李云飞版食品工程原理第四章课后习题答案
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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15.8%,含盐量1.4%,试计算原料黄油中含水量。
3 将固形物含量为7.08%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143.4℃,离开预热器的温度为138.8℃。
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1.2%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2.9h 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)。
食品工程原理课后题答案
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。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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15。
8%,含盐量1。
4%,试计算原料黄油中含水量。
3 将固形物含量为7.08%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143。
4℃,离开预热器的温度为138.8℃。
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1。
2%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2。
9h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)。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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15.8%,含盐量1.4%,试计算原料黄油中含水量。
3 将固形物含量为7.08%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143.4℃,离开预热器的温度为138.8℃。
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1.2%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2.9h 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)。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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15.8%,含盐量1.4%,试计算原料黄油中含水量。
3 将固形物含量为7.08%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143.4℃,离开预热器的温度为138.8℃。
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1.2%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2.9h 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。
李云飞版食品工程原理第四篇课后习题答案
4.3 习题解答【4-1】用光滑小球在粘性流体中自由沉降可测定该液体的粘度。
测试时用玻璃筒盛满待测液体,将直径为6mm 的钢球在其中自由沉降,下落距离为200mm ,记录钢球的沉降时间。
现用此法测试一种密度为1300 kg/m 3的糖浆,记录的沉降时间为7.32秒,钢球的比重为7.9, 试求此糖浆的粘度。
解:小球的沉降速度 s m smHu t /0273.032.72.0===τ设在斯托克斯区沉降,则由斯托克斯定律:)(74.40273.01881.9)13007900()006.0(18)(2s Pa u gd tp p ⋅=⨯-=-=ρρμ校核:算出颗粒雷诺数 Re p =1045.074.413000273.0006.0<=⨯⨯=μρt p u d属斯托克斯沉降。
上述计算有效。
∴糖浆的粘度为4.74Pa.s【4-2】某谷物的颗粒粒径为4mm ,密度为1400 kg/m 3。
求在常温水中的沉降速度。
又若此谷物的淀粉粒在同样的水中的沉降速度为0.1mm/s ,试求其粒径。
解:(1) 已知:d p =4mm ,ρp =1400kg/m 3,μ=0.001Pa ·s假设谷物颗粒在滞流区沉降则())/(49.3001.01881.9)10001400()104(18232s m g d u p pt =⨯⨯-⨯=-=-μρρ但11040.1001.0100049.3104Re 43>⨯=⨯⨯⨯==-μρt p p u d∴假设不成立又假设颗粒在湍流区沉降则())/(218.0100081.9)10001400(10474.174.13s m g d u p p t=⨯-⨯=-=-ρρρ此时500872001.01000218.0104Re 3>=⨯⨯⨯==-μρt p p u d∴假设成立,颗粒沉降速度为0.218 m/s (2) u t ’=0.1mm/s ,假设沉降发生在滞流区则 )(1014.281.9)10001400(001.0101.018)(1853''m g u d p t p --⨯=⨯-⨯⨯⨯=-=ρρμ校核:100214.0001.01000101.01014.2Re 35''<=⨯⨯⨯⨯==--μρt p p u d∴ 假设成立,此谷物的淀粉粒直径为2.14×10-5m【4-3】气体中含有大小不等的尘粒,最小的粒子直径为10μm 。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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15。
8%,含盐量1.4%,试计算原料黄油中含水量.3 将固形物含量为7。
08%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143。
4℃,离开预热器的温度为138。
8℃。
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1.2%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2.9h 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)。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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15.8%,含盐量1.4%,试计算原料黄油中含水量。
3 将固形物含量为7.08%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143.4℃,离开预热器的温度为138.8℃。
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1.2%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2.9h 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)。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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15.8%,含盐量1.4%,试计算原料黄油中含水量。
3 将固形物含量为7.08%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143.4℃,离开预热器的温度为138.8℃。
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1.2%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2.9h 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)。
食品工程原理试题思考题与习题及答案
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15.8%,含盐量1.4%,试计算原料黄油中含水量。
3将固形物含量为7.08%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143.4℃,离开预热器的温度为138.8℃。
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1.2%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2.9h 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。
食品工程原理试题思考题及习题及答案
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15.8%,含盐量1.4%,试计算原料黄油中含水量。
3 将固形物含量为7.08%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143.4℃,离开预热器的温度为138.8℃。
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1.2%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2.9h 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)。
食品工程原理思考题与习题参考答案
思考题与习题参考答案绪论一、填空1、经济核算2、物料衡算、经济核算、能量核算、物系的平衡关系、传递速率3、液体输送、离心沉降、混合、热交换、蒸发、喷雾干燥二、简答1、在食品工程原理中,将这些用于食品生产工艺过程所共有的基本物理操作过程成为单元操作。
例如,奶粉的加工从原料乳的验收开始,需要经过预热杀菌、调配、真空浓缩、过滤、喷雾干燥等过程;再如,酱油的加工,也包含大豆的浸泡、加热、杀菌、过滤等工序,这两种产品的原料、产品形式、加工工艺都有较大的不同,但却包含了流体的输送、物质的分离、加热等相同的物理操作过程。
2、“三传理论”即动量传递、热量传递和质量传递。
(1)动量传递理论。
随着对单元操作的不断深入研究,人们认识到流体流动是一种动量传递现象,也就是流体在流动过程中,其内部发生动量传递。
所以凡是遵循流体流动基本规律的单元操作都可以用动量传递理论去研究。
(2)热量传递理论。
物体在加热或者冷却的过程中都伴随着热量的传递。
凡是遵循传热基本规律的单元操作都可以用热量传递的理论去研究。
(3)质量传递理论。
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都可以用质量传递的理论去研究。
例如,啤酒的灭菌(热量传递),麦芽的制备(动量传递,热量传递,质量传递)等。
三传理论是单元操作的理论基础,单元操作是三传理论具体应用。
3、单元操作中常用的基本概念有物料衡算、能量衡算、物系的平衡关系、传递速率和经济核算。
物料衡算遵循质量守恒定律,是指对于一个生产加工过程,输入的物料总量必定等于输出的物料总质量与积累物料质量之和。
能量衡算的依据是能量守恒定律,进入过程的热量等于离开的热量和热量损失之和。
平衡状态是自然界中广泛存在的现象。
平衡关系可用来判断过程能否进行,以及进行的方向和能达到的限度。
过程的传递速率是决定化工设备的重要因素,传递速率增大时,设备尺寸可以减小。
为生产定量的某种产品所需要的设备,根据设备的型式和材料的不同,可以有若干设计方案。
食品工程工程原理第4章作业【范本模板】
食品工程原理作业第四章组长:陈丽君+201430500401组员:陈丽怡+201430500402龚小莹+201430500404朱雪滢+20143050043014级食营2班2016年11月16日流程及分工1、设计。
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陈丽君2、校对.。
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...陈丽怡3、审核.。
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.朱雪滢4、审定。
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.....龚小莹第四章 颗粒与流体之间的相对流动2.某谷物的颗粒粒径为4m m。
密度为1400㎏/m3。
求在常温水中的沉降速度。
又若此谷物的淀粉粒在同样的水中的沉降速度为0。
1mm/s ,试求其粒径。
解:(1)、求沉降速度试差法:(层流区、过渡区、湍流区)设为层流区(Rep 〈1)(St okes 公式):μρρ18)(2gd u p p t -=已知:d p =4mm =0。
004m, ρp =1400kg/m 3, μ=0.001Pa ·s ,ρ=1000 k g/m 3将上述已知条件代入上式:)/(49.318)(2s m gd u p p t =-=μρρ验证:113960001.0100049.3004.0>=⨯⨯==μρt p ep u d R设为湍流区(R ep>500)(Newto n公式)ρρρgd u p p t )(74.1-=将上述已知条件代入上式:)/(218.0)(74.1s m gd u p p t =-=ρρρ验证:500872001.01000218.0004.0>=⨯⨯==μρt p ep u d R因此,设为湍流区(R ep 〉500)是合理的,颗粒沉降速度为:0.218m /s (2)、求粒径设颗粒沉降为层流区(R ep 〈1)(St ok es 公式):μρρ18)(2gd u p p t -=得到:gu d p t p )(18ρρμ-=已知:u t =0.1mm/s,则:)(1014.281.9)10001400(001.0101.018)(1853m g u d p t p --⨯=⨯-⨯⨯⨯=-=ρρμ验证:100214.0001.01000101.01014.235<=⨯⨯⨯⨯==--μρt p ep u d R所以,假设颗粒在层流区流动.该谷物的颗粒直径为:2。
课后习题答案 食品工程原理
积分上式得V
2
= KA τ
2
→
dV KA 2 ( )E = dτ 2V dV dV KA 2 V = )W = ( ) E = dτ dτ 2V 2τ
若为置换式洗涤,则洗涤速率 (
则洗涤时间 τ w 为: τw =
K = 2kΔp 1− s =
2Δp μrυ
所以,K 值除与过滤操作压差有关外,还与滤液的性质、滤浆的浓度及滤饼的特性有关,当 在恒定的过滤压差下,对指定的悬浮液进行过滤时,K 才为常数。
Ve 称为过滤介质的当量滤液体积(或虚拟滤液体积) ,其值与过滤操作压差、过滤介质的性
质及悬浮液的性质有关。 在恒定的过滤压差下, 用指定的过滤介质对指定的悬浮液进行过滤 时, Ve 才为常数。
ρ = 1.21kg / m 3 、
μ = 1.81 × 10 −5 Pa ⋅ s
空气的密度也可通过以下计算求出 已知
ρ=
29 273 × = 1.21(kg 3 ) m 22.4 273 + 20
ρ p = 2650kg / m 3
由于颗粒在空气中作自由沉降运动,设 u 为沉降颗粒在加速段中的瞬间速度,则 其加速度为
(B)
将式 (B) 代入式 (A) 有: Δp =
(C)
(2) 恒压时, Δp=常数 (D) 2 将式 (A) 积分、 整理可得q =2kΔpτ=Kτ (E) (3) 先恒速后恒压时,设恒速终了时过滤时间为τR, 对应的单位过滤面积滤液量为 qR, 则有 q=uRτ 和 qR=uRτR (F)
u Δp = R τ R k
食品工程原理习题和答案
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。
食品工程原理第四章
Q A(T Tw )
Q T Tw T
1
R
A
α的定义:流体与壁面温度差是1℃,在 单位时间内通过每平方米传热面传递的 热量。
2、影响对流传热的因素
a、流体的状态 b、自然对流和强制对流 c、流体的性质 d、传热壁面的形状 e、流体的种类和相变化
三、对流传热的准数方程 无相变时,各主要因素对α的影响可
1、热传导(又称导热)若物体各部分之间 不发生相对位移,仅借分子、原子和自由电 子等微观粒子的热运动而引起的热量传递。 2、热对流 流体各部分之间发生相对位移所 引起的热传递过程(简称对流)。 3、热辐射 因热的原因而产生的电磁波在空 间的传递。
二、传热过程中热、冷流体热交换的方式
1、直接接触式换热和混合式换热器 2、蓄热式换热和蓄热器 3、间壁式换热和间壁式换热器
Q
b1
1S
t2
t2
t3
Q
b2
2 S
t3
t3
t4
Q
b3
3S
将上面三式相加,并整理得:
Q t1 t2 t3
t1 t4
b1 b2 b3
b1 b2 b3
1S 2S 3S 1S 2S 3S
对n层平壁,
Q
t1 tn1 n bi
t R
i1 iS
四、圆筒壁的热传导 1、单层圆筒壁的热传导
应用范围:Re>104,0.7<Pr <120;管长与
管径比L/d>60。若L/d<60时,则将计算出
的α乘以
L
1
d L
0.7
进行校正。
特征尺寸:L d(内径)
定性温度:取为流体进出口温度的算术平
均值
食品工程原理-李云飞版本的课后题答案共26页
39、没有不老的誓言,没有不变的承 诺,踏 上旅途 ,义无 反顾。 40、对时间的价值没有没有深切认识 的人, 决不会 坚韧勤 勉。
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事,无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实,会谈使人敏捷,写作使人精确。——培根
食品工语是一个字 ),只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气,不要看破要突 破,不 要嫉妒 要欣赏 ,不要 托延要 积极, 不要心 动要行 动。 38、勤奋,机会,乐观是成功的三要 素。(注 意:传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素,但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出,乐 观是成 功的第 三要素 。
食品工程学原理课后习题
第一章1. 蒸气加热器的蒸汽压力表上的读数为81.9kPa,当地当时气压计上读数为98.1 kPa,试求蒸汽的饱和温度。
2. 在直径3.00m的卧式圆筒形贮藏罐内装满花生油,花生油密度为920 kg/m3,贮罐上部最高点处装有压力表,其读数为70kPa。
问最大绝对气压是多少?3. 封闭水箱内水面上真空度为0.98kPa,敞口油箱中油面比水箱水面低1.50m。
水箱和油箱间连着一压力计,指示液为水银,读数为0.200m,若压力计与水箱相连的臂管内水银液面与水箱水面的高度差为6.11m,求油的密度。
4. 某精馏塔的回流装置中,由塔顶蒸出的蒸汽经冷凝器冷凝,部分冷凝液将流回塔内。
已知冷凝器绝对压力p1=104kPa,塔顶绝对压力p2=108kPa,冷凝液密度为810kg/m3。
为使冷凝器中的液体能顺利流回塔内,问冷凝器液面距回流液入塔管垂直距离h应为多少?5. 浓度为60%的糖液(黏度60mPa•s,密度1280kg/m3),从加压容器经内径6mm 的短管接流出。
问当液面高于流出口1.8m时,糖液流出的体积流量是多少?假定无摩擦损失,液面上的压力为70.1kPa(表压),出口为大气压。
6. 牛奶以 2.25L/s的流量经内径等于27mm的不锈钢管。
牛奶的黏度为2.12mPa•s,密度为1030 kg/m3试问流动为层流或湍流?7. 用虹吸管从高位牛奶贮槽向下方配料槽供料。
高位槽和配料槽均为常压开口式。
今要求牛奶在管内以1m/s流速流动,估计牛奶在管内的能量损失为20J/kg,试求高位槽液面虹吸管出口高几米?8. 某种油料在内径15mm的水平管内做层流流动,流速为1.3m/s。
从管道相距3m的两截面间测得压力降为7kPa,求油的黏度。
9. 稀奶油密度为1005 kg/m3,黏度为12 mPa•s。
若稀奶油以流速2.5m/s流经长80m,规格为Φ38mm×2.5mm的光滑不锈钢管,求直管阻力。
10. 用泵将密度为1081 kg/m3、黏度为1.9 mPa•s的蔗糖溶液从开口贮槽送至高位,流量为1.2L/s。
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4.3 习题解答【4-1】用光滑小球在粘性流体中自由沉降可测定该液体的粘度。
测试时用玻璃筒盛满待测液体,将直径为6mm 的钢球在其中自由沉降,下落距离为200mm ,记录钢球的沉降时间。
现用此法测试一种密度为1300 kg/m 3的糖浆,记录的沉降时间为7.32秒,钢球的比重为7.9, 试求此糖浆的粘度。
解:小球的沉降速度 s m smHu t /0273.032.72.0===τ设在斯托克斯区沉降,则由斯托克斯定律:)(74.40273.01881.9)13007900()006.0(18)(2s Pa u gd tp p ⋅=⨯-=-=ρρμ校核:算出颗粒雷诺数 Re p =1045.074.413000273.0006.0<=⨯⨯=μρt p u d属斯托克斯沉降。
上述计算有效。
∴糖浆的粘度为4.74Pa.s【4-2】某谷物的颗粒粒径为4mm ,密度为1400 kg/m 3。
求在常温水中的沉降速度。
又若此谷物的淀粉粒在同样的水中的沉降速度为0.1mm/s ,试求其粒径。
解:(1) 已知:d p =4mm ,ρp =1400kg/m 3,μ=0.001Pa ·s假设谷物颗粒在滞流区沉降则())/(49.3001.01881.9)10001400()104(18232s m g d u p pt =⨯⨯-⨯=-=-μρρ但11040.1001.0100049.3104Re 43>⨯=⨯⨯⨯==-μρt p p u d∴假设不成立又假设颗粒在湍流区沉降则())/(218.0100081.9)10001400(10474.174.13s m g d u p p t=⨯-⨯=-=-ρρρ此时500872001.01000218.0104Re 3>=⨯⨯⨯==-μρt p p u d∴假设成立,颗粒沉降速度为0.218 m/s (2) u t ’=0.1mm/s ,假设沉降发生在滞流区则 )(1014.281.9)10001400(001.0101.018)(1853''m g u d p t p --⨯=⨯-⨯⨯⨯=-=ρρμ校核:100214.0001.01000101.01014.2Re 35''<=⨯⨯⨯⨯==--μρt p p u d∴ 假设成立,此谷物的淀粉粒直径为2.14×10-5m【4-3】气体中含有大小不等的尘粒,最小的粒子直径为10μm 。
已知气体流量为3000m 3/h (标准态),温度为500℃,密度为0.43 kg/m 3,粘度为3.6×10-5Pa •s ,尘粒的密度为2000 kg/m 3。
今有一降尘室,共有5层,求每层的沉降面积。
解:设最小的尘粒在降尘室内作滞流沉降,则有:())/(100.3106.31881.9)43.02000()1010(1835262s m g d u p pt ---⨯≈⨯⨯⨯-⨯=-=μρρ 校核:1106.3106.343.0100.31010Re 4536<⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==----μρt p p u d ∴假设成立已知标准态下T=0℃=273K ,V=3000m 3/h 根据TT V V 11= 可得:T 1=500℃=773K 时,)/(36.22737733600/3000311s m T T V V =⨯== 设降尘室每层的沉降面积为A ,依题意可得V 1=u t An 即:2.36=3.0×10-3×A ×5 ∴ A=157.3 m 2【4-4】上题的含尘气体若采用标准型旋风分离器分离,试计算用4台并联操作时的设备尺寸和分离效率。
已知允许的压降为1780 Pa 。
解:由于允许压降一般是当气体密度为1.2kg/m 3时得出的值,即ρ0=1.2kg/m 3时,Δp 0=1780 Pa根据ρρ00=∆∆p p ,可得ρ=0.43kg/m 3时,)(8.6372.143.0178000Pa p p =⨯=⨯∆=∆ρρ ∵对单台标准型旋风分离器有 22i u p ρξ=∆ (其中ξ=8)由上题知:q v =V 1=2.36 m 3/s若为4台并联操作,则每台压降不变,流量为单台的1/4,即Δp=637.8 Pa ,q v =V 1/4=0.59 m 3/s())(495.0)3.19/59.08(/88)/(3.1943.088.637222/12/122121m u q D D hB u q s m p u i V i v i =⨯==∴===⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∴ 又ξρ)(1080.5)43.02000(3.19495.0106.327.0)(27.062152150m u D d s i --⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-⨯⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ρρμ72.11080.510106650=⨯⨯=--d d 查P325图4-44得: η=68%【4-5】一降尘室长5m ,宽3m ,高4m ,内部用隔板分成20层,用来回收含尘气体中的球形固体颗粒,操作条件下含尘气体的流量为36000 m 3/h ,气体密度为0.9kg/ m 3,粘度为0.03mPa.s 。
尘粒密度为4300 kg/ m 3,试求理论上能100%除去的最小颗粒直径。
解:降尘室的总面积为 A=20×5×3=300 m 2若u t 为该降尘室能100%除去的最小颗粒的沉降速度,则其生产能力为Q=Au t∴ )/(033.03003600/36000s m A Q u t ===设尘粒在降尘室中进行滞流沉降,则 ()μρρ182min gd u p p t -=∴)(1006.281.9)9.04300(033.01003.018)(1853minm g u d p t p --⨯≈⨯-⨯⨯⨯=-=ρρμ校核: Re p =102.01003.09.0033.01006.235min <=⨯⨯⨯⨯=--μρt p u d∴假设成立【4-6】某离心分离机的有效转鼓高度为0.3m ,转鼓内半径为0.4m ,转速为5400r/min 。
欲使鼓内水中离中心轴距离0.04m 处的酵母能产生向鼓壁沉降的效果,问进水流量的最大值为几何?已知酵母的直径为5μm ,密度为1150kg/m 3,水温为20℃。
解:(方法一) 该沉降式离心分离机的结构如图所示。
依题意R A =0.04m ,R B =0.4m ,n=5400r/min=90r/s ,H=0.3m ,20℃时,水的密度ρ=998 kg/m 3,粘度μ=0.001Pa.s 酵母由R A 沉降至R B 所需的沉降时间为:()AB p p t R R d ln1822ρρωμτ-= 酵母的停留时间取与流体在设备内的停留时间相同,即()VA Br q H R R 22-==πτ流体通过设备的流量量设备内流动流体的持留 当直径d p 满足τt ≤τr 的酵母才能产生向鼓壁沉降的效果,此时处理量q V 可有下式计算:()())/(1037.40688.00635.004.04.0ln04.04.0001.018)9981150()105()9014.32(3.014.3ln 18)2(ln 18332226222222222s m R R R R d n H R R R R d H q ABAB p p AB AB p p V --⨯=⨯=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-⨯-=-⨯-≤μρρππμρρωπR BR A H(方法二)已知水温20℃时,ρ=1000kg/m 3,μ=0.001Pa.s设酵母颗粒在沉降过程处于层流,则沉降速度为:其中,πππω18030540030===n , 当r=0.04m 时 ()()())/(107.214.318004.0001.018100011501053226s m u r--⨯≈⨯⨯⨯⨯-⨯=校核:10135.0001.01000107.2105Re 36<=⨯⨯⨯⨯==--μρr p u d∴假设成立.∵τωd dr gruu tgr ==2故酵母沉降到转鼓壁的时间rR r R u g r R u g dr r u gd tg tg Rrtg r r +-⨯⨯≈=⋅==⎰⎰2ln 12220ωωωτττ( ∵⎪⎭⎫ ⎝⎛++-= 112ln x x x x >0 ) 酵母在转鼓内的停留时间τ等于液体沿轴所走H 所需的时间,即:()()V V q Hr R rR q H uH 2222-=-==ππτ根据分离条件: τr ≤τ即()Vtg q Hr R u gr R r R 2222-≤⋅+-πω∴()()2221821ωμρρπg d H r R g qp p v-⋅+⋅≤ ()()()2226203.014.3180001.018)10001150(1053.0)(14.321r R r R +≈⨯⨯-⨯⨯⨯+⨯=-当R=0.4m q v ≤0.03(0.4+0.04)2≈5.81×10-3(m 3/s)=20.9m 3/h或者rR u gtg r ln2ωτ= , 则有 ()Vtg q H r R r R u g 222ln-≤πω()()222218ln1ωμρρπgd H r R rRg q p p V -⋅-⋅≤()gru r d u tgp p r 22218ωωμρρ=-=()()()()())/(1032.404.04.0ln 04.04.00627.0ln 0627.014.3180001.018)10001150(1053.014.3ln 133222222622s m r R r R r R rR --⨯=-=-=⨯⨯-⨯⨯⨯-⨯⋅=【4-7】液体食用油经水洗设备之后,进入沉降槽进行油-水分离。
假定从洗涤器出来的混和物中,油以球滴出现,滴径为0.05mm ,物料中油和水的质量比为1:4,分离后的水相可认为绝不含油。
已知料液流量为2t/h ,油的相对密度为0.9,油温和水温均为38℃。
试求沉降槽的沉降面积(假定沉降符合斯托克斯定律)。
解:已知:d p =0.05mm ,m 油∶m 水=1∶4,Q 总=2t/h ,ρp =0.9×1000 =900 kg/m 3,查表得38℃时,水的物性参数: ρ=992.9 kg/m 3,μ=6.828×10-4Pa ·s间歇式沉降槽的沉降面积可用下式计算:tu Q A =Q 为生产能力,m 3/s (按清液体积计,在此指水)查表得38℃水的ρ=992.9≈993(kg/m 3),粘度s Pa ⋅⨯=-41083.6μ 依题,)/(1048.4549933600/102343s m Q -⨯=⨯⨯= 由Stokes 定律)/(10855.11083.61881.9)993900()105(18)(44252s m g d u p p t ---⨯-=⨯⨯⨯-⨯=-=μρρ 式中负号说明油粒是上浮,方向与重力沉降的相反。