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0 绪论1

0.1 食品工业生产过程及单元操作概念1

0.1.1 食品工业生产过程1

0.1.2 单元操作1

0.2 “单元操作学”的形成和内容2

0.2.1 “单元操作学”的形成2

0.2.2 “单元操作学”的内容2

0.3 单元操作表述的系统化和简化3

0.3.1 单元操作内容系统化和简化表述的揭示3

0.3.2 单元操作内容表述的归一主线3

0.4 食品加工特性及食品工程原理的特点4

0.4.1 食品物料特点及其对加工过程的要求4

0.4.2 食品工程原理的特点4

0.5 食品工程原理涉及的概念5

0.5.1 物理量量纲、单位制度及单位换算5

0.5.2 物料衡算7

0.5.3 能量衡算7

0.5.4 三传量通量8

0.5.5 平衡关系8

0.5.6 研究方法论8

0.6 本课程的性质和学习方法8

0.6.1 本课程的性质8

0.6.2 本课程的学习方法8

思考题9

习题9

1 流体流动及输送机械10

1.1 流体静力学10

1.1.1 重力场静止流体的压强分布规律10

1.1.2 流体平衡微分方程及静力学方程的推导13

1.2 流体流动的衡算方程14

1.2.1 流体流动的物料衡算15

1.2.2 流体流动的能量衡算15

1.2.3 流体流动的动量衡算18

1.3 动量通量或阻力损失的求取19

1.3.1 流动阻力的表示方法19

1.3.2 不同流体流动型态及其阻力特点21

1.3.3 边界层及其流动阻力22

1.3.4 等径圆直管中阻力计算和动量通量表达23

1.3.5 量纲分析规划实验求取局部阻力损失和动量通量31

1.3.6 两类数学模型法求解非圆形管道阻力损失35

1.4 管路计算37

1.4.1 简单管路的计算问题37

1.4.2 复杂管路的计算问题39

1.5 基于流体力学原理的几种流量测量41

1.5.1 毕托管41

1.5.2 孔板流量计42

1.5.3 转子流量计43

1.6 非牛顿型流体及阻力计算原则44

1.6.1 非牛顿型流体44

1.6.2 非牛顿型流体阻力计算原则44

1.7 流体输送机械45

1.7.1 流体输送所需能量的分析45

1.7.2 离心泵46

1.7.3 气体输送机械55

1.7.4 真空技术及真空泵58

思考题62

习题63

本章主要符号说明67

2 基于动量传递的非均相物系分离与分散69

2.1 颗粒的沉降分离69

2.1.1 颗粒及颗粒群的几何特性69

2.1.2 重力沉降73

2.1.3 离心沉降77

2.2 过滤82

2.2.1 过滤操作的基本概念82

2.2.2 过滤的数学模型方法83

2.2.3 过滤基本方程式85

2.2.4 过滤过程计算87

2.2.5 过滤常数的测定90

2.2.6 过滤机械及其计算91

2.3 流化床操作和气力输送96

2.3.1 流体通过流化床层的压降96

2.3.2 流化床的操作与流化质量的提高99

2.3.3 气力输送简介100

2.4 液体搅拌102

2.4.1 混合效果度量102

2.4.2 混合机理103

2.4.3 搅拌器104

2.4.4 搅拌器的功率105

2.4.5 搅拌器放大108

2.5 乳化109

2.5.1 乳化剂的使用109

2.5.2 乳化分散方法110

2.5.3 机械均质110

2.6 气流超微粉碎简介111

2.6.1 气流粉碎的优缺点111

2.6.2 气流粉碎的工质112

2.6.3 气流式超微粉碎机的类型112

思考题113

习题114

本章主要符号说明115

3 传热118

3.1 热传导118

3.1.1 傅里叶定律和稳态热传导118

3.1.2 非稳态固体导热123

3.2 对流传热127

3.2.1 对流传热过程的数学描述127

3.2.2 对流传热系数129

3.3 传热过程计算137

3.3.1 稳态过程的传热计算137

3.3.2 非稳态对流传热147

3.4 热辐射149

3.4.1 热辐射三定律149

3.4.2 固体壁面间的辐射传热151

3.5 换热器153

3.5.1 间壁式换热器153

3.5.2 列管式换热器设计和选型160

3.5.3 传热过程的强化措施167

思考题168

习题168

本章主要符号说明171

4 侧重传热的食品单元操作173

4.1 蒸发173

4.1.1 蒸发概述173

4.1.2 单效蒸发的计算及蒸发器的生产强度176

4.1.3 多效蒸发179

4.2 热杀菌181

4.2.1 杀菌效果的表征181

4.2.2 热杀菌时间的计算183

4.3 结晶184

4.3.1 结晶的基本概念184

4.3.2 食品工业常用结晶方法与设备186

4.3.3 结晶操作的基本计算188

4.4 制冷190

4.4.1 蒸汽压缩制冷的原理190

4.4.2 理论蒸汽压缩制冷流程191

4.4.3 实际蒸汽压缩制冷流程191

4.4.4 蒸汽压缩制冷循环的计算192

4.4.5 冷冻能力的换算193

4.4.6 制冷剂和载冷剂194

4.5 冷冻浓缩和食品冻结简介195

4.5.1 冷冻浓缩195

4.5.2 食品冻结195

思考题195

习题196

本章主要符号说明197

5 传质基础198

5.1 对流传质的基本概念199

5.1.1 相组成的表示方法199

5.1.2 扩散现象及稳态分子扩散的计算200

5.1.3 对流传质204

5.2 总传质系数与速率方程206

5.2.1 相际传质速率方程式206

5.2.2 相际总传质系数与相内分传质系数的关系208

5.2.3 传质理论简介210

5.2.4 传质系数的求取210

5.3 平衡关系和理论级211

5.3.1 平衡关系211

5.3.2 理论级213

5.4 三传类比214

5.4.1 三种传递间的类比214

5.4.2 三种传递的类似关系214

5.5 两类传质设备215

5.5.1 板式塔和填料塔基本结构215

5.5.2 塔型选择的一般原则216

5.6 板式塔的设计217

5.6.1 塔板结构简介217

5.6.2 板式塔设计程序219

5.6.3 初选塔板间距和塔高的估算219

5.6.4 塔径的确定220

5.6.5 塔板结构参数的确定222

5.6.6 塔板流体力学计算225

5.7 填料塔的设计计算229

5.7.1 填料的类型与选择229

5.7.2 填料塔工艺尺寸的计算230

5.7.3 填料层压降的计算234

5.7.4 塔附属高度和塔内件的设计235

思考题236

习题236

本章主要符号说明237

6 传质的理论级模型方法——以精馏为例239

6.1 蒸馏的平衡关系240

6.1.1 气液平衡物系的自由度和拉乌尔定律240

6.1.2 双组分气液相平衡图241

6.1.3 相对挥发度与相平衡关系的近似表达式241

6.1.4 非理想物系的气液相平衡242

6.1.5 总压对相平衡的影响243

6.2 简单蒸馏和平衡蒸馏243

6.2.1 简单蒸馏243

6.2.2 平衡蒸馏244

6.3 二元物系连续精馏计算及设计245

6.3.1 精馏245

6.3.2 双组分连续精馏计算246

思考题256

习题257

本章主要符号说明258

7 传质的微分填料高度模型方法——以吸收为例260

7.1 吸收的平衡关系261

7.1.1 气体的溶解度261

7.1.2 影响平衡关系的主要因素261

7.1.3 亨利定律262

7.2 吸收计算262

7.2.1 吸收塔的物料衡算262

7.2.2 填料层高度的计算264

思考题272

习题273

本章主要符号说明274

8 其他侧重传质的食品单元操作276

8.1 萃取276

8.1.1 萃取的平衡关系277

8.1.2 萃取的计算280

8.2 浸取284

8.2.1 浸取的相关概念284

8.2.2 浸取的平衡关系285

8.2.3 浸取的计算285

8.2.4 超临界流体浸取技术289

8.3 吸附291

8.3.1 吸附的基本概念291

8.3.2 吸附分离理论291

8.3.3 吸附计算292

8.4 离子交换296

8.4.1 离子交换的基本概念296

8.4.2 离子交换理论298

8.4.3 离子交换装置及交换区高度计算原则299

8.5 膜分离301

8.5.1 分离膜和膜分离在食品工业的应用301

8.5.2 膜分离的类型301

8.5.3 分离膜材料和膜组件306

8.5.4 膜分离过程的数学模型及有关计算308

思考题314

习题314

本章主要符号说明316

9 热质同时传递——以干燥为例317

9.1 湿空气的性质317

9.1.1 湿空气的状态参数317

9.1.2 湿空气的焓湿图及应用321

9.2 干燥过程的衡算324

9.2.1 物料衡算324

9.2.2 热量衡算325

9.2.3 空气通过干燥器的焓变329

9.3 干燥速率与干燥时间329

9.3.1 物料中的水分及干燥的相平衡329

9.3.2 干燥速率曲线331

9.3.3 干燥过程的传质机理332

9.3.4 干燥时间的计算332

9.4 干燥设备335

9.4.1 对流干燥器335

9.4.2 非对流式干燥器337

9.5 喷雾干燥338

9.5.1 液滴的雾化339

9.5.2 液滴在干燥室内的传热与传质341

9.6 冷冻干燥345

9.6.1 冷冻干燥过程原理345

9.6.2 冷冻干燥传热传质理论346

9.6.3 冷冻干燥机350

思考题352

习题353

本章主要符号说明354

附录356

参考文献393