食品工程原理
一、名词解释(每题2分,共10分)
1.相对密度:
2.出汁率:
3.沉降:
4.离心分离因数:
5.粒度:
6.筛分效率:
7.乳化:
8.热传导:
9.热对流:
10.热辐射:
11.浸出:
12.吸附:
13.过饱和度:
14.单效蒸发:
15.多效蒸发:
16.冻结:
17.灰体的黑度:
18.对流传热系数:
二、填空题(每空1分,共20分) 1. 流体的流动状态类型可用雷诺数来表示,当(Re4000)时,流体流动属于(湍流),当(2000
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3.离心机按分离因数分类时,常速离心机的分离因数为(K<3000),高速离心机的分离因数为(3000<K<5000),超高速离心机的分离因数为(K>5000)。 4.固体颗粒在层流中发生沉降时,主要的沉降过程为(匀速)阶段。
5. 根据斯托克斯公式,影响沉降速度的因素为(颗粒的粒径)、(分散介质的粘度)和(两相密度差)。
6.离心分离的分离因数是表示分离强度的参数,它等于物料受到的(离心加速度)与(重力加速度)之比。
7.可用作过滤介质的材料很多,主要可分为(织状介质)、(固体颗粒整体层)、(多孔固体介质)和(多孔膜介质)。
8.乳化是处理两种通常不互溶的液体的操作,生成乳化液,按照内、外相的不同,分为(W/O)型和(O/W)型。
9.乳化液中,如牛奶与冰激凌是水较多,油较少的类型为(O/W)。 10.乳化液中,黄油与人造奶油是油较多,为(W/O),水较少,为(W/O)的类型。
11.过滤操作一般可以分为(过滤 )、(洗涤 )、(干燥)和(卸料 )四个阶段。
12.在生产中的多数沉降过程是在层流区内进行的,影响沉降速度的因素有(颗粒直径)、(分散介质黏度)、(两相密度差)。
13.离心分离是利用( 惯性离心力)的作用来分离悬浮液、乳浊液的操作。
14.离心分离和过滤、沉降相比,具有(沉降速度快)、(生产能力高)、(分离效果好)、(制品质量好)和设备尺寸小等优点。
15.分离因数f值可以作为衡量离心机分离能力的尺度。其值越大,说明分离能力(越大);反之,分离能力(越小)。
16.离心机按照分离因数的大小可以分为(常速离心机)、(高速离心机)、(超高速离心机)。
17.物料粉碎时所受到的主要粉碎力一般有三种:(挤压力)、(冲击力)和(剪力)。
18.根据被处理物料的含湿程度和粉碎时是否被湿润,粉碎操作可以分为(干法)和(湿法)两种。
19.两种或两种以上的物质由局部到整体均匀的混合过程,有三种机理,分别为(对流混合)、(扩散混合)和(剪力混合)。
20.根据热量传递机理的不同,传热的基本方式分三种:(热传导)、(热对流)和(热辐射)。
21.交换器的再生阶段包括(反洗)、(再生)、(正洗)三个步骤。
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22.当吸收率A=1时,表示物体能够全部吸收辐射能,称该物体为(绝对黑体);当反射率R=1时,表示物体能全部反射辐射能,称该物体为(绝对白体);当透过率D=1时,表示物体能全部透过辐射能,称该物体为(透热体)。
三、简答题(共20分)
1.离心泵在启动前为什么要向泵体内注满被输送的液体?
2.助滤剂在过滤的过程中可以构成滤饼的骨架,形成比较疏松的滤饼,使滤液得以通过。请简述工业上对助滤剂的基本要求。
3.简述影响压榨的主要因素。
4.简述影响筛分效率的因素。
5.在乳化操作的过程中,经常需要加入乳化剂,加入乳化剂对乳化操作有何作用?
6.简述影响高压杀菌效果的因素。
7.简述无菌包装采用的一般过程。
8.简述结晶的过程以及如何选择结晶的方法。
9.在蒸发操作过程中,引起温度差损失的原因有哪些?
10.食品冷藏操作中应该注意的事项有哪些?
四、计算题(共50分)
1.水在虹吸管内作稳定流动,管路直径没有变化,水流经管路的能量损失忽略不计,计算管内截面2-2’、3-3’、4-4’和5-5’处的压力,大气压为760mmHg,图中所标注的尺寸均以mm计。
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2.如图所示,密度为850kg/m3的料液从高位槽送入塔中,高位槽中的液面维持恒定,塔内表压为9.84×103Pa,进料量为5m3/h,连接管直径为Φ38mm×2.5mm,料液在连接管内流动时的能量损失为30J/kg(不包括出口的能量损失),试求高位槽内液面应为比塔内德进料口高出多少?
3.敞口容器底部有一层深0.5m的水,其上部为深3.5m的油,求器底的压力,以Pa表示,此压力是绝对压力还是表压力?(水的密度为1000kg/m3,油的密度为800kg/m3)
4.容器内贮存有相对密度为1.2的溶液,已知液面压力为150kPa,若液下某点压力为210kPa,
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此点距液面多深?若此点距容器底3m,则容器底部压力为多少?
5.在10×l03Pa的恒定压力差下过滤悬浮液(滤饼是不可压缩的),已知液体的黏度是1.0×10-3Pa·s,滤饼的比阻r为1.33×1010 m-2 ,C=0.3m3/m3,过滤介质的阻力可以忽略不计。 求每平方米过滤面积上获得2.0 m3滤液所需的时间。
6.玉米颗粒直径平均值约为1.5 μm,试求此淀粉液在293K时颗粒的沉降速度,假定吸水后的淀粉颗粒的密度为1.02×103 kg/m3。(水在293K时的黏度μ=10-3Pa·s)
7.已知直径为40μm的颗粒在293K的常压空气中沉降速度为0.08m/s,另一种直径为10 μm的颗粒沉降速度为10m/s。试求:
(1)密度与小颗粒相同,直径减小一半的颗粒,其沉降速度为多少?
(2)密度与大颗粒相同,直径增大一半的颗粒,其沉降速度为多少?
8.稳定状态下在单效蒸发器中浓缩苹果汁。已知原料液温度316.3K,浓度11%,比热容
3.9kJ/(kg.K),进料流量0.67kg/s。蒸发室沸点333.1K,完成液浓度75%。加热蒸汽压力为300kPa,加热室传热系数为943W/(m.K)。计算:
(1)蒸发量;
(2)加热蒸汽消耗量;
(3)换热面积。
9.一玻璃门的玻璃厚度为6mm,两侧的温度分别为20℃和5℃,玻璃的热导率为1.0W/(m·℃),求通过玻璃的热流密度。
10.某冷库壁内外层砖壁厚各为15cm,中间夹层填以绝热材料,厚10cm。砖的热导率为0.70W/(m·℃),绝热材料的热导率为0.04W/(m·℃)。墙的外表面温度为10℃,内表面温
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度为-5℃。试计算进入冷库的热流密度及绝热材料与砖墙的两接触面上的温度。
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