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食品工程原理的复习资料汇总一、名词解释干燥：利用热量使湿物料中的水分等湿分被汽化去除，从而获得固体产品的操作。蒸发：将溶液加热至沸腾，使其中一部分溶剂汽化并被排除，以提高溶液中溶质浓度的操作。萃取：使溶剂与物料充分接触，将物料中的组分溶出并与物料分离的过程泵：对液体做功或提供机械能输送液体的机械。湍流：流速大于某一确定值时，流体质点除沿流动方向运动之外，还在垂直于流动方向上有速度分量，质点间彼此碰撞，互相混合，质点的速度大小和运动方向随时发生变化的流动型态。层流：流速小于某一确定值时，流体质点沿流动方向做一维运动，在流体方向垂直的平面内没有速度分量，流体平行流动，质点间互不混杂。局部阻力：由于流体的速度大小和方向急剧变化，受到干扰或冲击，在局部区域形成涡流等造成能量损失。直管阻力：发生在流体运动的一段路程上，阻力的大小与直管长度成正比。筛析：用标准筛分析粉碎后颗粒的粒度分布。过滤：使含固体颗粒的非均匀混合物通过布、网等多孔性材料分离出固体颗粒的单元操作。流态化：若流体自下而上穿过固体颗粒床层，流体速度u处于一定范围，可以使固体颗粒悬浮起来，在一定空间内剧烈地随机运动，整个颗粒床层显示出某种流体特征，如沸腾状态，称为流态化。达到这种流态化的床层，称为流化床。冷冻干燥又称为冷冻升华干燥或真空冷冻干燥，简称冻干。A为三相点，其温度为0.01℃，压力为0.61kPa。冷冻干燥过程可分为三步：物料的预冻、升华干燥和解吸干燥，一般解吸干燥阶段采用30~60℃干燥动力学：物料的干燥过程是传热传质相结合的过程，它包含物料内部的传热和传质和物料外部的传热传质。外部传热是对流传热。外部传质是对流传质；内部传热和传质，无论是对流干燥传导干燥和红外线干燥，固体物料内的传热都是热传导，遵从傅立叶定律。可以是下面几种：液态的扩散，气态扩散，毛细管流动，热流动阻力损失的原因：流体本身具有粘性,流体流动时因产生内摩擦力而消耗能量,是流体阻力损失产生的根本原因。而管道的大小、内壁的形状、粗糙度等又影响着流体流动的状况,是流体阻力产生的外部条件。真空蒸发的优点是什么？答：溶液沸点降低，增大传热器传热温差，换热面积小;溶液沸点低，应用温度较低的低压蒸汽和废热蒸汽作热源，降低生产费用和投资；蒸发温度低，对浓缩热敏性食品物料有利；蒸发器操作温度低，系统热损失小。缺点：蒸发温度低，料液黏度大，传热系数小，因系统内负压，完成液排出需用泵，冷凝水液要用泵或高位产生压力排出，真空泵和输液泵都能使能耗增加。U小于等于0.99U0，该部分的区域称为边界层（流动边界层），在平板壁面附近存在着速度梯度较大的区域。边界层的特点是：在边界层内，存在不同的流动形态，视雷诺数的大小而定，无论什么流动形态在靠近管壁附近有一薄的层流层，称为层流内层，该层流内层对食品加工过程中的质热传递速率影响很大。边界层分离的特点：在边界层分离的区域存在大量的旋涡，旋涡是湍流状态，大量碰撞这种碰撞是大量能量损耗的；边界层分离时有能量损耗量纲分析法的基础：a、因次一致性原则：凡是根据基本的物理规律导出的物理方程，各量代以量纲式表示，方程两侧相同基本量的量纲指数（因次）相等。b、定理：量纲分析所得到的特征数的数目等于影响该过程的物理量数目与表示这些物理量的基本量数目之差。恒压过滤的特点：滤饼积厚，阻力逐渐增大，过滤速度逐渐降低。双阻理论的要点有哪些？答：a、首先是组分A在气相内从气体传到界面，然后穿过界面到达液相，最后再传入液相主体；b、相间传质的推动力中，在气相中PAG-PAi;在液相中CAi-CAL；C、相间传质的阻力集中在气相和液相中；d、界面几何特征，没有物质积累，不存在传质阻力，阻分在气膜层与液膜层中的化学势相等。恒速干燥的特点：干燥速率保持恒定，不随物料含水量的降低而降低，在此阶段，物料内部水分很快移向表面，物料表面始终为水分所饱和，干燥机理属表面汽化控制，干燥所去除的水分大体相当于物料的非结合水分，因此，此阶段物料水分的汽化如同纯水的蒸发，蒸发温度相当于热空气的湿球温度TW。降速干燥的特点:干燥过程跨过临界点以后，进入降速干燥阶段，干燥速率随物料含水量的变化，不仅因物料性质不同而异，也与外界干燥条件有关，同一物料，如果干燥速度加快，则物料含水量的降低大于干燥速率的降低，空气对物料对流传热的热流量已大于水汽化带回空气的热流量，因而物料的温度开始不断上升，物料表面温度比空气湿球温度高。三相点的压力：0.61KPA；描述流动型态的准数:雷诺数；局部压力计算方法：阻力因数法和当量长度法；湍流的平均流速是：0.82Umax管中心处最大速度的0.82倍阻力损失有：直管阻力和局部阻力压力降低：就是压力损失固液相平衡：1吸附的机理是什么?答:吸附现象的产生主要是由于固体表面力作用的结果,固体表面的这种吸附力是由表面分子特殊形态所形成。在固相内部的分子，其对各方向作用力都被其他固体分子饱和。而固体表面的分子，其内向和侧向的作用力可为其他固体分子饱和，但外向无固体分子，因此外向有剩余的作用力，能够吸住与其相接触的流体相中的分子，产生吸附作用。吸附过程的一般步骤？答：液体与吸附剂接触并吸附，将吸附剂与吸附余液分开，解吸使吸附剂再生或更换吸剂。水蒸气蒸馏的原理是什么？高沸点液体的常压蒸馏需要在较高温度进行，这会造成热敏成分的破坏，如果向液体中通入水蒸气，又要水蒸气的分压和液体分压之和等于外压，液体就可沸腾进行蒸馏，馏液中高沸物和水不互溶而分开。液液萃取的原理？液液萃取是两个完全或部分不互溶的液相接触后，一个液相中的组分转移到另一液相，或在两液相中重新分配的过程，属于分离和提纯物质的重要单元操作之一。萃取的过程是利用组分在两液相间不同的分配关系，通过相间传质达到分离，富集和提纯物质的目的。传质的微观机理是什么？传质的微观机理是物质质点的扩散运动。质量传递方式分为分子扩散和对流扩散两种，分子扩散是单相内存在组分的化学势差，由分子运动而引起的质量传递。对流扩散是伴随流体质点或微团的宏观对流运动而引起的质量传递。从微观的角度解释粘性产生的原因？由于流体分子不停地进行运动，作宏观相对运动的两流体间总会有分子的相互掺混慢层中分子进入快层后与快层分子碰撞，使快层向前的平均动量变小，反之快层中的分子进入慢层后，使慢层向前的动量变大。这种流体层间分子动量交换的结果，使层间速度梯度变小，为维持一定的速度梯度，必须对快层施加持续的剪力。或者说，因分子动量交换的结果，对流体层间的相对运动产生阻滞力。因此，分子间的动量交换，是流体产生黏性的一个主要原因。流速的基本原则是什么？对于密度大的流体，流速应取小值；对于黏性较小的液体可采用较大的流速，对于黏度大的液体，流速就应比水或稀溶的低一些，相对于固体物料的流体速度不能太低，否则固体物料会沉积在管道内。流化床传热的特点？内部温度均匀分布；传热速度很大混合机理是什么？1对流混合：是通过流体的相对运动逐渐降低分离尺度实现混合2扩散混合是通过可溶组分的分子扩散使分离强度不断降低而实现混合的3剪力混合是通过强烈的剪力作用将团状或厚层液体，浆体和塑性固体拉成薄层而实现的混合。影响沉降速度的因素有哪些？颗粒直径：理论上沉降速度与粒径的平方成正比，颗粒愈大，沉降就愈快，分散介质黏度，沉降速度与介质的黏度成反比，介质黏度愈大，悬乳液狱难于沉降法分离；两相密度差，沉降速度与两相密度差成正比，但在一定的悬浮液的沉降分离过程中，其值是难以改变的。食品物料蒸发浓缩的特点是什么？热敏性；腐蚀性；粘稠性；结垢性；泡沫性；挥发性影响对流传热的因素有哪些？流体的状态；流体的性质；流体流动状况；传热壁面的形状、位置和大小干燥时，物料内部的传质机理是什么？液态扩散；气态扩散；毛细管扩散；热流动研究传质单元可传质单元高度的意义是什么？传质单元Nol中所含的变量只与物系的相平衡和进出口浓度有关，若要求传质浓度变化越大，过程平衡推动力越小，就意味着传质过程分离难度越大，所需的传质单元数越多。反则分离难度小，需传质单元数少。所以Nol反映了分离的难易。传质单元高度Hol表示完成一个传质单元。所以，Hol中包含的容积传质系数反映传质阻力的大小，填料性能的优劣。所以，Hol与设备型式和操作条件有关，是传质设备效能高低的反映。Hol越小，设备传质效能越高，由上可见，传质单元的概念对理解分析各种传质的单元操作有明显优点。离心泵工作时如何调节其流量？可以采用改变管路特性曲线或者改变泵的特性曲线，实际上就是要改变泵的工作点，管路特性曲线的方法简便，灵活，能连续调节，可调范围大，生产中广泛采用。其缺点是调节阀时管路阻力增大，加大了能量消耗，在经济上不够合理。改变泵的转速或车削叶轮都可以改变泵的特性曲线，这种方法不会增加管路的局部阻力，还可以在一定范围内保证离心泵在高效率区工作。调节幅度较大而且调节后稳定的周期较长可采用此法。1蒸发是浓缩溶液的单元操作，是食品工业中应用最广泛的浓缩方法。食品物料蒸发的目的：a除去食品中的大量水分，减少包装、储藏和运输费用b提高制品浓度、增加制品的储藏性c蒸发浓缩经常用做干燥或更完全脱水的预处理d蒸发浓缩用做结晶操作的预处理过程2食品物料蒸发浓缩的特点：热敏性；腐蚀性；粘稠性；结垢性；炮沫性；挥发性3蒸发的基本过程：蒸发过程的两个必要组成成分是加热料液使溶剂水沸腾汽化和不断除去汽化产生的水蒸气。常压蒸发、真空蒸发，闪蒸：闪急蒸发，三者合称为蒸发的一般过程。3常压蒸发和真空蒸发的优缺点：溶液沸点降低，可增大蒸发器的传热温差，所需的热换面积减小；溶液沸点低，可以应用温度低的低压蒸汽和废热蒸汽做热源，有利于降低生产费用和投资；蒸发温度低，对浓缩热敏性食品物料有利；蒸发器操作温度低，系统的热损失小。4单效蒸发是最基本的蒸发流程，原料液在蒸发器内被加热汽化，产生的二次蒸汽引出后冷凝或排空，不再被利用。引起温差损失的原因有三：由于料掖中溶质的存在产生的沸点升高而引起，由于液层静压效应而引起，由于蒸汽流动中的阻力和热损失而引起。4干燥的目的：延长食品货架期，便于储运，加工工艺的需要5按热能对湿物料传递方式的不同，干燥可分为对流干燥、传导干燥和辐射干燥6微波干燥又称为介电干燥7湿物料中水分含量通常有两种表示法：湿基含水量和干基含水量8吸湿和解湿：湿物料表面附近水蒸汽压大于湿空气的水蒸气分压，水分将从物料向湿空气中传递，这种过程称为物料的解湿；湿物料表面附近水蒸汽压小于湿空气的水蒸气分压，水分将从湿空气向物料传递喷雾干燥是利用雾化器将料液分散成雾滴，与热空气等干燥介质直接接触，使水分迅速蒸发的干燥方法。12冷冻干燥的特点：冻干是在低温真空条件下进行的，食品中的热敏成分不被破坏，干燥时微生物的代谢、酶的活性及水为介质的生化反映等都受到抑制，因氧气极少，易氧化成分不易被氧化破坏，因此在冻干中，食品的营养成分和色香味能得到较好保护；冻干中，物料的组织结构很少受破坏，不发生收缩，龟裂和表面硬化，冻干产品疏松多孔；冻干的后一阶段仍在真空条件下进行，因而脱水比较彻底，制品的水分活度较低，再配真空或充氮包装等特殊包装，可在常温下长期储存，在物流中不需建立耗资巨大的冷链，并且质量小，储运携带方便。13传质的微观机理是物质质点的扩散运动。质量传递的方式分为分子扩散和对流扩散两种。层流中的扩散：层流时流体质点平行运动，即使存在速度梯度，各层流体也只是相对滑动，相邻液层间不发生混合，所以在垂直于流动方向上的传质只能依靠分子扩散。湍流时流体质点以完全无序的方式快速流动，流体内形成大量旋涡，在垂直于主流的方向上会造成流体的强烈混合，这种混合称为涡流扩散。13相间传质：生产实践中最重要的传质过程包含不相溶相态的相互接触，这时一种或几种组分穿过相界面传递进入另一相中，形成相间传质。14物理吸附与化学吸附的原则是：作用力、吸附热、速度、分子层数、选择性15吸附过程是放热的，所以按热力学原理，升高温度对吸附的逆过程-解吸是有利的。吸附按吸附力性质的不同，可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附的吸附力是分子间的范德华力，物理吸附的选择性差，可以形成单分子吸附层或多分子吸