食品工程原理-绪论 优选幻灯片.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 因过程在系统中无积累热量，故 ，则 水的比热容为 J/(kg·K),而番茄酱的比热容要由其中固形物的比热容和水的比热容按照上述计算。若食品中非脂肪成分的比热容取837 J/(kg·K)，则番茄酱的比热容： J/(kg·K) 因此，冷却水的流量 kg/h * 例0-4 高压灭菌锅中装有1000罐青豆罐头。灭菌时罐头被加热到100℃，离开灭菌锅前要求被冷却到40℃ 。已知冷却水进口温度为15℃ ，出口温度为35℃ ，试计算共需要多少冷却水。已知青豆罐头的比热为4.1kJ/kg·℃,金属罐的比热为0.50kJ/kg·℃ ，每一金属罐的重量是60g，罐头净重0.45kg。假设将灭菌锅锅壁降到40℃需要1.6×104kJ，且忽略热量损失。 进入系统的热量： 金属罐的热量=罐的质量×比热×降低的温度 =1000 ×0.06 ×0.50 ×（100-40）= 1.8×103 kJ 青豆的热量= 1000 ×0.45 ×4.1 ×（100-40）= 1.1×105 kJ 进口处冷却水的能量=w ×4.186 ×（15-40）=-104.6w kJ 解：设需要冷却水的质量为w，以罐头的最终温度40℃作温度基准 * 离开系统的热量： 金属罐的热量=1000 ×0.06 ×0.50 ×（40-40）= 0 kJ 青豆的热量= 1000 ×0.45 ×4.1 ×（40-40）= 0 kJ 出口处冷却水的能量=w ×4.186 ×（35-40）=-20.9w kJ 进入系统的总热量=离开系统的总热量，即： 1800+110000+16000- 104.6w =- 20.9w w=1527kg * 例0-5 食物的直接蒸汽加热，将100kg温度为5℃的食品物料引入加热锅中，通入温度为120.2℃的水蒸气直接加热，最后终温度为81.2℃，若食品物料的比热容 J/(kg·K)，求蒸汽的消耗量。 解：画出过程框图 以0℃作温度基准。 水蒸气冷凝放出凝结热后又降温至81.2℃放热，两部分放热之和可由始、终态的焓差直接求得。 食物+冷凝水 81.2℃ 水蒸气,x(kg) 120.2℃ 食物,100(kg) ,5℃ * 查书末附录4的饱和蒸气表，120.2℃水蒸气的比焓为2709.2 kJ/kg,而81.2℃液体水的比焓为339.8 kJ/kg。设蒸汽消耗量为x kg，则蒸汽共放热 而食品物料吸热： 因 ，则蒸汽消耗量 * 3、物系的平衡关系 (relationship of system balance) 平衡状态是自然界中广泛存在的现象。 以食盐的溶解和结晶为例： 食盐浓度饱和浓度：结晶 食盐浓度饱和浓度：溶解 一定温度下的饱和浓度为该物系的平衡浓度。 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。 * 4、传递速率 以食盐的溶解为例： 不饱和食盐溶液：溶解速率大；食盐浓度高时，溶解速率小。 饱和食盐溶液：溶解速率为零 ——平衡状态 溶液浓度越是远离平衡浓度，其溶解速率就越大；溶液浓度越是接近平衡浓度，其溶解速率就越小。溶液浓度与平衡浓度之差值，可以看作是溶解过程的推动力（driving force）。 * 颗粒大小和搅拌对溶解速率有影响。 原因：由大块改为许多小快，能使固体食盐与溶液的接触面积增大；由不搅拌改为搅拌，能使溶液质点对流。其结果能减小溶解过程的阻力。 传递速率与推动力成正比，与阻力成反比，即 过程的传递速率是决定设备的重要因素，传递速率增大时，设备尺寸可以变小。 * 推动力 质量传递的推动力：浓度差 （对气体而言是分压差） 热量传递的推动力：温度差 动量传递的推动力：压强差 * 5、经济核算(economic evaluations) 本课程中，各单元操作的计算、设备的选型等工作都将围绕上述五个方面进行，并以最优经济效益作为最终的设计方案。 ? 在设计具有一定生产能力的设备时，选用不同的材料，不同的设备型式及操作条件，可以提出多种不同的设计方案,但最终应从技术经济的观点出发进行比较。 生产费用 设备费：设备的