食品工程原理(修订版)
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。
食品工程原理第一章第五节第六节.ppt
空气的平均压力=（186+120）/2=154mmH2O 1atm（10330mmH2O）及0℃时空气的密度为1.293kg/m3，故 154mmH2O（表压）及25℃时空气的密度为：
1.293(1 154 )( 273 ) 1.202kg / m3
10330 273 25
2
2‘
h
7m
1
1‘
解： 依题意，绘出流程示意图。选取贮槽液面作为截面1，高
位槽液面为截面2，并以截面1作为基准面，如图所示，在两截面 间列柏努利方程，则有
z1g
p1
u12 2
W
z2 g
p2
u22 2
hf
式中，z1=0, z2=10m, p1=p2, u10, u2 0 ∴ W=9.81×10+∑hf
注：流体的流动方向。
思考题
1、测速管的原理； 2、孔板流量计和转子流量计的原理及异同。
h f直
l d
u2 2
hf局
le d
u2 2
或hf局
u2 2
d=57-2×3.5=50mm, l=50m
u
300 1000604 0.052
2.55m / s
Re
du
0.050.97880 6.5104
1.73105
0.3mm,
d
0.3 50
0.006
查图， 得=0.0313
出口段的局部阻力：
全开闸阀： le=0.33m 全开截止阀：le=17m 标准弯头(3)：le=1.6×3=4.8m
出口阻力系数： =1.0
hf（出口段） (
lle d
)
食品工程原理第一章
m
i 1
n
wi
i
wi — 混合液中组分i的质量分数
相对密度
为流体的密度与纯水在4℃时密度之比. 与密度相反的概念是比容： 流体的比容是密度的倒数，为单位质量 流体的体积，m3/kg：
v V / m 1/
2.压力 -绝对压力pab，用绝对零压（即绝对真空）作 起点计算的压力。 -表压pg，用于被测流体的绝对压力pab大于外 界大气压pa的情况。压力表上的读数表示被测 流体的绝对压力高出大气压的数值。 pg= pab - pa -真空度pvm，用于被测流体的绝对压力pab小于 外界大气压pa的情况。此时真空表上的读数表 示被测流体的绝对压力低于大气压的数值。 pvm = pa -pab
-以单位体积流体为衡算基准
u12 u2 2 Z1 g p1 We Z 2 g p2 h f 2 2
Qe ' Qe h f U Qe h f pdv
v2 v1 v2 u2 g Z ( pv) pdv We h f v1 2 2
( pv) d ( pv) pdv vdp
1 v1 p1 p2 u g Z vdp We h f p1 2 2
当被测流体为气体时， p1 p2 A gR
P1
B
P2
微 差 压 差 计
p1 p2 ( C ) gR
—
C
R
A
—液位的测量 根据静力学基本方程
p A pO Zg p B pO R i g p A pB
p0
ρ
Z
i Z R
B A
R
食品工程原理教学大纲导论精选全文
可编辑修改精选全文完整版《食品工程原理》教学大纲课程编号：041010412适用专业：食品科学与工程学时数：64学分数：4.0执笔者：花旭斌编写日期：2006年12月一、课程的性质和目的食品工程原理研究和介绍食品工业生产中传递过程与单元操作的基本原理、内在规律、常用设备及过程的计算方法。
食品工程原理是食品科学与工程专业的一门重要专业基础课程。
通过学习本课程，要求学生掌握动量、热量和质量传递的基本原理，运用这些理论并结合所学的物理化学和数学等基础知识，研究食品加工过程中各种单元操作的内在规律和基本原理。
熟悉典型单元操作设备的构造、工作原理和工艺和计算。
主要的单元操作包括：流体输送与压缩、制冷技术、过滤、沉降、离心分离、固体流态化、气力输送、传热、蒸发、气体吸收、蒸馏和物料干燥等。
培养学生具有针对食品生产实际，正确选择适合的单元操作的能力；组成和完善生产工艺过程的能力；正确进行过程的物料衡算、能量衡算和设备选型配套设计计算的能力。
在实验教学中，培养学生严谨认真的科学态度，重视实验操作技能的训练，掌握实验数据的整理和分析方法。
在工程设计计算中会正确查阅工程手册中各种工程图表，获取设计计算有关参数。
二、课程的教学内容和学时分配绪论（1学时）教学内容：食品工程原理课程的性质和地位，现代食品工业的特点，食品工程与化学工程的关系，食品工程原理课程的特点、内容及任务教学要求：理解食品工程原理课程的性质和地位，食品工程原理课程的特点、内容及任务，现代食品工业的特点，掌握单元操作中常用的基本概念、单位换算重点：单元操作中常用的基本概念，单位制及量纲分析难点：量纲分析第1章流体流动与输送（13学时）教学内容：流体的物理性质及作用在流体上的力，流体静力学基本方程式及其应用，流体流动的基本方程，管内流动及管路计算，流速及流量的测量，非牛顿流体，液体输送设备，气体压缩和输送设备教学要求：1、理解流体的主要物理性质、作用在流体上的力，掌握流体静力学基本方程式及其应用2、掌握稳定流动、流速与流量、连续性方程，3、掌握理想不可压缩流体的能量守恒—柏努利方程式，柏努利方程的应用，实际流体稳定流动的能量守恒4、管内流动及管路计算掌握流动类型及其判别，掌握流体在圆直管内流动的沿程阻力及计算，计算圆直管沿程阻力的通式，滞留、湍流的流速分布及摩擦阻力系数的确定，掌握管路局部阻力及其计算5、流速及流量的测量掌握毕托管、孔板流量计及文丘里流量计、转子流量计的结构及工作原理，并能正确使用。
食品工程原理 杨同舟 第三版
食品工程原理杨同舟第三版摘要：一、食品工程原理简介1.食品工程定义2.食品工程的重要性3.食品工程原理的核心内容二、食品工程的基本概念1.食品成分2.食品性质3.食品加工过程三、食品工程原理的应用1.食品加工技术2.食品分析与检测3.食品安全与质量管理四、食品工程的发展趋势1.生物技术在食品工程中的应用2.功能性食品的研究与发展3.食品工程与可持续发展正文：食品工程原理是研究食品的组成、性质、加工过程以及食品分析与检测、食品安全与质量管理等基本理论和技术的学科。
杨同舟所著的《食品工程原理》第三版对食品工程的基本概念、应用及发展趋势进行了全面系统的阐述。
食品工程原理涉及食品的成分、性质等方面的基本知识。
食品成分主要包括碳水化合物、蛋白质、脂肪、维生素、矿物质和水等，而食品性质则包括颜色、口感、质地、稳定性等。
在食品加工过程中，这些成分和性质会发生变化，因此需要研究和掌握食品工程原理以优化食品加工技术。
食品工程原理在食品分析与检测、食品安全与质量管理等方面也有着广泛的应用。
例如，在食品分析与检测中，可以通过研究食品的成分和性质来分析食品的品质和新鲜度；在食品安全与质量管理中，需要对食品中的有害物质进行检测和控制，确保食品的安全。
随着科学技术的发展，食品工程原理在生物技术、功能性食品等方面也取得了突破。
生物技术在食品工程中的应用，如基因工程、发酵工程等，可以提高食品的生产效率和品质；而功能性食品的研究与发展，则可以为人们的健康提供更多的保障。
总之，食品工程原理作为食品科学的一个重要分支，对食品的生产、加工、分析与检测以及食品安全与质量管理等方面都具有重要意义。
食品工程原理课程教学大纲
食品工程原理课程教学大纲《食品工程原理》课程教学大纲(2002年制订，2004年修订)课程编号:200265 /200267英文名:Fundamentals of Food Engineering课程类别:学科基础课前置课:高等数学、大学物理、物理化学等后置课:食品工艺学、食品机械与设备、食品保藏原理与技术等均为本课程的后置课,本大纲能满足后继课的要求。
学分:3+2学分课时:90课时,其中实验课16课时,主讲教师:万忠民、马云等选定教材:高福成.食品工程原理[M].2rd.北京:中国轻工业出版出版社～2002 课程概述:食品工程原理课程是以食工生产中的物理加工过程为背景，按其操作原理的共性归纳成的若干“单元操作”，用自然科学的原理考察、解释和处理工程实际问题，主要研究食品工程单元操作的基本原理，典型设备构造及工艺尺寸。
本课程以“三传”为主线，即以动量传递为基础，讲述流体输送、搅拌、沉降、过滤等单元操作;以热量传递为基础，讲述传热、蒸发操作;以质量传递为基础，讲述了吸收、精馏、萃取、结晶等单元操作以及热量、质量同时传递过程的干燥操作。
根据课程内容，设置了流体流动、泵特性、过滤、传热、精馏、吸收、干燥等典型单元操作实验和换热器设计等课程设计环节。
在讲述经典理论的基础上，不断将学科最新成果引入教学，如膜分离技术，超临界萃取技术和反应精馏技术等。
本课程强调工程观点、定量计算和设计能力的训练，强调理论和实际相结合，提高分析问题、解决问题的能力。
本教学大纲适用于食品科学与工程专业。
教学目的:食品工程原理教学的主要目的为: 通过本课程的学习，可培养学生分析和解决有关单元操作的能力，在食品生产、科研和设计工作中，达到强化生产过程，提高产品质量，降低成本，防止污染以及加速新技术开发等方面的目的，为学习后继课程食品工艺学、食品机械、食品化学反应工程打下基础。
培养学生运用辩证唯物主义观点和科学方法考察、分析和处理食品工程实际问题;培养学生的工程观点、实验技能和设计能力;培养学生具有创新性思维能力，把食品工程单元操作推向新高度。
食品工程原理重点知识讲解
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。
食品工程原理课后题答案
一、填空题1. 同一台设施的设计可能有多种方案，通常要用（经济性、可行性、安全性、实用性）来确定最终的方案。
2. 单元操作中常用的五个基本观点包括（物料平衡、能量平衡、反应动力学、传递过程、设备设计）。
3. 奶粉的生产主要包括（原料预处理、配料、均质、杀菌、冷却、喷雾干燥、冷却、粉碎、混合、包装）等单元操作。
二、简答题1. 什么是单元操作？食品加工中常用的单元操作有哪些？答：单元操作是指将物料从一种状态转变为另一种状态，或者改变其物理、化学性质的操作。
食品加工中常用的单元操作有：流体输送、粉碎、均质、乳化、搅拌、过滤、沉降、离心分离、加热、冷却、蒸发、结晶、冷冻、吸附、脱气、萃取、浸提、蒸馏、干燥、膜分离等。
2. “三传理论”是指什么？与单元操作有什么关系？答：“三传理论”是指动量传递（momentum transfer）、热量传递（heat transfer）和（物）质量传递（mass transfer）理论。
它与单元操作的关系在于，单元操作的本质都是通过这三种传递过程来实现物料的转变和性质的改变。
3. 怎样理解单元操作中常用的五个基本观点？答：单元操作中常用的五个基本观点是指：（1）物料平衡：在单元操作过程中，物料的质量保持不变。
（2）能量平衡：在单元操作过程中，能量的输入和输出保持平衡。
（3）反应动力学：研究反应速率和反应机理。
（4）传递过程：研究动量、热量和质量的传递。
（5）设备设计：根据单元操作的要求，设计合适的设备。
4. 举例说明三传理论在实际工作中的应用。
答：三传理论在实际工作中的应用举例：（1）在蒸发操作中，热量传递使溶液中的溶质从液相转移到气相。
（2）在干燥操作中，热量传递使湿物料中的水分蒸发。
（3）在萃取操作中，动量传递使溶剂与溶质混合。
5. 简述食品工程原理在食品工业中的作用、地位。
答：食品工程原理在食品工业中的作用和地位如下：（1）为食品工业提供理论依据和指导。
（2）研究食品加工过程中的物料变化和性质变化。
食品工程原理(精)
−20℃ 常温 180℃
⑺
⑻ ⑼ ⑽ ⑾ ⑿ ⒀ ⒁ ⒃ ⒄ ⒅ ⒆ ⒇ (21)
4℃ 90℃
80℃,20min
升膜式蒸发器 旋液分离器 喷射泵 高压泵 空气过滤器 喷雾干燥器 旋风分离器 风机 筛分机 流化床冷却 包装系统
浓度10%
压力 kpa
90%以上过100目筛， 含水量13%
热量传递
单元操作的分类
流体输送 流体输送 流体输送
流体输送 传热 搅拌 均质 传热 浓缩 物系分离 流体输送 流体输送 过滤 干燥 分离 流体输送 筛分 传热
动量传递 动量传递 动量传递
动量传递 热量传递 动量传递 动量传递与质量传递 热量传递 热量传递、动量传递与质量 传递 动量传递与质量传递 动量传递 动量传递 动量传递 热量传递、动量传递与质量 传递 动量传递与质量传递 动量传递
4. [美]J 金克普利斯著，清华大学化工组译。传递过程与单元操作。
1985。 5. 华南工学院等。发酵工程与设备。北京：轻工业出版社。
6. 姚玉英。化工原理例题与习题。北京：化学工业出版社，1998。
更多
绪 论
1 食品加工过程及单元操作
食品工业：利用物理和化学方法将自然界的各种物质加工成 生活资料的工业。 食品生产 ：(1) 化学反应过程：如食品风味的形成 (2) 物理加工过程 不同食品的生产过程使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。
3.3 单位换算
同一物理量若用不同单位度量时，其数值需相应地 改变。这种换算称为单位换算。
食品工程原理
添加剂在食品加工中作用及安全性评估
提高食品保藏性
如防腐剂延长食品保质期。
改善食品感官性状
如色素、香精等增强食品色泽和风味。
添加剂在食品加工中作用及安全性评估
• 保持或提高食品营养价值：如营养强化剂弥补食品在加工过程中的营养损失。
添加剂在食品加工中作用及安全性评估
1 2
急性毒性试验
评估添加剂一次性大量摄入对机体的毒性作用。
食品包装与贮藏
研究食品包装材料和贮藏条件对 食品品质的影响，提高食品的保 质期和安全性。
02
食品成分与性质
水分与干燥原理
水分在食品中的存在形式
自由水和结合水，对食品的物理性质、化学性质和微生物稳定性有 重要影响。
水分活度与食品稳定性的关系
水分活度越高，食品越不稳定，易于发生腐败变质。
干燥原理与方法
热力学基本概念：温度、 热量、内能等
热传导方程及应用
热传导方式：传导、对流 、辐射
食品热物性参数及测量方 法
冷冻与冷藏技术及应用
01
冷冻基本原理：冰晶形成与食品组织变化
02
冷藏技术：冷却、冻结、冻藏
03
食品冷冻过程中的物理变化：水分迁移、冰晶长大 等
浓缩与结晶过程分析
浓缩原理：蒸发、膜 分离等
浓缩与结晶过程中的 物理变化：相变、传 热传质等
推动产业集聚和品牌建设
引导食品企业向产业园区集聚 发展，形成规模效应和产业链 优势；加强食品安全和质量监管
完善食品安全法律法规和标准 体系，加强食品安全和质量监 管力度，保障我国食品产业的 质量安全和信誉。
推动国际化战略和合作交 流
积极参与国际食品工程领域的 合作交流活动，学习借鉴国际 先进经验和技术成果；推动我 国食品产业“走出去”，拓展 国际市场，提升国际竞争力。
食品工程原理第一章 第一节
现从静止液体中任意划出一垂直液柱，如图所示。 现从静止液体中任意划出一垂直液柱，如图所示。液柱的 所示 横截面积为A，液体密度为ρ 若以容器器底为基准水平面， 横截面积为 ，液体密度为ρ，若以容器器底为基准水平面， 则液柱的上、下底面与基准水平面的垂直距离分别为Z 则液柱的上、下底面与基准水平面的垂直距离分别为Z1和Z2， 分别表示高度为Z 处的压力。 以p1与p2分别表示高度为Z1及Z2处的压力。 p0 在垂直方向上作用于液柱的力有： 在垂直方向上作用于液柱的力有： 1. 下底面所受之向上总压力为p2A； 下底面所受之向上总压力为 ； 2. 上底面所受之向下总压力为p1A； 上底面所受之向下总压力为 ； 整个液柱之重力G 3. 整个液柱之重力 ＝ρgA(Z1-Z2)。 。 p2 z2 p1 G z1
由上式可知： 由上式可知： 当液面上方的压力一定时，在静止液体内任一点压力的大小， 当液面上方的压力一定时，在静止液体内任一点压力的大小， 与液体本身的密度和该点距液面的深度有关。因此， 与液体本身的密度和该点距液面的深度有关。因此，在静止 的、连续的同一液体内，处于同一水平面上的各点的压力都 连续的同一液体内， 相等。此压力相等的水平面，称为等压面。 相等。此压力相等的水平面，称为等压面。 等压面 当液面的上方压力p0有变化时，必将引起液体内部各点压力 当液面的上方压力 有变化时， 发生同样大小的变化。 发生同样大小的变化。 p2＝p0＋ρgh可改写为 h
ρ=ρ
T0 p 0 Tp0
(1-4)
上式中的ρ0＝M/22.4kg/m3为标准状态（即T0=273K及 为标准状态（ =273K及 上式中的ρ =133.3Pa）下气体的密度。 p0=133高、温度较低时， 在气体压力较高、温度较低时，气体的密度需要采用真实 气体状态方程式计算。 气体状态方程式计算。
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》
大家好
6
④化学工程原理 ●研究对象 传递过程（包括单元操作的过程和设备）。 ●研究内容 单元操作基本原理、基本规律、相互关系和应用。 ●研究方法 实验研究方法，即经验的方法。 数学模型方法，即半理论半经验的方法。
● 通过研究回答工业应用中提出的问题： ⑴ 如何根据各单元操作特点，进行“过程和设备”的选择，以适应指定物系的特征，经济而有效地满足工艺要求。 ⑵ 如何进行过程的计算和设备的设计。 ⑶ 如何进行操作和调节以适应生产的不同要求。在操作发生故障时如何寻找故障的缘由。
大家好
17
5、运动的描述方法 ①拉格朗日法： 描述同一质点在不同时刻的状态。 （物理学中考察单个固体质点时用） ②欧拉法：描述空间各点的状态及其与时间的关系。 （考察定态流体流动时常用）
食品工程原理
大家好
1
第一章 绪 论
第一节 课程的性质和内容 第二节 单位和单位制 第三节 混合物浓度的表示方法 第四节 单元操作常用的基本概念
大家好
2
第一节 课程的性质和内容
②单元操作 生产过程 →化学反应过程 + 物理加工过程 ↓（归纳） 基本操作过程 ↓ 单元操作
大家好
13
第三节 混合物浓度的表示方法
一、物质的量浓度与物质的量分数 1、物质的量浓度（简称物质的浓度，也称摩尔浓度，单位kmol/m3） 2、物质的量分数（摩尔分数） 二、物质的质量浓度与质量分数 1、质量浓度（也称密度） 2、质量分数三、摩尔比与质量比
大家好
14
第四节 单元操作常用的基本概念
常用单元操作： 流体的流动和输送、传热 、沉降与过滤、干燥、蒸馏、吸收、萃取等。
按过程的物理本质分： 动量传递过程（单相或多相流动）、热量传递过程和物质传递过程。
食品工程原理第二章第一节
d轴功率：泵轴所需的功率。当泵直接由电动 机带动时，它即是电机传给泵轴的功率，单 位为W或kW。离心泵的有效功率是指液体从 叶轮获得的能量。
N
N e , (W
)
N HQ g , (W ) e
N HQ , ( kW ) 102
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(2)离心泵的特性曲线
4B20
n=2900r/min
η
26
80
24
70
22
H
60
H,m N,kW
η,%
20
50
18
40
16
8
30Nຫໍສະໝຸດ 1462012
4
10
10
2
0
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例 采用图示的实验装置测定离心泵的性能。 泵的吸入管内径为100mm，排出管内径为 80mm，两测压口间垂直距离为0.5m。泵的 转速为2900r/min，以20℃清水为介质测得以 下数据：流量15L/s，泵出口表压 2.55×105Pa，泵入口处真空度2.67×104Pa， 功率表测得电动机所消耗的功率6.2kW。
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u D2n,n为叶轮转速，r / min
2 60
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a 、叶轮的转速和直径 由上式可看出，当理论流量和叶片几何尺
寸（b2,β2）一定时，离心泵的理论压头随 叶轮的转速、直径的增加而加大；
b、叶片的几何形状 当叶轮的直径和转速、叶片的宽度及理论
90 , 则 cos 0
食品工程原理 杨同舟 第三版
食品工程原理杨同舟第三版食品工程原理杨同舟第三版是一本具有广泛影响力的食品工程学教材，它系统地介绍了食品工程的基本原理、技术和应用。
本书在第三版中对内容进行了全面更新和补充，进一步提升了其实用性和权威性，成为食品工程领域的重要参考书之一。
食品工程是一个综合性的学科，涉及到食品的生产、加工、储存、运输、包装和销售等各个环节。
而食品工程原理则是对这些环节进行深入研究和分析的基础。
本书以科学、系统的角度，详细介绍了食品工程中的各种原理和技术，为读者提供了全面、准确的知识体系。
在食品工程原理杨同舟第三版中，作者首先从食品工程的基本概念和发展历程入手，向读者介绍了食品工程学科的起源和发展，并分析了其在现代社会中的重要性和应用价值。
接着，作者详细讲解了食品工程中的物质平衡、能量平衡和动力学平衡等基本原理，为读者提供了分析和解决实际问题的工具和方法。
在后续章节中，食品工程原理杨同舟第三版涵盖了食品工程学科的各个领域，包括食品加工工艺学、食品物流与仓储学、食品机械学、食品包装学等。
其中，食品加工工艺学是食品工程的核心学科，它研究了食品从原料到成品的加工过程，包括物料处理、传热传质、机械操作、杀菌灭菌等环节。
食品物流与仓储学则关注食品的运输和储存过程，研究如何确保食品的安全和品质。
食品机械学则介绍了食品加工中所使用的各种机械设备和工艺，包括搅拌、混合、分离、压缩等操作。
食品包装学则研究了食品包装的原理和技术，包括包装材料的选择、包装工艺的设计和包装质量的控制等。
除了以上内容，食品工程原理杨同舟第三版还介绍了食品工程中的一些新技术和新方法，如纳米技术在食品加工中的应用、食品工程中的模拟与仿真等。
这些内容帮助读者了解食品工程学科的最新动态和发展趋势。
总的来说，食品工程原理杨同舟第三版是一本内容丰富、系统完整的食品工程学教材，它对食品工程的基本原理、技术和应用进行了全面而深入的介绍。
无论是食品工程专业的学生还是从事食品工程相关工作的专业人士，都可以从中获得有益的知识和启发。
食品工程原理 杨同舟 第三版
食品工程原理杨同舟第三版【原创版】目录1.食品工程原理的概述2.杨同舟的背景和贡献3.第三版的特点和更新内容4.食品工程原理的主要内容5.对食品工业的重要性和应用价值正文1.食品工程原理的概述食品工程原理是一门研究食品生产、加工、包装、储存、运输等过程中物理、化学和生物学原理的应用科学。
它旨在提高食品的品质、安全性、营养价值以及降低生产成本，从而满足消费者的需求。
2.杨同舟的背景和贡献杨同舟是我国食品科学与工程领域的著名专家，他在食品工程原理的研究和教学方面做出了巨大贡献。
杨同舟教授致力于推动食品工业的发展，通过深入研究食品工程原理，为我国食品工业的科技进步和产业发展提供了理论支持。
3.第三版的特点和更新内容《食品工程原理》第三版在保留前两版精华的基础上，进行了全面修订和更新。
本版特点如下：（1）结构更加合理，内容更加系统。
第三版对各章节进行了调整，使得内容更加连贯，便于读者理解和掌握。
（2）更新了部分章节的内容，增加了近年来食品工程领域的新理论、新技术和新方法。
例如，增加了食品纳米技术、食品生物技术、食品安全等方面的内容。
（3）强化了理论与实践的结合，注重培养读者的实际操作能力。
书中列举了大量实例，以便读者更好地理解和应用食品工程原理。
4.食品工程原理的主要内容《食品工程原理》第三版共分为十章，主要包括以下内容：（1）食品的物理性质：色、香、味、形等感官特性；热学性质；力学性质；电学性质等。
（2）食品的化学性质：水分；营养成分；食品添加剂；食品中的有害物质等。
（3）食品的生物学性质：微生物；食品腐败变质；食品保藏等。
（4）食品加工：食品预处理；食品加热；食品冷却；食品干燥；食品浓缩等。
（5）食品包装：包装材料；包装设计；包装技术等。
（6）食品储存与运输：冷藏；冷冻；气调；辐射；食品的运输等。
5.对食品工业的重要性和应用价值《食品工程原理》对食品工业的发展具有重要意义。
通过深入研究食品工程原理，可以提高食品的品质、安全性、营养价值，降低生产成本，从而提高企业的竞争力。
11.食品工程原理课件(补充)
生产过程的大部分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
0.2
0.2.1 单元操作的概念
食品、化工、制药等生产过程中的各个基本的物 理操作步骤或单元，如流体输送、过滤、传热、
公式中的单位是指定的。
有时，为了成批量的数据处理，需要将公式中的 物理量以新单位表示。
这类公式换算的原则是：原来给出的公式是成立 的，故应将新单位下的物理量（加“′”表示）
还原到公式所要求的单位后，将还原后的物理量
代入原公式，再变化。
此为“还原”法则。
例：总传热系数K的经验式为：
反应物同样需要经过各种后处理过程加以精制，以获得最终成品 （或中间产品）。
以啤酒生产过程为例，加以理解
啤酒生产工艺
原料麦芽、 大米粉碎
混合预浸
糖化
过滤
发酵
麦汁冷却
酒花 分离
麦汁 煮沸
啤酒过滤
灌装
杀菌
成品 啤酒
上述流程中，糖化、发酵步骤是典型的生化反应 过程。
其余前后处理中的操作步骤则以物理加工为主要
0.5 食品工程原理和化工原理的对比
化工原理是化学工程专业发展形成的系统阐述化 工单元操作的一门学科，在国外最早就称单元操
作，研究普遍性单元操作原理。
将化工原理引入到食品工业中，形成食品工程原
理。因食品工业的一些特殊性，而具有特殊点。
食品物料的特点及其对加工的要求是：
（1）热敏性和氧化变质
2 2
常见物理量的换算因数见课本附录。但最好记住：
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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。
40说明傅里叶定律的意义，写出其表达式。
41导热中的热阻、推动力概念，单层平壁和多层平壁导热时如何计算其热阻和推动力？42为什么住宅中采用双层窗能起到保温作用？43气温下降，应添加衣服，把保暖性好的衣服穿在里面好，还是穿在外面好？为什么？44保温瓶（热水瓶）在设计和使用过程中采取了哪些防止热损失的措施？45总传热系数K的意义，它包含了哪几个分热阻？46如何计算传热面积？如何计算壁温？47列管式换热器的结构及其选型。
48强化传热的途径。
49何为单效蒸发，何为多效蒸发，多效蒸发与单效蒸发比较有什么优缺点？50在蒸发过程中，为提高蒸汽利用率，你以为可采取哪些措施？51蒸发中提高传热速率的途径有哪些？52与常压蒸发相比真空蒸发有哪些优点。
53常用的机械制冷方式有哪些？54 简述理想蒸汽压缩式制冷的组成及工作过程。
55分析冻结速率对食品质量的影响。
56常用的去湿方法按作用原理分哪几类？57湿空气湿度大，则其相对湿度也大，这种说法对吗？为什么？58湿物料含水量表示方法有哪几种？如何相互换算？59何为平衡水分、自由水分、结合水分及非结合水分？如何区分？60如何计算湿物料的绝干物料量？61如何确定干燥过程中绝干空气质量、新鲜空气质量及体积流量？62湿空气在进入干燥器之前，常常先进行预热，这样做有什么好处？63简述相间传质的类型，并举例说明。
64吸收分离操作的依据是什么？如何选择吸收剂？65气液相组成有哪些表达方式？如何相互换算？66蒸馏操作的依据是什么？蒸馏操作的作用是什么？67简述精馏原理。
68简述筛板塔板、浮阀塔板的简单结构及各自的主要优缺点。
69塔板上气液两相有哪几种接触状态？各有何特点？70什么是分配系数？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？71简述超临界流体萃取的基本原理。
计算题：【1】椰子油流过一内径为20mm的水平管道，其上装有一收缩管，将管径逐渐收缩至12mm，如果从未收缩管段和收缩至最小处之间测得的压力差为800Pa，试求椰子油的流量。
（椰子油密度为940kg/m3）【2】用离心泵将密度为1200kg/m3的水溶液由敞开贮槽A送至高位槽B。
已知离心泵吸入管路上各种流动阻力之和ΣL f，s=10J/kg、压出管路的ΣL f ,D=30J/kg。
两槽液面维持恒定，其间垂直距离为20m。
每小时溶液的输送量为30m3。
若离心泵效率为0.65，求泵的轴功率。
【3】热空气在冷却管管外流过，α2=90W/（m2·℃），冷却水在管内流过，α1=1000W/（m2·℃）。
冷却管外径d o=16mm，壁厚b=1.5mm，管壁的λ=40W/（m·℃）。
试求：①总传热系数K o；②管外对流传热系数α2增加一倍，总传热系数有何变化？③管内对流传热系数α1增加一倍，总传热系数有何变化？【4】某冷库外壁内、外层砖壁厚均为12cm，中间夹层厚10cm，填以绝缘材料。
砖墙的热导率为0.70w/m·k，绝缘材料的热导率为0.04w/m·k，墙外表面温度为10℃，内表面为-5℃，试计算进入冷库的热流密度及绝缘材料与砖墙的两接触面上的温度。
【5】今有一干燥器，湿物料处理量为800kg/h。
要求物料干燥后含水量由30%减至4%（均为湿基）。
干燥介质为空气，初温15℃，相对湿度为50%，经预热器加热至120℃进入干燥器，出干燥器时降温至45℃，相对湿度为80%。
试求：（a）水分蒸发量W；（b）空气消耗量L、单位空气消耗量l；（c）如鼓风机装在进口处，求鼓风机之风量V。
【6】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?（答案：198.3KPa）【7】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。
（答案：747Kg/m3）【8】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？（答案：2.092m）【9】牛奶以0.75kg/s的流量流经某泵时压力升高70.5kPa。
牛奶的密度为1050 kg/m3，求泵的有效功率。
若泵的效率为75%，求泵的轴功率。
（答案：50.36W, 67.14W）【10】用离心泵把20℃的水从贮槽送至水洗塔顶部，流量为45 m3/h，槽内水位维持稳定，泵入口与贮槽水面的垂直距离为1.5m，水洗塔顶水管出口与贮槽液面的垂直距离为14m。
管路尺寸均为Φ76mm×2.5mm。
在操作条件下，泵入口真空表读数为25kPa，塔顶水管出口压力表读数为98 kPa，水流经吸入管和排除管的能量损失分别为2u2和10u2，试求泵的有效功率。
【11】面包炉的炉墙由一层耐火黏木砖,一层红砖,中间填以硅藻土填料层所组成.硅藻土层厚度为50mm,热导率为0.14 W/(m·K),红砖层厚度为250mm，热导率为0.7 W/(m·K).试求红砖层厚度必须增加多少倍,才能使不采用硅藻土的炉墙与上述炉墙的热阻相同。
【12】直径为Ф60mmх3mm的钢管用30mm厚的软木包扎,其外用100mm厚的保温灰包扎,以作为绝热层.现测得钢管外壁面温度为-110℃,绝热层表面温度为10℃。
已知软木和保温灰的平均热导率分别为0.043和0.07 W/(m·K),试求每米管长的冷量损失量,W/m.。
【13】牛奶在Ф32mmх3.5mm的不锈钢管中流过,管外用蒸汽加热.管内牛奶的表面传热系数为500 W/(m2·K),管外蒸汽对管壁的表面传热系数为2000 W/(m2·K)。
不锈钢的热导率为17.5 W/(m·K),求总热阻和传热系数.如管内有0.5mm厚的有机垢层,其热导率为1.5 W/(m·K),求热阻为原来的多少倍?【14】在果汁预热器中,参加换热的热水进口温度为98℃,出口温度为75℃.果汁的进口温度为5℃,出口温度为65℃.求两种流体顺流和逆流时的平均温度差,并将两者作比较。
【15】用套管换热器将果汁由80℃冷却到20℃,果汁比热容为3187J/(kg·K),流量为150kg/h.冷却水与果汁呈逆流进入换热器,进口和出口温度分别为6℃和16℃.若传热系数为350 W/(m2·K),计算换热面积和冷却水流量。
【16】用单效蒸发器将果汁由固形物质量分数0.12浓缩到0.28,进料流量为88kg/h, 蒸发室中的温度为60℃, 沸点进料, 采用的加热蒸汽表压为69kPa,计算蒸汽耗量.【17】用单效蒸发器将果汁由固形物质量分数0.10浓缩到0.45/进料温度为51.7℃,进料液流量为2500kg/h.蒸发温度为54.4℃,溶液的沸点升高为2.32K,比热容为2.68 kJ/(kg·K)。
加热蒸汽温度为121℃.蒸发器的传热系数为2.84kW/(m2·K).求蒸汽器的换热面积和加热蒸汽经济性。
【18】在常压干燥器中，用新鲜空气干燥某种湿物料。
已知条件为：温度15℃，比焓33.5kJ/kg 的新鲜空气在加热室中升温至90℃后送入干燥器，离开干燥器的空气温度为50℃.干燥器的热损失为11.52MJ/h。
每小时处理280kg湿物料，湿物料干基含水量为0.15，进料温度15℃，干物料产品干基含水量为0.01，出料温度40℃，绝干物料比热容1.16kJ/(kg·K)。
试求：（1）干燥产品质量流量；（2）水分蒸发量；（3）新鲜空气耗量。
【19】某糖厂用干燥器将砂糖湿基含水量由0.20干燥到0.05，每小时处理湿物料900kg。
干燥介质原为20℃、相对湿度0.60的空气，经加热器升温到120℃进入干燥器。
离开干燥器的空气湿度为40℃，相对湿度0.80。
求：（1）水分蒸发量；（2）空气消耗量和单位空气用量；（3）产品量；（4）若鼓风机装在新鲜空气进口处，风机的风量是多少？【20】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。
【21】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-17.8 ℃,混凝土外壁面温度为29.4 ℃。
松木、软木和混凝土的平均热导率分别为0.151，0.0433，0.762 W/(m·K)，要求该冷藏室的热损失为15W/m2。