食工原理课后习题与答案第1-2章
食工原理课后习题与答案第1-2章
第一章1-1 烟道气的组成约为N 275%，CO 215%，O 25%，H 2O5%（体积百分数）。
试计算常压下400℃时该混合气体的密度。
解： M m =M i y i =×28+×44+×32+×18=m=pM m /RT =×103××103×673)=0.545kg/m 31-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为和。
现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为。
问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少 解：成都 p R =95-8=87kPa （真空度） 拉萨 p R =62-8=54kPa （真空度）1-3 用如附图所示的U 型管压差计测定吸附器内气体在A 点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。
在某气速下测得R 1为400mmHg ，R 2为90mmHg ，R 3为40mmH 2O ，试求上述值。
解： p B =R 3H2Og +R 2Hgg =×1000×+×13600×=（表）p A =p B +R 1Hgg =+×13600×=（表）p =p A -p B =（表）1-4 如附图所示，倾斜微压差计由直径为D 的贮液器和直径为d 的倾斜管组成。
若被测流体密度为，空气密度为，试导出用R 1表示的压强差计算式。
如倾角为30º时，若要忽略贮液器内的液面高度h 的变化，而测量误差又不得超过1%时，试确定D /d 比值至少应为多少DαdR1R 1p 2hρ解：由静力学方程p=R(0-)g=R1sin(0-)g=R1(0-)g/2 (1)若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为：R’=R-h液柱长度：R1’=R1-h/sin=R1-2hp’=R ’(0-)g=R1’(0-)g/2=(R1/2-h)(0-)g又D2h/4=d2R1’/4 即h=R1(d/D)2/[1+2(d/D)2]所以p’=R1(0-)g/[2+4(d/D)2] (2)相对误差为 (p-p’)/p≤代入式（1）和（2）： (p-p’)/p=1-1/[1+2(d/D)2]≤解得：d/D≤即D/d≥1-5 一虹吸管放于牛奶储槽中，其位置如图所示。
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2答案
H = Z2 +
2 u2 + ∑ hf 2g
2 .8 2 = 4+ + 15.7 2 × 9 .8 = 20.1 m
由附录 14 选择扬程和流量均能满足要求的水泵。 【1-13】解：根据并联管路各支管路总损失相等，以及管路总损失等于总管路损失与任一支 管路损失之和的原理，先考虑 A、B 两阀门均开启时的状态。 设高位贮槽液面为 I－I，低位贮槽液面为 II－II，则
Z1 +
p1 u12 p u2 + + H = Z2 + 2 + 2 + ∑ hf ρg 2 g ρg 2 g
π
Q = 18
2
u1 = 0, u2 =
= 2.45 m/s 3.14 2 d × 0.051 × 3600 4 4 p1 = 1 × 105 Pa, p2 = 1× 105 − 40 × 103 = 6 × 104 Pa Z1 = 0, Z2 = 20 m
2 u2 + ∑ hf H = Z2 + 2g
= 2+
3 .3 2 + 40.5 2 × 9 .8 = 43 m
【1-12】解：根据公式（1-31d） ，设水池液面和喷管出口分别为 I－I 和 II－II
Z1 +
p1 u12 p u2 + + H = Z2 + 2 + 2 + ∑ hf ρg 2 g ρg 2 g
假设管道粗糙度较小，利用公式（1-59）估算阻力系数
λ=
0.3164 0.3164 = = 0.03 0.25 4 0.25 Re (1.4 ×10 )
则沿程阻力损失和局部阻力损失为
食品工艺原理思考题答案总结
绪论1.食物：人们为了维持生命和健康必须从外界摄入的营养物。
食品：不含有害物的天然产物及其加工品，且含有一种以上的营养成分，是制造食物的材料。
两者区别：食物注重烹调，直接用；食品注重的是加工品。
食品的功能：营养功能（一次功能）满足人体的营养需求；感官功能（二次功能）满足人类对食品的色、香、味的需求；保健功能（三次功能）调节人体生理活性2.无公害食品：无公害农产品是指产地环境、生产进程、产品质量符合国家有关标准和规范的要求，经认证合格获得认证证书并允许使用无公害农产品标志的未经加工或初加工的食用农产品。
绿色食品：绿色食品是指遵循可持续发展原则，按照特定生产方式生产，经专门机构认定，许可使用绿色品标志商标的无污染的安全、优质、营养类食品。
有机食品：按照有机农业生产标准，在生产过程中不使用有机化学合成的肥料、农药、生长调节剂和畜禽饲料添加剂等物质，不采用基因工程技术获得的生物及其产物，而是遵循自然规律的生态学原理，采取一系列可持续发展的农业技术、协调种植业的畜牧业的关系，促进生态平衡、物种的多样性和资源的可持续利用。
功能性食品：除了具有一般食品皆具备的营养功能和感官功能（色，香，味，形）外，还具有一般食品所没有的或不强调的调节人体生理活动的功能。
由于这类食品强调第三种功能，故称为功能食品。
我国称为保健食品。
是指表明特定保健功能的食品，即适宜于特定人群食用具有调节机体功能，不以治疗为目的的食品。
3.食品质量：定义为在食用方面能满足用户或消费者需求的优劣程度。
应达到下列两项要求：一是食品的各种特性应是消费者所需求的；二是食品的价格应便宜。
（产品质量= 产品使用价值/产品价值）构成因素包括：感官质量、营养质量、卫生质量和耐藏性（或贮藏稳定性）。
第一章食品加工保藏技术原理1.食品变质：凡食品改变了原来的性质和状态而不符合质量要求的现象。
影响因素：外在：①微生物②昆虫、啮齿动物和寄生虫③温度④湿度⑤光和其它辐射⑥氧气⑦工业污染物质⑧时间⑨掺假；内在：①食品自身的酶作用②各种物理化学作用2.简述温度、水分活度与食品变质的关系，光、空气引起的食品变质。
《食品工程原理》习题答案
《食品工程原理》复习题答案第一部分 动量传递（流动、输送、非均相物系）一.名词解释1.过程速率：是指单位时间内所传递的物质的量或能量。
2.雷诺准数：雷诺将u 、d 、μ、ρ组合成一个复合数群。
Re 值的大小可以用来判断流动类型。
3.扬程（压头）：是指单位重量液体流经泵后所获得的能量。
4.分离因数:同一颗粒在同种介质中的离心沉降速度与重力沉降速度的比值。
二.填空题1.理想流体是指 的流体。
（黏度为零）2.对于任何一种流体，其密度是 和 的函数。
（压力，温度）3.某设备的真空表读数为200mmHg ，则它的绝对压强为 mmHg 。
当地大气压强为101.33×103Pa 。
（560mmHg ） 4.在静止的同—种连续流体的内部，各截面上 与 之和为常数。
（位能，静压能） 5.转子流量计读取方便，精确，流体阻力 ，不易发生故障；需 安装。
（小，垂直）6.米糠油在管中作流动，若流量不变,管径不变，管长增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的______倍。
（2）7.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管径、管长不变，油温升高，粘度为原来的1/2 ，则摩擦阻力损失为原来的 倍。
（1/2）8.米糠油在管中作层流流动，若流量不变，管长不变, 管径增加一倍，则摩擦阻力损失为原来的_____倍。
（1/16）9.实际流体在直管内流过时，各截面上的总机械能 守恒，因实际流体流动时有 。
（不，摩擦阻力）10.任何的过程速率均与该过程的推动力成 比，而与其阻力成 比。
（正，反） 11.在离心泵吸入管底部安装带吸滤网的底阀，底阀为 。
（逆止阀）12. 是为了防止固体物质进入泵内，损坏叶轮的叶片或妨碍泵的正常操作。
(滤网) 13.离心泵工作时流体流速与压力的变化为:高压流体泵壳通道逐渐扩大的的离心力机械旋转所造成的气压流体被甩出后常压流体)()((低速流体、高速流体)14.泵的稳定工作点应是 特性曲线与 特性曲线式M 的交点。
食品工程原理思考题与习题 (1)
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(赵思明编)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。
食品工程原理第二章 习题祥解
2
1
【2－12】解：定性温度：
Q LgK ～ T （℃）呈线性关系，
∴ LgK = −0.00631T + 0.532
将 T = 46.1 ℃代入上式可得： K = 1.74
K ' = K(
3n + 1 n 3 × 0.4 + 1 0.4 ) = 1.74 × ( ) = 1.98 4n 4 × 0.4
（2）
将热导率大的放在内层，得：
Q' =
（3）
（3）/（2）得：
37.5 1 62.5 )+ Ln( ) λ1 12.5 5λ1 37.5 Q = = 1.64 1 37.5 1 62.5 Q Ln( ) + Ln( ) 5λ1 12.5 λ1 37.5
'
1
Ln(
显然，将热导率大的放在外层（或将热导率小的放在内层）热损失较小。 【2－5】解：球的内、外壁面温度恒定，则等温面必定为球面，故其导热为沿径向的一 维导热。 由傅立叶定律，得：
2000 < Re < 1 × 10 4 ，为过渡流，且为高粘度流体。 ∴α = 0.027
'
λ
di
Re
0.8
Pr (
1 3
μ 0.14 ) μW
1
= 0.027 ×
2.15 0.14 0.61 × (3.575 × 10 3 ) 0.8 × (14.03) 3 × ( ) = 500W /(m 2 .K ) 1.2 0.06
负号表示热量由外向内传递。 将已知数据代入式（1） ，得：
− 821.3 =
4π × 0.07 × (90 − 280) 1 1 − 1 r2
食品工程原理练习题参考答案
《食品工程原理》练习题提示第一章 流体流动 一、填空题1、50.44mmHg （真空度）；149.8mmHg （表压）。
2、时间，流动系统内无质量积累，ρ1u 1A 1=ρ2u 2A 2。
3、1.6×10-4m 3/s4、总机械能，沿程阻力，局部阻力。
5、泵的特性曲线，管路特性曲线，工作点。
6、扬程，流量，转速。
7、管路特性曲线，效率点。
8、吸上真空度法，汽蚀余量法。
9、泵的特性曲线，管路特性曲线，最高效率点。
10．1/16，1/32，流体有粘性。
12、20)(2u gR ρρρζ-=13、扬程增大倍数为1倍，1.2倍。
14、用无因次数群代替变量，使实验与关联工作简化。
15、计量泵、齿轮泵、螺杆泵。
16、在叶轮入口处由离心力所产生的真空度不够大 , 不足以吸上液体；泵内灌液。
17、叶轮入口处的压力等于液体的饱和蒸汽压，使液体发生部分汽化。
18、减小吸入管路的阻力；增大供液池上方压力。
19、旁路调节、改变活塞冲程、活塞往复次数。
20、泵内灌液；关闭出口阀；出口阀。
21、一次方；二次方。
22、静压头。
23、点速度，平均速度。
二、选择题 1、D ；2、C3、某设备进出口的压力分别为220mmHg （真空度）及 1.6kgf/cm 2（表压），若当地大气压为760mmHg ，则该设备进出口压力差为（ c ）C 、1.86×105Pa4、关于流体流动的连续方程式：A 1u 1ρ1=A 2u 2ρ2，下列说法正确的是（ A ） A 、它只适用于管内流体的稳定流动 B 、它只适用于不可压缩理想流体C 、它只适用于管内流体的不稳定流动D 、它是流体流动的普遍性方程，可适用于一切流体流动5、B ；6、D ；7、A ；8、D ；9、B ；10、C ；11、D ；12、C ；13、D ；14、D ；15．Ｄ。
三、问答题1．回答文氏管的工作原理和应用。
（P46） 四、计算题1、解：根据题意，设贮槽液面为1-1`面，管出口截面为2-2`面，列柏努方程：Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f h液柱）绝压绝压m H s m dQu h u KPa P KPa P m Z m Z f (7.225.481.9284.181.91010022018)/(84.105.0436001345.4,0),(220)(100,20,22322212121=+⨯+⨯-+=∴=⨯⨯========∑ππΘ2、解：选择泵排出口液面为1-1`面及出口管液面为2-2`面， 由1-1`面2-2`面列柏努利方程：gZ 1+ρ1P +221u+We=gZ 2+ρ2P +222u +∑f L因为u 1=u 2=0，∑++-=fLP Z Z g P ρρ2121)(∑∑∑∑+=+=222221u u d l L L Lf f fζλ，代入数字可得∑=23.18f L)(10313.123.189851081.986.0381.9985541Pa P ⨯=⨯+⨯⨯+⨯⨯=∴3、解：根据题意，设高位槽液面为1-1`面，管出口截面为2-2`面，列柏努利方程：Z 1+g P ρ1+g u 221=Z 2+g P ρ2+gu222+∑hf)/(61.2,23181.92)231(25231,0,0,522222212121s m u u u u g u u h u P P m Z Z f =∴++⨯=++=+=====-∑)/(7.864)/(24.0106.1414.361.243322h m s m d u uA Q ==⨯⨯=⨯==∴π4（P78习题1）、解：根据题意，由柏努利方程，得：2920800,221222122u u u u P-=∴-=∆ρ 又21221221259,259)2012()(u u d d u u =∴===Θ代入上式 )/(413.12s m u =∴)/(10599.1)012.0(414.3413.1434222222s m d u A u Q -⨯=⨯⨯=⨯==∴π5（P79习题11）、解：如图，由1-1`和2-2`列柏努利方程：Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f h又因为Z 2-Z 1=2，P 1=P 2，u 1=0∑∑++=++∆=∴f f h guh g u Z H 2222222又42221039.1007.0124091.2027.0Re ),/(91.2027.04360064⨯=⨯⨯===⨯⨯==u du s m d Qu ρππ039.0,0074.0027.00002.0=∴==λεd291.2)26(291.2027.050039.0222321222⨯+⨯++⨯+⨯⨯=+=∴∑∑ζζζζζλu u d l L f代入数字可得结果为364.4(J/㎏)所以 H=2+)(58.3981.94.36481.9291.22m =+⨯6、解：列泵进口和出口间的能量方程Z 1+g P ρ1+g u 221+H=Z 2+g P ρ2+gu222+∑f hZ2-Z1=0.7m,u1=u2,p1=-140mmHg,p2=1.9atm,∑fh≈0则%6.60%100120023.223600/1281.91000%10023.2281.91000101325760/1401013259.17.0=⨯⨯⨯⨯=⨯==⨯⨯+⨯+=P P mH e η第二章 传热一、填空题 1、)ln()()(12211221t T t T t T t T -----；2、热传导，牛顿冷却，无因次准数；3、对流传热，热传导； 4、传热系数，传热面积，传热温差（对数平均温差）。
食工原理课后习题
食工原理课后习题第一章流体流动和输送
第四章传热
第五章以热量传递为特征的单元操作
食工原理PPT有答案的例题
第一章流体流动和输送
用
第五章 以热量传递为特征的单元操作
一单效蒸发器将2500kg/h 的NaOH 水溶液由10%浓缩到25%（均为质量百分数），已知加热蒸气压力为450kPa ，蒸发室内压力为101.3kPa,溶液的沸点为115℃，比热容为
3.9kJ/(kg ·℃)，热损失为20kW 。
试计算以下两种情况下所需加热蒸汽消耗量和单位蒸汽消耗量。
（１）进料温度为25℃；（2）沸点进料。
解：
（1） 求水蒸发量W
应用式（4-1）
kg/h 1500)25.01.01(2500)1(10=-=-=x x F W
（2）求加热蒸汽消耗量
应用式（4-4）
r Q Wr t t FC D L
010')(++-=
由书附录查得450kPa 和115℃下饱和蒸汽的汽化潜热为2125和2219kJ/kg
则进料温度为25℃时的蒸汽消耗量为：
kg/h 1972212536002022191500)25115(9.32500=⨯+⨯+-⨯⨯=D
单位蒸汽消耗量由式（4-5a ）计算，则 31
.1=W D
原料液温度为115℃时
kg/h 16002125360020221915002=⨯+⨯=D
单位蒸汽消耗量
07.12=W D
由以上计算结果可知，原料液的温度愈高，蒸发1 kg 水所消耗的加热蒸汽量愈少。
第八章 干燥与空气调节。
(完整版)食品工艺学课后思考题1,2,36章答案
课后思考题第一章1食品有哪些功能和特性营养功能（第一功能）、感官功能（第二功能）、保健功能（新发展的功能，第三功能）安全性、保藏性、方便性2食品加工、工艺的概念食品加工：将食物（原料）经过劳动力、机器、能量及科学知识，把它们转变成半成品或可食用的产品（食品）的方法或过程工艺：食品工艺就是将原料加工成半成品或将原料和半成品加工成食品的过程和方法；加工过程和方法就是由加工操作和加工步骤组合起来的；整个过程是加工工艺流程3食品原料有哪些特点？1.有生命活动、2.季节性和地区性、3.复杂性、4.易腐性4食品的质量要素主要有哪些？质量的定义：食品好的程度，是构成食品特征及可接受性的要素，主要有：5常见食品的变质主要由哪些因素引起？如何控制？引起食品(原料)变质的原因：（1）微生物的作用：是腐败变质的主要原因（2）酶的作用：在活组织、垂死组织和死组织中的作用；酶促褐变（3）化学物理作用：热、冷、水分、氧气、光、pH、引起变色、褪色要使食品保持品质或达到保藏效果，有四大保藏途径：（1）运用无菌原理：杀死微生物：高温，辐射；灭酶：加热可以灭酶（2）抑制微生物：低温（冷冻）、干藏、腌制、烟熏、化学防腐剂、生物发酵、辐射抑制酶；能抑制微生物的方法一般不易抑制酶，如冷藏、干藏、辐射（3）利用发酵原理（生物化学保藏）：利用代谢产物酸和抗生素或抑菌剂等，如豆腐乳，食醋，酸奶等（4）维持食品最低生命活动：降低呼吸作用、低温、气调；如水果6谈谈食品工艺学研究的内容和范围。
食品工艺学是根据技术上先进、经济上合理的原则，研究食品的原材料、半成品和成品的加工过程和方法的一门应用科学。
研究内容和范围（一）根据食物原料特性，研究食品的加工保藏（二）研究食品质量要素和加工对食品质量的影响（三）创造新型食品第二章上1水分活度的概念游离水和结合水可用水分子的逃逸趋势（逸度）来反映，我们把食品中水的逸度与纯水的逸度之比称为水分活度Aw。
2食品中水分含量和水分活度有什么关系？说明原因食品中水分含量（M）与水分活度之间的关系曲线称为该食品的吸附等温线。
食品工程原理答案
现
有
教
材 选用 需求出设备的热 运 用 规 律： 热 量通 量 写成：热量通 选 择 四 （1）从傅立叶导热定律推
编 热量 量 通 量 ( 指 单 位 绝 对 值 等于 温 度梯 度 量等于温度差 方 法 之 （2）因次分析规划试验测
写 型 面积单位时间的 乘 比 例 系数 导 热系 数 除以热量传递 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
物理加工当然进展的是物理操作，如粉碎、过滤、 蒸发、加热、冷却、枯燥等。
对涉及生物、化学加工的食品加工过程而言，过 程的核心应当是生物化学或化学反响过程和设备 〔反响器〕。
为了过程得以经济有效地进展，反响器中应保持 某些优惠条件，如适宜的压强、温度、浓度、界 面积。
原料必须经过一系列的预处理，以除去杂质， 到达必要的纯度、温度、压强、接触面积等， 这些过程称为前处理。
新 或 量 通 量 ( 物 理 量 量 绝 对 值等 于 物理 量 于物理量浓度 方 法 之 （2）因次分析规划试验测
的 设 计 指动量、热量、 浓 度 （ 指单 位 体积 物 差除以传递阻 一 求 传 （3）数学模型辅助实验测
主 设备 物质量)
理量）梯度乘系数
力
递阻力 （4）实验测掩盖求通量
线
完成 选用 设计 计算
食品工业中的物理过程或物理操作步骤，对食品 工程师、科研人员及管理人员而言，非常重要。
食品工业过程的这种特点同样出现在化学工业、 制药工业等生产过程中，说明这一些类型的生产 过程的处理原那么可以是相似的。
生产过程的大局部操作是物理操作步骤。 研究这类物理操作的原理，就成为几个专业领域
共同面临的问题，需要有一门学科来系统讨论出 现的各种物理操作，以统一和简化相关工业过程 的描述。 这门学科就是“单元操作〞学
食品工程原理试题思考题与习题及答案教学提纲
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)。
中国农业大学食品学院食品工程原理课后习题及答案解析
X X* G (X c X *) ln c A Uc X2 X*
五 计算 1、相对湿度 0.252；水蒸气分压 7851.85Pa；露点 41.5℃；湿空气的比热容 1.10964KJ/Kg 2、湿度 0.0102Kg/kG；露点 14.5℃ 3、25 倍 4、（略） 5、（略） 6、干燥时间 26500s
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2
G X 2 dX G X c dX A X c U A X2 U
式中 U——降速阶段的瞬时干燥速率，kg/m2·s。 连接临界点 C 与平衡含水量 E 的直线来代替降速阶段的干燥速率，该近似方法认为在降速干燥阶段， 干燥速率与物料中的自由水分成正比，即：
U
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四 简答 1、 流体的运动对传热过程有强烈影响。当边界层中的流动完全处于层流状态时，垂直于流动方向上的热 量传递虽然只能通过流体内部的导热，但流体的流动造成了沿流动方向的温度变化，使壁面处的温度梯度 增加，因而促进了传热。当边界层中的流动是湍流时，壁面附近的流动结构包括湍流区、过渡区和层流底 层。湍流区垂直于流动方向上的热量传递除了热传导外，主要依靠不同温度的微团之间剧烈混合，即依靠 对流传热。 2 热风干燥过程中，热风既是载热体也是载湿体。一方面热风提供给湿物料热量，使得水分加热蒸发； 另一方面由于湿物料中水分蒸汽压大于热空气中水分分压，使得物料中水分蒸发到热空气中，被热风带走。 使得物料干燥。 3 干燥包括预热阶段、恒速干燥阶段及降速干燥阶段。预热阶段空气热量主要用于物料的加热，水分蒸发 量较少，时间较短暂，通过减小物料颗粒来增强预热效果。恒速干燥阶段物料含水量迅速下降，干燥速度 最大，物料表面温度等于干燥介质的湿球温度，空气热量全部用于水分的汽化，空气显热等于水分的汽化 潜热，所去除的水分为非结合水分，物料内部水分扩散速度大于或等于水分表面汽化速度，干燥处于表面 汽化控制状态。可通过减小物料颗粒，增加空气的流动速度并使空气垂直进入物料内部，增加空气的相对 湿度等措施来强化干燥。降速干燥阶段干燥速度开始下降，物料表面温度大于空气的干球温度并逐渐上升。 空气热量除了用于水分的蒸发外，还要用于物料的升温，所除去的水分有结合水分和非结合水分，干燥开 始进入内部扩散控制状态，此阶段不宜盲目强化干燥条件，但可通过减小物料颗粒，使物料流动方向与空 气方向相反等措施来强化干燥速度。 4 根据物料与水分结合力的状况，可将物料中所含水分分为结合水分与非结合水分。结合水分包括物料细 胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。它是籍化学力或 物理化学力与物料相结合的，由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的 传质推动力降低，故除去结合水分较困难。 非结合水分包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。物料中非 结合水分与物料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，干燥过程中除去非结合水分较 容易。物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身的性质，而与干燥介质的状态无关 5 绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再下降，而等于循环水的温度，称此温度为该 空气的绝热饱和温度。在湿空气中，将温度计的感温部分包以纱布，置于一定温度和湿度的湿空气中，经 一段时间达到稳定后，温度计所反映的温度称为是空气的湿球温度。绝热饱和温度与湿球温度是两个完全 不的概念。但是两者都是湿空气状态(t 和 H)的函数。特别是对空气－水气系统，两者在数值上近似相等， 对其他系统而言，不存在此关系。
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第一章1-1 烟道气的组成约为N275%，CO215%，O25%，H2O5%（体积百分数）。
试计算常压下400℃时该混合气体的密度。
解：M m =M i y i=×28+×44+×32+×18=m=pM m/RT=×103××103×673)=0.545kg/m31-2 已知成都和拉萨两地的平均大气压强分别为和。
现有一果汁浓缩锅需保持锅内绝对压强为。
问这一设备若置于成都和拉萨两地，表上读数分别应为多少解：成都p R=95-8=87kPa（真空度）拉萨p R=62-8=54kPa（真空度）1-3 用如附图所示的U型管压差计测定吸附器内气体在A点处的压强以及通过吸附剂层的压强降。
在某气速下测得R1为400mmHg，R2为90mmHg，R3为40mmH2O，试求上述值。
解：p B=R3H2O g+R2Hg g=×1000×+×13600×=（表）p A=p B+R 1Hg g=+×13600×=（表）p=p A-p B=（表）1-4 如附图所示，倾斜微压差计由直径为D的贮液器和直径为d的倾斜管组成。
若被测流体密度为0，空气密度为，试导出用R1表示的压强差计算式。
如倾角为30º时，若要忽略贮液器内的液面高度h的变化，而测量误差又不得超过1%时，试确定D/d比值至少应为多少DαdR1R1p2phρ解：由静力学方程p=R(0-)g=R1sin(0-)g=R1(0-)g/2 (1)若忽略贮液器内液面高度的变化，则斜管内液位为：R’=R-h液柱长度：R1’=R1-h/sin=R1-2hp’=R ’(0-)g=R1’(0-)g/2=(R1/2-h)(0-)g又D2h/4=d2R1’/4 即h=R1(d/D)2/[1+2(d/D)2]所以p’=R1(0-)g/[2+4(d/D)2] (2)相对误差为 (p-p’)/p≤代入式（1）和（2）： (p-p’)/p=1-1/[1+2(d/D)2]≤解得： d /D ≤ 即 D /d ≥1-5 一虹吸管放于牛奶储槽中，其位置如图所示。
储槽和虹吸管的直径分别为D 和d ，若流动阻力忽略不计，试计算虹吸管的流量。
储槽液面高度视为恒定。
h解： p 1/+u 12/2+gz 1=p 1/+u 22/2+gz 2 p 1=p 2，u 1=0，z 1=h ，z 2=0，u 2=u2gh =u 2 u 2=(2gh )1/2 q v ==(2gh )1/21-6 密度为920kg/m 3的椰子油由总管流入两支管，总管尺寸为57mm ×3.5mm，两支管尺寸分别为38mm ×2.5mm 和25mm ×2.5mm 。
已知椰子油在总管中的流速为0.8m/s ，且38mm ×2.5mm 与25mm ×2.5mm 两支管中流量比为。
试分别求椰子油在两支管中的体积流量、质量流量、流速及质量流速。
解： q v =××=×10-3m 3/sq v 1+q v 2=×10-3m 3/s q v 1/q v 2=q v 2=×10-3/=×10-4m 3/s q v 1==×10-3m 3/sq m 2=q v 2=920××10-4=0.452kg/s q m 1=q v 1=920××10-3=0.993kg/su 2=q v 2/=×10-4/×=1.564m/su 1=q v 1/=×10-3/×=1.262m/sw 2=u 2=920×=1438.6kg/ w 1=u 1=920×=1161kg/1-7 用一长度为0.35m 的渐缩管将输水管路由内径100mm 缩至30mm 。
当管内水流量为0.52m 3/h ，温度为10℃时，问：（1）在该渐缩管段中能否发生流型转变；（2）管内由层流转为过渡流的截面距渐缩管大端距离为多少解： u 1=q v1/=(3600××=sRe 1=d 1u 1/=××1000/=1407<2000 u 2=q v1/=(3600××=45msRe 2=d 2u 2/=××1000/=4691>4000 故可以发生转变 当Re =2000时，ud =2000×1000=ud 2=q v /=(3600×=×10-4两式相除 d =×10-4/=0.07035m 由比例关系 ：=：x x =0.148m 直径为1.0m 的稀奶油高位槽底部有一排出孔，其孔径为15mm 。
当以2.0m 3/h 的固定流量向高位槽加稀奶油的同时底部排出孔也在向外排出奶油。
若小孔的流量系数C d 为（C d 为孔口实际流量与理想流量之比），试求达到出奶油与进奶油流量相等时高位槽的液位及所需的时间。
（假设高位槽最初是空的）解： 设任一时刻槽内液位为h ，则由柏努利方程得：理论流速 u th =(2gh )1/2 实际流速：u =C 0(2gh )1/2流量： q v =d 2u /4=×××(2××h )1/2=×10-4h 1/2代入 q v =2/3600 m 3/s ， H =[2/(3600××10-4)]2=1.312m 由物料衡算 q v ,in -q v ,out =d V /d =dϑd d 1785.01085.43600224hh ⨯=⨯-- 令y =h 1/2，则d h =2y d y ，当h =H 时，y =H 1/2=1.145m⎰⎰+-=⨯=145.10145.1044d 6.178-7.077291.2)077.7178.6(178.62106.178-7.077d 102y yy yyϑ⎰⎰=---=+-=145.10145.10145.104145.104s 2486])178.6077.7ln(178.6291.2178.62[10]6.178-7.077d 291.2d 178.62[10y yy y y1-9 用压缩空气将密度为1081kg/m 3的蔗糖溶液从密闭容器中送至高位槽，如附图所示。
要求每批的压送量为1.2m 3，20分钟压完，管路能量损失为25J/kg ，管内径为30mm ，密闭容器与高位槽两液面差为16m 。
求压缩空气的压强为多少Pa （表压）A16m压缩空气解： p 1/+u 12/2+gz 1=p 2/+u 22/2+gz 2+h f u 1=0，z 1=0，p 2=0，z 2=16 m ，h f =25J/kg u 2=(20×60××=1.415m/sp 1=2+×16+25)×1081=×104Pa1-10 敞口高位槽中的葡萄酒（密度为985 kg/m 3）经38mm ×2.5mm 的不锈钢导管流入蒸馏锅，如图所示。
高位槽液面距地面8m ，导管进蒸馏锅处距地面3m ，蒸馏锅内真空度为8kPa 。
在本题特定条件下，管路摩擦损失可按h f =kg （不包括导管出口的局中阻力）计算，u 为葡萄酒在管内的流速m/s 。
试计算：（1）导管A —A 截面处葡萄酒的流速；（2）导管内葡萄酒的流量。
解： p 1/+u 12/2+gz 1=p 2/+u 22/2+gz 2+h fp 1=0，u 1=0，z 1=8 m ，p 2=-8kPa ，z 2=3m ，u 2=u 8×9,81=-8000/985+u 2/2+3×+ m/s 86.27985800081.95=+⨯=u q v =××=×10-3m 3/s1-11 如附图所示，水从离地面18m 处用273mm ×5mm ，长35m （包括局部阻力损失的当量长度）的管道连接到离地面10m 处，并测得高低两处压强分别为345kPa 和415kPa （表压）。
试确定：（1）水的流动方向；（2）若管路摩擦系数取，管路中水的流量为多少解：u 1=u 2 p 1/+gz 1=348×103/1000+18×=kgp 2/+gz 2=415×103/1000+10×=kgu 12/2+=u 22/2++×(35/×u 2/2m/s 578.235026.0263.02)1.51358.524(=⨯⨯⨯-=u q v =××=0.14m 3/s1-12 如图所示，槽内水位维持不变，槽底部与内径为50mm 的钢管联结，管路中B 处装有一U 型管压差计。
当阀门关闭时读数R =350mmHg ，h =1200mm 。
（1）阀门部分开启时，测得R =250mm ，h =1250mm ，若AB 段能量损失为10J/kg ，问管内流量为多少m 3/h （2）阀门全开时，若AB 段与BC 段的能量损失分别按h fAB =kg ，h fAC =7u 2J/kg 计算（不包括管出口阻力），u 为管内流速。
问B 点处（压差计处）的压强为多少解：阀门全关时：p 0=R Hg g =×13600×=×104Pa （表）H H2O g =×104+h H2O g =×104+×1000×=×104Pa H =×104/(1000×=5.96m 阀门部分开时：p A /+u A 2/2+gz A =p B /+u B 2/2+gz B +h fAB p A =0，u A =0，z A =H =5.96m ，h fAB =10J/kg ， z B =0，u B =up B =×13600×+×1000×=×104Pa （表）×=×104/1000+u2/2+10u=2.388m/s q v h=×××3600=16.87m3/h阀门全开时：p A/+u A2/2+gz A=p C/+u C2/2+gz C+h fAB+h fBC z C=0，p C=0，u C=u×=u2/2++7u2u=2.535m/sp B/+u B2/2+gz B=p C/+u C2/2+gz C+h fBC z B=z C，p C=0，u B=u Cp B=1000×7×=×104Pa（表）1-13 如图所示的一冷冻盐水循环系统，盐水循环量为30 m3/h时，盐水流经换热器A的阻力损失为50J/kg，流经换热器B的阻力损失为60J/kg，管路中流动的阻力损失为30J/kg。