容器壁温为℃。

料液的物性为:ρ=977 kg/m3；Cp= kJ/（kg·K）；μ=100 mPa·s℃时), mPa·s℃时)料液热导率)/。

求料液对容器壁的对流传热系数。

解：该对流属于流体在搅拌槽内强制对流。

8.10.在逆流换热器中，用初温为20 ℃的水将 kg/s的液体［比热容为 kJ/(kg·K)、密度为850 kg/m3］由80 ℃冷却到30 ℃。

换热器的列管直径为Φ25 mm× mm,水走管内。

水侧和液体侧的对流传热系数分别为850 W/（m2·K）和1 700W/（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。

学习资料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观点及关系。

不一样食品的生产过程应用各样物理加工过程，依据他们的操作原理，能够归纳为数个应用宽泛的基本操作过程，如流体输送、搅拌、沉降、过滤、热互换、制冷、蒸发、结晶、汲取、蒸馏、粉碎、乳化萃取、吸附、干燥 等。

这些基本的物理过程称为 单元操作动量传达：流体流动时，其内部发生动量传达，故流体流动过程也称为动量传达过程。

凡是按照流体流动基本规律的单元操作，均可用动量传达的理论去研究。

热量传达 : 物体被加热或冷却的过程也称为物体的传热过程。

凡是按照传热基本规律的单元操作， 均可用热量传达的理论去研究。

质量传达 : 两相间物质的传达过程即为质量传达。

凡是按照传质基本规律的单元操作，均可用质量传达的理论去研究。

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”的详细应用。

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. 粘度的观点及牛顿内摩擦 ( 粘性) 定律。

牛顿黏性定律的数学表 达式是 ，服此后定律的流体称为牛顿流体。

μ比率系数，其值随流体的不一样而异，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. 理想流体的观点及意义。

理想流体的粘度为零，不存在内摩擦力。

理想流体的假定，为工du d y4.热力系统：指某一由四周界限所限制的空间内的全部物质。

边仅供学习与参照界能够是真切的，也能够是虚构的。

界限所限制空间的外面称为外界。

5.稳固流动：各截面上流体的有关参数（如流速、物性、压强）仅随地点而变化，不随时间而变。

e1 PV11gZ1u12q w e2PV22gZ2u22 226．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固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，不一样形式的机械能能够互相变换。

【最新整理，下载后即可编辑】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？35什么叫离心分离因数？其值大小说明什么？36旋风分离器的工作原理？37 沉降室（降尘室）的工作原理。

38传热的基本方式有几种？39什么是热传导、对流传热和热辐射？分别举出2-3个实例。