食品工程原理2复习题

食品工程原理2课堂练习题

1、精馏塔采用全回流时，其两操作线____。

2、根据对冷冻介质与食品接触的基本方式，冷冻过程包含____和____两个过程。

3、若进料量、进料组成、进料热状况都不变，要提高xD，可采用____方法。

精馏的两操作线都是直线，主要是基于____。

4、水冻结成冰的一般过程是____，而后由于体系达到了热力学的____条件，水将在冻结温度下形成冰晶体。

5、由于____和____，所以实际每蒸发1kg水要消耗1kg以上的蒸气。

6、根据干燥过程水分或干燥速率变化的特点，可将干燥过程分为三个阶段：____、____、____。

7、在并流加料的多效蒸发中，蒸发室压强逐效____，沸点逐效____，前效进入后效时____，浓度____，传热系数____。

8、在相同温度下，萃取剂与组分B的互溶度越小，其两相区域的面积越____，所得萃取相的组成越____。

9、对于饱和湿空气而言，其湿球温度____干球温度。

10、对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数____，相平衡常数m____，溶解度系数H____。（增加、减少、不变）。

11、在气体流量，气相进出口组成和液相进口组成不变时，若减少吸收剂用量，则传质推动力将____，操作线将____平衡线。

12、膜的透过速率随着推动力的增加而____。

13、对于同一种溶液，沸点升高值随溶液浓度及蒸发器内液柱高度而异，浓度越____，液柱越____，沸点升高值越大。

14、在精馏操作中，加料板以上的管段称为____，加料板以下的管段称为____。

15、精馏操作时，增大回流比R，其他操作条件不变，则精馏段液气比L/V___，馏出液组成___。

16、对一定组成的二元体系， 精馏压力越大，则相对挥发度____， 塔操作温度____，对分离____。

17、某吸收塔的实际操作浓度：气相浓度Y=0.06，液相浓度X=0.02；气液平衡关系为Y=2X，则气相推动力为____。

18、在萃取三角形相图中，温度升高时，溶解度曲线____。

19、对于某干球湿度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度越____。

20、相对湿度越____，表示该空气偏离饱和程度越大，干燥推动力越____。

21、物料的干燥过程一般包括____，____和____三个阶段。

22、超临界流体萃取根据采用的分离方法的不同，可以分为3种典型流程：____，____和____。

23、精馏塔中由塔顶向下的第n-1，n，n+1层塔板，其气相组成关系为____。

24、在A—B二元混合物M中，溶质A的质量分数为0.35。取M 50kg和35kg与B部分互溶的萃取溶剂S混合，达相平衡后，萃取液和萃余液中A的质量分数分别为0.25和0.1，萃取液的量为____，萃余液的量为____

25、在吸收操作中，增加吸收剂用量L，操作线位置____，吸收平均推动力____。

26、水分冻结率与温度有关，当进入冻结点后，它随冻结温度的降低而____。

27、反渗透膜由____层和____层组成，____层决定了膜的分离性能，____层只作为载体，不影响膜的分离性能。

28、将纯水和盐水用一个理想半透膜隔开，该半透膜只能透过溶剂而完全不透过溶质，当两边液体上方压力相等时，由于纯水一边水的化学势____盐水一边水的化学势，水分子会从纯水一边通过膜向盐水一边扩散，这种现象称为渗透。

29、电渗析时，阳离子交换膜只允许___离子通过，而阴膜只允许____离子通过。离子交换膜对离子的选择透过性主要来自于____和____。

30、采用单效蒸发过程将10%的KNO3溶液浓缩到50%（均为质量分数），处理量为4000kg/h，则蒸发水量为____kg/h，冷凝器常压操作，若加热蒸汽温度为130℃，溶液沸点为113℃，则总温差损失为____℃。

二

1、____是可以冻结成冰晶的水分，而____与固形物结合在一起，冷冻时很难冻结成冰晶。

2、对于蒸发过程，提高传热温差的有效措施是____和____。

3、对于难溶气体的吸收过程中，____阻力可以忽略，属于____控制。

4、对接近常压的低浓度溶质的气液平衡系统，当总压增加时，亨利系数____，相平衡常数____，溶解度系数____。

5、空气和CO2的混合气体中，CO2的体积分数为20%，其摩尔分数y是____，摩尔比Y是____。

6、食品冷冻分为____和____两种形式。其中____可使食品长期贮藏。

7、精馏段操作线方程是____。

8、水的相图分为三个区，分别是：____、____、____。

9、浓缩是____和____均匀混合液的部分分离过程。

10、要维持连续的蒸发过程，一方面要不断地____；另一方面还要不断地____。

11、蒸馏是分离____的一种方法，其分离依据是混合物中各组分的____。

12、某炉气含SO28.1％（体积分数），在一条件下测得与其成平衡的溶液浓度为0.003（摩尔分数），则其相平衡常数值为____。

13、萃取主要涉及三个组分，分别是____、____、____。

14、由于吸收过程气相中的溶质分压总____液相中溶质的平衡分压，所以吸收操作线总是在平衡线的____。增加吸收剂用量，操作线的斜率____，则操作线向____平衡线的方向偏移，吸收过程推动力（y-ye）____。

15、膜分离是利用天然或人工合成膜，以____、____、____等为推动力，对双组分或多组分体系进行分离、提纯或富集的单元操作。

16、精馏装置主要包括____，____和____

17、____和____是保证精馏过程连续稳定操作的必要条件。

18、多效蒸发的操作流程有____、____和____。

19、在板式塔精馏操作中，采用最小回流比时，理论塔板数____

20、对于溶解性气体的吸收过程中，____阻力可以忽略，属于____控制。

21、在降速干燥过程中,被除去的水分主要是____。

22、对于一定干球温度的空气，当其相对湿度越低时，其湿球温度____。

23、若溶质在气相中的分压大于其与液相平衡的溶质分压时，溶质便由____向____转移，即发生____过程。

24、20℃，100g的水中溶解1gNH3，NH3在溶液中的组成用摩尔分数x表示时为____、用浓度c表示时为____，用摩尔比X表示时为____。

25、如图所示，点C代表的混合物中，溶质A的含量xA为____，原溶剂B的含量xB为____，溶剂S的含量xS为____。点D所代表的混合物组成是xA为____，xB为____，xS为____。

26、在超滤过程中，超滤膜对大分子溶质的截留作用主要是由于以下几个原因：①____；②____；③ABSCD____。

27、精馏塔有____种进料热状况，其中以____进料q值最大，其值为____。

28、冷液体进料精馏段汽相摩尔流量较提馏段____(大、小、相等)。

29、用液体溶剂萃取固体物料中的组分称为____，又称____。

30、若气相溶质分压大于其液相平衡分压,就会发生____过程。

三、

1、食品冻结过程的本质是什么？

2、试论述菲克定律的内容、表达式及各符号的意义。

3、常用的制冷方式有哪些？各有什么特点？

4、蒸发对食品物料的影响。

5、什么是萃取？

6、性能良好的膜分离器应具备哪些条件？

7、恒摩尔流假设成立需满足的条件是什么？

8、试推导单效蒸发加热蒸气耗量的表达试。

9、双膜理论的基本论点是什么?对实际生产具有何指导意义?

10、简述用图解法求最小回流比的方法。

11、请叙述制冷剂循环过程。

12、什么是相对湿度？用什么符号表示？

13、蒸发过程中引起温度差损失的原因有哪些？

14、试说明为什么在干燥过程中，湿空气作为干燥介质时，一般都经过预热才进入干燥器。简要说明对流干燥过程是一传热过程，又是一传质过程。

15、简述蒸馏原理。

16、在吸收操作中，对吸收剂的选择有哪些要求？

17、写出蒸馏操作中，精馏段操作线方程、提馏段操作线方程及q线方程。

18、什么是分配系数？什么是选择性系数？萃取操作中分配系数和选择性系数的意义是什么？

19、以分离NaCl水溶液为例，说明电渗析过程中的主要作用和次要作用。

四、

1、在总压1000kPa,温度25℃下，含0.04（摩尔分数）的CO2-空气混合气与含CO2为0.1g/L的水溶液逆流接触，试问：①将发生吸收还是解吸？②以气压差表示的吸收推动力为多少？③尾气中CO2的含量最低可能降到多少？

已知25℃时，CO2的溶解在水中的亨利系数是E=1.66×105kPa，水的相对密度及平均分子量为，ρo=997kg/m3，Mo=18kg/kmol。

2、在一薄膜蒸发器中，将含有12%(质量分数，下同)蕃茄汁的浓缩到25%，蕃茄汁最高允许温度为57℃，这也就是浓缩液的温度。料液在38℃进入蒸发器，加热用的是172.4kPa的饱和蒸气。总传热系数为3407W/(cm2·℃)，传热面积为4.6m2，估计原料液比热容为3.98kJ/(kg·℃)，忽略沸点升高。计算蕃茄汁进入蒸发器的进料速度。

3、总压为101.325kPa、温度为303K下用水吸收混合气体中的氨，操作条件下的气、液平衡关系为y=1.50x。已知气相传质系数ky为5.31×104kmol/(s·m2)，液相传质系数kx为5.33×103kmol/(s·m2)，并在塔的某一截面上测得氨的气相摩尔分数y为0.05，液相摩尔分数x为0.012.试求该截面上的传质速率及气-液界面上两相的摩尔分数。

4、在单效真空蒸发器中，将流率为10000kg/h的某水溶液从10%浓缩到50%。原料液温度为31℃，估计沸点升高为7℃，蒸发室的绝对压强为20kPa，加热蒸气的绝对压强为200kPa(绝压)，冷凝水出口温度为79℃。已知总传热系数为1000W/(m2·℃)，热损失可忽略。试估算加热蒸气耗量和蒸发器的传热面积。 5、氯仿和四氯化碳的混合液在一连续精馏塔中进行分离。要求馏出液中氯仿的组成为0.85（摩尔分数），馏出液流量为150kg/h。塔顶为全凝器。平均相对挥发度α=1.6，回流比R=3.0。试求：①第一块塔板下降的液体组成x1；②精馏段各板上升蒸汽量V及下降液体量L（按理想溶液计算）。

6、每小时将15000kg含苯0.4（质量分数，下同）和甲苯0.6的溶液在连续精馏塔中进行分离，要求釜液中含苯不高于0.02，塔顶馏出液中苯的回收率为97.1%。试求流出液和釜液的流量及组成（以摩尔流量和摩尔分数表示）。

7、已知一食品的含水率为78%，冻结后固体成分和冰的质量分数为0.22、0.65，其密度分别为1010、920，试估算该食品冻结后热导率、比热容和热扩散率的值。

8、已知某食品含水82%，初始冻结点为－1.2℃，冻结完成时温度为－10℃，试估算该食品中未冻结水分的质量分数。