食品工程原理實驗指導膠印版

1、1食品工程原理食品工程原理實驗實驗指指導導王洪志王洪志2食品工程原理食品工程原理 -前言前言一、食品工程原理實驗的特點食品工程原理實驗屬于工程實驗范疇，它不同于基礎課程的實驗。后者面對的是基礎科學，采用的方法是理論的、嚴密的，處理的對象通常是簡單的、基本的甚至是理想的，而工程實驗面對的是復雜的實際問題和工程問題。對象不同，實驗研究方法也必然不同，工程實驗的困難在于變量多、涉及的物料千變萬化、設備大小懸殊，實驗工作量之大之難是可想而知的。因此不能把處理一般物理實驗的方法簡單地套用于食品工程原理實驗。數學模型方法和因次論指導下的實驗研究方法是研究工程問題的兩個基本方法，因為這兩種方法可以非常成功地

2、使實驗研究結果由小見大、由此及彼地應用于大設備生產設計上。二、實驗教學目的 1. 培養(yǎng)學生從事實驗研究的初步能力。從科學實驗中，我們體會到從事實驗研究應具有這樣一些能力：對實驗現(xiàn)象有敏銳的觀察能力；運用各種實驗手段正確地攫取實驗數據和實驗現(xiàn)象實事求是地得出結論，并能提出自己見解的能力以及對所研究的問題具有旺盛的探索和創(chuàng)造力。 2. 初步掌握一些有關食品工程學的實驗研究方法和實驗技術。為此，基礎實驗中也應力求接觸一些新的測試技術和手段，以便能適應不斷發(fā)展著的科學技術。 3. 培養(yǎng)學生運用所學的理論，分析和解決實驗問題的能力。在理論與實驗相結合的過程中，必將有助于鞏固和加深對某些基本原理的理解，進

3、而在某些方面還能得到適當的充實和提高。三、實驗教學要求 1. 認真閱讀實驗指導書和有關參考資料，了解實驗目的和要求。 2. 進行實驗室現(xiàn)場預習，了解實驗裝置，摸清實驗流程、測試點、操作控制點，此外還須了解所使用的檢測儀器、儀表。 3. 預先組織好 56 人的實驗小組，實驗小組討論并擬定實驗方案，預先作好分工。 4. 進行實驗操作：要求認真細致地記錄實驗原始數據。操作中應能進行理論聯(lián)系實際的思考。 5. 實驗數據的處理，如果用計算機處理實驗數據，則學生須有一組手算的計算示例。6. 撰寫實驗報告。撰寫實驗報告是實驗教學的重要組成部分，應避免單純填寫表格的方式，而應由學生自行撰寫成文。3食品工程原理

4、食品工程原理 -實驗實驗大大綱簡綱簡介介食品工程原理是研究食品生產中各種單元操作的工程學科，它緊密聯(lián)系生產實際，是食品科學與工程專業(yè)學生必修的一門技術基礎課程。其教學目的是使學生學會用自然科學的原理考察、解釋和處理工程實際問題。食品工程原理實驗是教學中的一個重要的實踐環(huán)節(jié)，通過實驗，學生不但能鞏固所學的理論知識，而且還能在實驗中增長不少新的知識，并受到系統(tǒng)的、嚴格的工程實驗訓練，從而提高動手能力和分析問題和解決問題的能力。本課程實驗教學共 34 學時，著重于介紹實驗原理、實驗裝置和實驗方法，以及數據的處理及常用儀表的測量方法。食品工程原理食品工程原理 -實驗實驗守守則則1. 實驗前應認真準備，

5、弄清實驗目的、任務和實驗方法，做好實驗前的一切準備，以保證實驗任務順利完成。 2. 進入實驗室后，要嚴肅認真，不得追逐嬉笑，不得抽煙和隨地吐痰。 3. 不得赤足進入實驗室，以防觸電，有辮子的女同學應把辮子扎好，以防被機器軋住，造成事故。 4. 對本實驗用的儀器設備，要在明確用法，弄清流程后才準啟用。凡非屬本次實驗用的儀器設備，一律不準隨便使用，以免損壞或發(fā)生意外。 5. 注意節(jié)約用水、電、蒸汽及化學藥品等物資，愛護儀器設備。6. 因責任事故而損耗物資，損壞儀器等按照有關制度，根據情節(jié)輕重及本人對錯誤的認識程度，分別給予教育、經濟賠償或紀律處分。7. 實驗結束后，應將所使用的儀器設備整理復原，檢

6、查水源、電源、汽源是否已確實關斷并將場地打掃干凈4食品工程原理食品工程原理 -實驗實驗目目錄錄實驗一 流體流動演示實驗實驗二 柏努利方程演示實驗實驗三 離心泵性能測定實驗實驗四 碎冰與鹽混合制造低溫實驗實驗五 制冷機主要結構及相關制冷計算實驗六 乳化液的制備實驗七 乳化液的制取實驗八 簡單蒸溜實驗（米酒的提取和濃縮）實驗九 膜分離實驗實驗十 浸出實驗花生油的制取實驗十一 結晶濃縮實驗硝酸鉀的制備實驗十二 結晶濃縮實驗硫酸銅的提純實驗十三 粗食鹽的提純實驗十四 干燥實驗食品中水分含量的測定實驗十五 篩板式精餾塔的操作及塔板效率測定 5食品工程原理實驗一食品工程原理實驗一流體流動演示實驗流體流動演

7、示實驗1、實驗目的、實驗目的（1） 演示流體經過不同邊界情況下的流動形態(tài)，以觀察不同邊界條件下的流線、旋渦等現(xiàn)象，增強和加深對流體 運動特性的認識。（2）演示水流繞過不同形狀物體的駐點、尾流、渦街現(xiàn)象、非自由射流等現(xiàn)象的感性認識。 （3）加深對邊界層分離現(xiàn)象的認識，充分認識流體在實際工程中的流動現(xiàn)象。2 2、實驗器材實驗器材流體流動演示儀3 3、實驗過程、實驗過程（1）接通電源，打開開關。關閉摻氣閥，在最大流量下使顯示面兩側水道充滿水。（2）用調節(jié)進氣量旋紐調節(jié)進氣量的大小。調節(jié)應緩慢，逐次進行，使之達到最佳顯示效果（摻氣量不宜 太大，否則會阻斷水流，或產生劇烈噪聲）。（3） ZL1 型 (

8、圖三、 1) 用以顯示逐漸擴散、逐漸收縮、突然擴大、突然收縮等平面上的流動圖形，模擬串聯(lián)管道縱剖面流譜。 在逐漸擴散段可觀察到由于邊界層分離而產生旋渦。而在收縮段，由于不產生邊界層分離現(xiàn)象，流線均勻收縮，幾乎沒有旋渦產生，只在拐角處出現(xiàn)很小的旋渦。在突然擴大段出現(xiàn)了較大的旋渦區(qū)。由此可見，逐漸擴散段局部水頭損失大于收縮段，而突然擴大段所產生的局部水頭損失最大。 （4） ZL2 型 ( 圖三、 2) 顯示文丘里流量計、孔板流量計等流動圖形和串聯(lián)流道縱剖面上的流動圖形。由顯示可見，文丘里流量計的過流順暢，流線順直，無邊界層分離和旋渦產生?？装辶髁坑嬙诳装迩暗墓战翘幱行⌒郎u產生，孔板后的水流逐漸擴散

9、，并在主流區(qū)的周圍形成較大的旋渦區(qū)。由此可見，孔板流量計結構簡單，水頭損失較大，流量系數較小 (u=0.61 左右) 。文丘里流量計流動形態(tài)較好，水頭損失較小，流量系數效大 ( u=0.960.99) 。 （5） ZL3 型 ( 圖三、 3) 顯示 30 。 彎頭、直角園弧彎頭、直角彎頭、 45 。彎頭以及非自由射流等流段縱剖面上的流動圖像。由顯示可見，在每一轉彎后面，都因邊界層分離而產生旋渦。轉彎角度不同，旋渦大小、形狀各異。在圓弧轉彎段，流線順暢；該串聯(lián)管道上，還顯示局部水頭損失疊加影響的流動圖譜。在非自由射流段，射流離開噴口后，不斷卷吸周圍的流體，形成射流的紊動擴散。在此段上還可以看到射

10、流的“附壁效應”現(xiàn)象。 （6） ZL4 型 ( 圖三、 4) 顯示 30 。 彎頭、分流、合流、 45 。 彎頭、 YF 溢流閥、閘閥及蝶閥等流段縱剖面上的流動圖譜。由流動顯示可見，在轉彎、分流、合流等過流段上，存在不同的旋渦出現(xiàn)。合流旋渦較為典型，明顯干擾主流，使主流受阻；閘閥半開， 尾部旋渦區(qū)較大，6水頭損失也大。蝶閥全開時，過流順暢，阻力小，半開時，尾渦紊動激烈，表明阻力大且易引起振動。 該裝置不但能獲得較好的較學效果，而且還直接為改進閥門的性能提供了直觀根據。（7） ZL5 型 ( 圖三、 5) 顯示明槽逐漸擴散，單園柱繞流、多圓柱繞流及直角彎道等流段的流動圖形。 駐點：觀察流經圓柱前

11、端駐點處的小汽泡運動特性，可了解流速與壓強沿圓周邊的變化情況。 邊界層分離現(xiàn)象：流動顯示了圓柱繞流邊界層分離現(xiàn)象，可觀察出邊界層分離點的位置及分離后的回流形態(tài)。 卡門渦街：圓柱的軸與水流方向垂直，在圓柱的兩個對稱點上產生邊界層分離，然后不斷交替在圓柱下游的兩側產生旋轉方向相反旋渦，并隨主流一起向下游運動，旋渦的強度逐漸減弱。 多圓柱繞流：觀察水流經過多圓柱繞流所產生的旋渦，可以了解被廣泛用于熱工中的傳熱系統(tǒng)的“冷凝器”及其他工業(yè)管道的熱交換器等。由流譜圖形可知，其換熱效果較佳。 （8） ZL6 型 ( 圖三、 6) 顯示明渠漸擴、橋墩形鈍體繞流、流線體繞流和 反流線體 繞流等流段上的流譜。 通

12、過觀察，可以看出以下幾點： 非圓柱體繞流也會產生卡門渦街，圓柱繞流不同的是，該渦街的頻率具有較明顯的隨機性。改變繞流體結構可以破壞渦街固有頻率，避免共振。 流線型柱體繞流流動順暢，形體阻力最小。而反流線體繞流時也出現(xiàn)了卡門渦街。（9）演示結束后，及時關機，切斷電源 4 4、注意事項、注意事項（1）開機后需等 1 2 分鐘，使流道氣體排凈后再演示，否則，儀器不能正常工作。（2）水泵不能在低速下長時間工作，更不允許在通電情況下（日光燈亮）長時間處于停轉狀態(tài)，只有日光燈熄滅才是真正關機，否則水泵易燒壞。 （3）調速器旋鈕的定螺絲松動時，應及時擰緊，以防止內部電線短路。 5 5、思考題、思考題（1）旋

13、渦強度的大小與能量損失有什么關系？邊界層分離現(xiàn)象發(fā)生在什么區(qū)域？（2）卡門渦街具有什么特性？對繞流有什么影響？你能指出實際問題中的卡門渦街現(xiàn)象嗎？（3）空化現(xiàn)象為什么常常發(fā)生在旋渦區(qū)？ 食品工程原理實驗二食品工程原理實驗二柏努利方程演示實驗柏努利方程演示實驗（物理實驗室）（物理實驗室）7食品工程原理實驗三食品工程原理實驗三離心泵性能測定實驗1、實驗目的、實驗目的（1）測定離心泵在恒定轉速下的性能，繪制出該泵在恒定轉速下的揚程流量（H-Q）曲線；軸功率流量（N-Q）曲線和泵效率流量（-Q）曲線；（2）熟悉離心泵的操作方法，了解壓力、流量、轉速和轉矩的原理以及實驗臺的使用方法，進一步鞏固離心泵的有

14、關知識。2 2、實驗原理、實驗原理 離心泵的主要性能參數有流量 Q（也叫送液能力） 、揚程 H(也叫壓頭)、軸功率 N 和效率 。在一定的轉速下，離心泵的揚程 H、軸功率 N 和效率 均隨實際流量 Q 的大小而改變。通常用水經過實驗測出：Q-H、Q-N 及 Q- 之間的關系，并以三條曲線分別表示出來，這三條曲線就稱之為離心泵的特性曲線。離心泵的特性曲線是確定泵適宜的操作條件和選用離心泵的重要依據。但是離心泵的特性曲線目前還不能用解析方法進行精確計算，僅能通過實驗來測定，而且離心泵的性能全都與轉速有關；在實際應用過程中，大多數離心泵又是在恒定轉速下運行，所以我們要學習離心泵恒定轉速下特性曲線的測

15、定方法。泵的揚程用下式計算：He=H壓力表+H真空表+H0+(u出2-u入2)/2g式中：H壓力表泵出口處壓力 H真空表泵入口處真空度 H0壓力表和真空表測壓口之間的垂直距離泵的總效率為：=Ne/Na其中，Ne 為泵的有效功率：Ne=*g*Q*He 式中：液體密度 g重力加速度常數 Q泵的流量Na 為輸入離心泵的功率：Na=K*N電*電*轉式中：K用標準功率表校正功率表的校正系數，一般取1 N電電機的輸入功率 電電機的效率 轉傳動裝置的傳動效率2、實驗裝置、實驗裝置8主要設備為過程裝備與控制基本實驗綜合實驗臺，包括離心泵、水槽、閥門以及管路等。計算機采集系統(tǒng)組成包括傳感器、AM-T-SG 模塊

16、、PC6311D 板卡、工控機等。3 3、實驗操作、實驗操作（1） 實驗臺閥門操作打開閥門 F1、F2、F3、F4、F6、F7，關閉閥門 F5、F8、F9、F10、F11；（2）控制臺操作1、向右扳動控制臺面板上的總控開關 11-14，啟動控制臺；2、流量自動/手動控制按鈕 11-3 置于手動位置，順時針旋轉 11-8 旋鈕，打開電動調節(jié)閥；3、開啟工控機，在桌面上打開“基本實驗主程序” ，點擊“實驗選擇”按鈕， 選擇“離心泵性能測定實驗”菜單，點擊“進入”按鈕，進入“離心泵性能測定實驗”畫面，點擊“清空數據庫”按鈕，清空數據庫。4、向左扳動選擇開關“11-6” ，將水泵運行設置成直接啟動方式

17、；5、按下水泵啟動按鈕“11-11” 主水泵開始運轉；6、調節(jié)主水泵出口閥門 F7，改變流量，使流量從 0.7 到 0.05L/s,每間隔0.05L/s 作為一個工況點，每個工況點確定后，單擊“記錄”按鈕，記錄一次數據。7、所有的工況點測試完畢后，點擊“數據處理”按鈕，進入“離心泵性能測定數據處理”畫面。8、選擇“離心泵性能測定實驗”菜單，點擊“進入”按鈕，進入“離心泵性能實驗”畫面；點擊“數據處理”按鈕，輸入班級、學號、姓名后，可自動生成離心泵性能曲線和實驗數據表。9、點擊“導出數據”按鈕，可生成實驗數據文本文件，輸入文件名、文件類型，按“保存”按鈕，保存數據文件。10、點擊“打印”按鈕，打

18、印實驗數據和離心泵性能曲線。11、點擊“退出”按鈕，退出實驗程序。4、思考題、思考題（1）泵的性能曲線有何作用？（2）離心泵啟動前為什么要引水灌泵？食品工程原理實驗四食品工程原理實驗四碎冰與鹽混合制造低溫實驗碎冰與鹽混合制造低溫實驗1、實驗目的實驗目的在沒有能源和機械的情況下制取零下低溫。以其用于食品保鮮。92、實驗內容實驗內容碎冰與鹽混合制造低溫技術3、實驗原理實驗原理碎冰與鹽混合，使溶液的冰點低于 0 度，可以制取-20 度低溫。4、實驗器材實驗器材 機制碎冰兩洗臉盆。 普通天平 6 套 低溫溫度計 6 根 玻棒 6 根 燒杯 （500ml） 36 個 藥勺 6 個 取冰勺 2 個 制冰機

19、5、實驗方法實驗方法（?。┧楸c鹽混合制造低溫技術方法表 1 碎冰與鹽混合比例表混合物配比碎冰食鹽最低溫度（參考）10000955-2.89010-11.68515-16.68020-21.1按上表比例稱取碎冰和食鹽（或 4 倍）于 500ml 的燒杯中，用玻棒攪拌混合，然后用低溫溫度計量取溫度，記錄，再攪拌再量取，直至穩(wěn)定不在下降為止，記錄讀數。分別做 5 組。6、注意事項注意事項（1） 冰的碎度與制取低溫的溫度有關，應當說冰越碎，制取溫度越低。（2） 攪拌越充分，制取溫度越低。7、實驗報告：實驗報告：（1） 做碎冰與鹽混合制造低溫溫度曲線。0-5-10-15-20-255101520碎冰

20、100958580750700 NaCl51520253010 （2） 分析實驗結果和誤差。（3） 討論該方法在食品生產上的應用食品工程原理實驗五食品工程原理實驗五制冷機主要結構及相關制冷計算制冷機主要結構及相關制冷計算1 1實驗目的實驗目的了解蒸發(fā)式制冷機的主要結構特點，理論聯(lián)系實際。2 2實驗內容實驗內容（1）了解和描述蒸發(fā)式制冷機壓縮機，蒸發(fā)器，冷凝器，膨脹閥，毛細管等的結構特點及系統(tǒng)組成。3實驗器材實驗器材實驗級小型制冷機組4 4、實驗方法、實驗方法（1）實驗級小型制冷機組使用和主要制冷指標測量方法認識制冷機主要部件的特征和結構。如壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥等，并在實驗報告上繪出結

21、構特點，專用制冰杯接水至核度處，放置于實驗臺上并測量水溫，然后將蒸發(fā)器置于其中，開制冷機，記錄時間。當杯內水全部凍結成冰，在記錄其時間（約1 小時） 。同時在儀表上讀取各種數據，記錄。根據取得測量記錄數據，計算單位制冷量、制冷劑循環(huán)量、耗電量等。（2）計算A 相關數據測定觀察并記錄蒸發(fā)器溫度下降情況，調節(jié)加熱輸出功率，使之穩(wěn)定在-18度附近不變，記錄此溫度下的加熱功率，指示壓縮機功率，蒸發(fā)溫度，冷凝溫度。觀察并記錄蒸發(fā)器溫度下降情況，調節(jié)加熱輸出功率，使之穩(wěn)定在-12度附近不變，記錄此溫度下的加熱功率，指示壓縮機功率，蒸發(fā)溫度，冷凝溫度。3 組：觀察并記錄蒸發(fā)器溫度下降情況，調節(jié)加熱輸出功率，

22、使之穩(wěn)定在-6 度附近不變，記錄此溫度下的加熱功率，指示壓縮機功率，蒸發(fā)溫度，冷凝溫度。B 相關計算方法是根據蒸發(fā)溫度，冷凝溫度，指示壓縮機功率等，查焓值表（R12） ，找出，h3，h4 的值。 單位制冷量計算單位質量制冷量 q q0 0= = h h1 1-h-h4 4單位容積制冷量 q qv v= = q0/Vq0/V0 0 壓縮機理論功11t t= = h h2 2-h-h1 1 壓縮機效率ai=ai= w+bTw+bT0 0，w=（233+Tk）/（273+T2） 其中：b=0.001；T0蒸發(fā)溫度；Tk 冷凝溫度；T2 排氣溫度 壓縮機理論壓縮功率 Nt=NiaiNt=Niai 其中

23、：NiNi 為指示壓縮機功率 制冷循環(huán)量 GG=G= Nt/Nt/t t 制冷系數 = q q0 0/t t= =（h h1 1-h-h4 4）/ /（h h2 2-h-h1 1）5 5、實驗報告實驗報告（1）繪制出壓縮機、冷凝器、蒸發(fā)器和膨脹閥等結構特點示意圖，并說明結構特點原理。（2）繪制出制冷機循環(huán)過程示意圖。（3）得出計算數據。食品工程原理實驗六食品工程原理實驗六乳化液的制備乳化液的制備1 1、 實驗目的實驗目的（1） 理解乳化作用機理和乳化劑在乳化過程中的作用（2） 掌握機械強制分散法，同時乳化法，轉相法等制造乳化液的方法2、實驗原理實驗原理植物油和水混合時，通過包裹，電排斥，降低界

24、面張力的 方式（加入乳化劑） ，油（水）以微小的球滴均勻地分散在水（油）中，形成乳化液。3、實驗器材實驗器材（1）.器材：A-88 組織搗碎勻漿機，量筒，燒杯，玻璃棒，水浴鍋，天平（2）.藥品：植物油，水，單硬脂酸甘油酯。4 4實驗內容實驗內容（1）機械強制分散法在燒杯中加入 300ml 水，5g 單硬脂酸甘油酯，30ml 植物油，用玻璃棒攪拌均勻后，到入 A-88 組織搗碎勻漿機中攪拌 5min，倒出靜置，觀察現(xiàn)象。（2）同時乳化法A 燒杯中加入 300ml60溫水和 2.5g 單硬脂酸甘油酯，攪拌使之溶解；B燒杯中加入 30ml 植物油和 2.5g 單硬脂酸甘油酯，恒溫水浴（60）攪拌使之

25、12溶解。將 A 液體倒入 B 燒杯中混合后用 A-88 組織搗碎勻漿機攪拌 5min，倒出靜置，觀察現(xiàn)象（3）轉相法在燒杯中加入 30ml 植物油和 5g 單硬脂酸甘油酯于恒溫水浴鍋中，每次加入少量溫水攪拌，當水加到接近等相點時充分攪拌。然后加入全部的水，攪拌后倒入 A-88 組織搗碎勻漿機中攪拌 5min，倒出靜置，觀察現(xiàn)象。 （本次實驗用水總共 300ml）（4）機械強制分散法（不加乳化劑）在燒杯中加入 300ml 水， 30ml 植物油，用玻璃棒攪拌均勻后，到入 A-88組織搗碎勻漿機中攪拌 5min，倒出靜置，觀察現(xiàn)象。（5）漿體法與轉相法相似，先加少量溫水（60） ， g 單硬脂酸

26、甘油酯于燒杯中，每次加入少量油，在恒溫水浴鍋中攪拌制成非常粘稠的漿體，然后加入所有的水攪拌，用 A-88 組織搗碎勻漿機攪拌 5min，倒出靜置，觀察現(xiàn)象。（本次實驗用水的總體積 ml，油 ml）5 5、 實驗報告實驗報告（1）乳化劑的作用機理？（2）乳化劑結構的特點是什么？（3）舉例說明乳化在食品生產上的應用。食品工程原理實驗七食品工程原理實驗七乳化液的制取乳化液的制取1、實驗目的：實驗目的：（1）理解乳化作用機理和乳化劑在乳化過程中的作用（2）掌握機械強制分散法，同時乳化法，轉相法等制造乳化液的方法2、實驗器材：、實驗器材：500ml 燒杯 4 組6 個=24 個攪拌機 4 個植物油 30

27、00ml量筒 25 或 50ml 4 個量筒 500ml 4 個玻棒 4 個恒溫水浴鍋 2 個溫度計 0100 4 根單硬脂酸甘油酯 （乳化劑） 4 瓶天平 4 個電導率儀 1 臺肥皂、毛巾 各 1 塊3、實驗原理：、實驗原理：13植物油和水混合時，通過包裹，電排斥，降低界面張力的 方式（加入乳化劑） ，油（水）以微小的球滴均勻地分散在水（油）中，形成乳化液。4、實驗方法、實驗方法機械強制分散法在燒杯中加入水（60 度） ，單硬脂酸甘油酯，植物油，用玻璃棒攪拌均勻后，到入 A-88 組織搗碎勻漿機中攪拌 5min，倒出靜置，觀察現(xiàn)象。 表 1 物料混合比例實驗組數水 ml單硬脂酸甘油酯 g植物

28、油 ml加溫30013060300230603003306030043060130003060表 2 物料混合比例表 3 物料混合比例5、實驗報告、實驗報告（1）描述乳化感觀（2）記錄分層時間（3）做圖分析乳化效果食品工程原理實驗八食品工程原理實驗八簡單蒸溜實驗（米酒的提取和濃縮）簡單蒸溜實驗（米酒的提取和濃縮）1、實驗目的：實驗目的：（1）了解米酒釀造的基本過程（2）掌握簡單蒸餾的基本原理2、實驗原理：、實驗原理：（1）簡單蒸餾就是借液體混合物中各組分的揮發(fā)性差異而進行分離的一種操作。若將混合液加熱至沸騰但只會令其部分汽化，則低沸點組分在汽相中的濃度比實驗組數水 ml單硬脂酸甘油酯 g植物油

29、 ml加溫300310603003206030033060230034060實驗組數水 ml單硬脂酸甘油酯 g植物油 ml加溫30035060300360603003706033003806014在液相中的濃度要高，將其蒸汽部分冷凝，就達到分離的目的。（2）米酒的釀造包括：原料蒸飯攤晾加曲發(fā)酵成醅蒸餾出成品基酒（貯存一年以上）勾兌裝瓶出售（3） 工業(yè)蒸餾流程如下：3、實驗器材：、實驗器材：（1） 藥品：成熟酒醅（2） 器械：蒸餾瓶 蒸餾頭 冷凝管 接收管 接收瓶（100ml 燒杯） 溫度計 橡皮塞 鐵架臺 夾子 酒精燈 石棉網 沸石4 4、實驗內容和方法實驗內容和方法（1）組裝儀器： 按自上而

30、下從左到右的順序組裝，儀器組裝應該做到橫平豎直，鐵架臺一律整齊地放置于儀器背后，注意溫度計水銀球上限應與蒸餾頭支管下限在一水平線上（2）加成熟酒醅： 任何實驗都應該先組裝好實驗再加料，由于成熟酒醅是固液混合物的特殊性，加料要用玻璃棒配合使用，向蒸餾瓶中加入 150ml 的成熟酒醅 15（3）加沸石： 為了防止液體爆沸，再加入 3-4 粒沸石（沸石為多孔性物質，剛加入液體中小孔內有許多的氣泡，它可以將液體內部分氣體導入液體表面形成汽化中心）（4）加熱： 儀器裝配，原料、沸石等一切都無誤后開始加熱，加熱過程中溫度應控制在 80-90 的范圍內 （5）.米酒的收集： 在接收管處用一個 100ml 的

31、燒杯收集餾分（6）停止收集： 餾分蒸完后，應先停止假如加熱（熄滅酒精燈） ，待冷卻后量產物的體積，計算產率。按先易后難的順序拆除儀器并加以清洗食品工程原理實驗九食品工程原理實驗九16膜分離實驗膜分離實驗1 1、實驗目的、實驗目的（1）了解膜的結構和影響膜分離效果的因素，包括膜材質、壓力和流量等。 （2）了解膜分離的主要工藝參數，掌握膜組件性能的表征方法。 （3）掌握膜分離流程，比較各膜分離過程的異同。（4）掌握電導率儀檢測方法。2、基本原理、基本原理（1）納濾與反滲透膜分離是以對組分具有選擇性透過功能的膜為分離介質，通過在膜兩側施加（或存在）一種或多種推動力，使原料中的某組分選擇性地優(yōu)先透過膜

32、，從而達到混合物的分離，并實現(xiàn)產物的提取、濃縮、純化等目的的一種新型分離過程。其推動力可以為壓力差（也稱跨膜壓差）、濃度差、電位差、溫度差等。膜分離過程有多種，不同的過程所采用的膜及施加的推動力不同，通常稱進料液流側為膜上游、透過液流側為膜下游。微濾（MF） 、超濾（UF） 、納濾（NF）與反滲透（RO）都是以壓力差為推動力的膜分離過程，當膜兩側施加一定的壓差時，可使一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜，而微粒、大分子、鹽等被膜截留下來，從而達到分離的目的。四個過程的主要區(qū)別在于被分離物粒子或分子的大小和所采用膜的結構與性能。微濾膜的孔徑范圍為 0.0510m，所施加的壓力差為 0.0150.2

33、MPa；超濾分離的組分是大分子或直徑不大于 0.1m 的微粒，其壓差范圍約為0.10.5MPa；反滲透常被用于截留溶液中的鹽或其他小分子物質，所施加的壓差與溶液中溶質的相對分子質量及濃度有關，通常的壓差在 2MPa 左右，也有高達 10MPa 的；介于反滲透與超濾之間的為納濾過程，膜的脫鹽率及操作壓力通常比反滲透低，一般用于分離溶液中相對分子質量為幾百至幾千的物質。反滲透是一種依靠外界壓力使溶劑從高濃度側向低濃度側滲透的膜分離過程，其基本機理為 Sourirajan 在 Gibbs 吸附方程基礎上提出的優(yōu)先吸附毛細孔流動機理，而后又按此機理發(fā)展為定量的表面力孔流動模型（詳見教材） 。納濾過程界

34、于超濾和反滲透兩者之間，其截留的粒子相對分子量通常在幾百到幾千之間。（2）膜性能的表征一般而言，膜組件的性能可用截留率（R） 、透過液通量（J）和溶質濃縮倍數（N）來表示。 （11） 100R 0P0c cc式中， R截流率；原料液的濃度，kmol/m3；0c透過液的濃度，kmol/m3。Pc對于不同溶質成分，在膜的正常工作壓力和工作溫度下，截留率不盡相同，因此這也是工業(yè)上選擇膜組件的基本參數之一。 (12) 2PVS tJL mh17式中， J 透過液通量，L/(m2h)透過液的體積，L；PVS 膜面積，m2；t 分離時間，h。其中，即透過液的體積流量，在把透過液作為產品側的某些膜分tVQp

35、離過程中（如污水凈化、海水淡化等） ，該值用來表征膜組件的工作能力。一般膜組件出廠，均有純水通量這個參數，即用日常自來水（顯然鈣離子、鎂離子等成為溶質成分）通過膜組件而得出的透過液通量。 (13) PRccN 式中， N溶質濃縮倍數；濃縮液的濃度，kmol/m3；RcPc透過液的濃度，kmol/m3。 該值比較了濃縮液和透過液的分離程度，在某些以獲取濃縮液為產品的膜分離過程中（如大分子提純、生物酶濃縮等） ，是重要的表征參數。截留率（R） 、透過液通量（J）和溶質濃縮倍數（N）與總流量(Q)有關，實驗者需在不同的流量下，測定原料中初始溶質濃度、透過液中溶質濃度、濃縮液中溶質濃度、透過液體積和實

36、驗時間（即透過液體積流量 Q） ，膜面積由實際設備確定。最后在坐標圖上繪制截留率流量(RQ)、透過液通量流量（JQ）和溶質濃縮倍數流量（NQ）的關系曲線。3 3、實驗裝置與流程、實驗裝置與流程FIFI低壓泵貯槽高壓泵預過濾器配液貯槽膜組件轉子流量計轉子流量計預濾液貯槽清液貯槽濃液貯槽儀器：筆式電導率儀，膜分離實驗裝置，容量瓶、移液管藥品：硫酸鈉4 4、操作步驟、操作步驟（1）檢查電路連接情況，并檢查系統(tǒng)中各閥的情況；（2）關閉循環(huán)液閥，將按一定濃度配制的硫酸納倒入配料液貯槽，開配料液控制閥，啟動低壓泵；（3）當預濾液貯槽中有一定液位時，啟動高壓泵，將清夜流量調節(jié)閥全開，利用濃液流量調節(jié)閥調節(jié)濃

37、液流量；18(4)當配料液貯槽處理完畢時，停低壓泵，關閉配料液控制閥，當預濾液貯槽中液位下降到一定液位時，開循環(huán)閥，啟動低壓泵，同時注意觀察預濾液貯槽的液位，若液位過高，則停低壓泵；(5)取兩個 250mL 燒杯，分別用清夜、濃液洗滌 23 次，再分別用燒杯取清夜、濃液 10mL 左右，用筆式電導率儀測量其電導率，每隔 3min 測定一次，至其電導率基本不變；(6)重新調節(jié)流量，重復步驟 5；7.實驗結束時，停低壓泵、關閉循環(huán)閥，停高壓泵、將預濾液貯槽中溶液放入低位貯槽，切斷電源，關流量調節(jié)法。5 5、實驗數據處理、實驗數據處理（1）實驗記錄表 1 反滲透實驗數據記錄水溫：18 膜面積：0.4

38、m2濃縮液流量濃縮液流量QR(L/h)濃縮液電導濃縮液電導率（率（KR）清液流量清液流量QP(L/h)清液電導率清液電導率（KP）總流量總流量 Q(L/h)原料液電導原料液電導率率(KM)壓強壓強(MPa)5.018864.1479.111370.6210.015294.03614.011370.5515.014163.93518.911370.520.013203.83223.811370.4525.012133.63028.611370.4表 2 納濾實驗數據記錄水溫：18 膜面積：0.4m2濃縮液流量濃縮液流量QR(L/h)濃縮液電導濃縮液電導率（率（KR）清液流量清液流量QP(L/h)

39、清液電導率清液電導率（KP）總流量總流量 Q(L/h)原料液電導原料液電導率率(KM)壓強壓強(MPa)5.018859.945113.89610.5210.015469.836119.89610.4615.013809.334524.39610.4120.012388.231628.29610.3525.011676.830131.89610.27（2）計算示例以三組數據為例反滲透：溶液處理量 Q=QR+QP=15.0+3.9=18.9L/h 清液透過通量12.75. 94 . 09 . 3hmLSQtSVJPP 截留率9692. 0113735113700CCCRp濃縮比46.403514

40、16PRPRKKCCN納濾：溶液處理量 Q=QR+QP=15.0+9.3=24.3L/h19清液透過通量12.25.234 . 03 . 9hmLSQtSVJPP 截留率6410. 096134596100CCCRp濃縮比0 . 43451380PRPRKKCCN（3）計算結果反滲透納濾Q(L/h)J(L/m2.h)RNQ(L/h)J(L/m2.h)RN9.110.250.958741.2313.824.750.53074.135014.010.000.968342.2719.824.500.62434.283018.99.750.969240.4624.323.250.64104.00002

41、3.89.500.971942.2528.220.500.67123.978028.69.000.973640.4331.817.000.68683.87706 6、實驗結果、實驗結果反滲透反滲透納濾 10152025306912 清液透 過 通 量 (J) / L.h-1.m-2處 理 量(Q) / L.h-1JQ0.81.01.21.41.6 RQ3035404550N 濃 縮比R 截 流 率NR NQ2015202530351520253035處處處處處處 (J)/L.h-1.m2處處處 (Q)/L.h-1 JQ0.40.50.60.70.8RN RQ036912R 截留率；N 濃 縮比

42、 NQ7 7、討論、討論（1）反滲透的透過通量隨料液處理量的變化以及操作壓強的變化小，說明其透過通量主要是由膜的性能確定的；但納濾的透過通量隨料液處理量的變化以及操作壓強的變化較大，說明其透過通量不僅與膜的性質有關，還與操作條件有關。（2）隨著處理量增加，無論是反滲透，還是納濾，膜組件處壓力表的讀數下降，說明管路的機械能損失增大，使膜組件處膜兩側的壓差減小，從而使透過通兩下降，使離開膜組件的濃液濃度降低。（3）實驗中應注意觀察預濾液貯槽的液位變化，以及時起、停低壓泵，從而防止溶液溢出或使高壓泵空轉。食品工程原理實驗十食品工程原理實驗十浸出實驗浸出實驗花生油的制取花生油的制取1 1、 實驗目的實

43、驗目的（1）了解單級浸出過程的基本原理（2）了解簡單級浸出裝置、浸出速率與溶劑的條件（3）做浸出相平衡圖2 2、實驗原理、實驗原理浸出過程是指將一定量的溶劑和固體物料假如浸出器（或稱萃取器）中，使之充分混合，經長時間的的接觸平衡后，固體物料中的成分溶解與溶劑的過程。在浸出操作中可以假定固體物料 B 與溶質 A 之間無物理和化學作用，而且溶質 A 的量相對于溶劑 S 而言未達到飽和溶解度。這樣，當固體與溶劑經過長時間的接觸后，溶質完全溶解。固體空隙中液體的濃度將等于固體周圍液體的濃度，液體的組成將不再隨接觸時間的延長而改變，即達到了平衡。將浸出液蒸餾或萃取便得到固體物中浸出的成分。 浸出法制取花

44、生油流程示意圖21工業(yè)（浸出法）制取花生油簡圖3、實驗器材：、實驗器材：熟花生 3gk、研缽 6 個、正己烷 2000ml、燒杯 （500ml）12 個、水浴鍋3 個、玻璃棒 6 根、普通天平 6 個、漏斗 6 個、濾紙 2 盒、紗布 1 卷、剪刀 2 剝殼剝殼 熟化、去皮、熟化、去皮、 除雜除雜碎化、壓片、碎化、壓片、浸出、蒸餾出浸出、蒸餾出正己烷正己烷22把、溫度計（100）6 根、旋轉冷卻機 6 臺4 4、實驗步驟、實驗步驟（1）熟花生剝殼、去紅皮。（2）秤取去紅皮花生仁 100g 于研缽中砸碎，粒度適中，不要太碎，以免不利過濾。（3）加 250ml 正己烷于 500ml 燒杯中，置于恒

45、溫（50 ）水浴鍋中加熱，待燒杯內液體到 50 時加入研磨好的熟花生并用玻璃棒攪拌(5min)后開始計時，55 分鐘后取出。（4）用紗布多層，或棉花過濾，將溢流和底流分離，溢流于燒杯中。（5）升高恒溫水浴鍋溫度至 68.74 75 。 （正己烷的沸點為 68.74 ） ，將燒杯中溢流恒溫水浴，正己烷沸騰揮發(fā)。待沸騰泡沫逐漸減少消失，蒸餾操作結束。（6）餾分蒸完后，應先停止加熱（熄滅酒精燈） ，觀察花生油數量，記錄。 待冷卻后量產物的體積，計算產率。按先易后難的順序拆除儀器并加以清洗5 5、操作注意、操作注意1、正己烷為易燃品，忌明火。2、正己烷有輕微毒性，勿濺到眼睛和嘴里，實驗后洗手。6 6、

46、實驗報告、實驗報告（1）根據實驗及結果做浸出操作相平衡圖，并計算溢流和底流等的量。（2）舉例說明浸出操作在食品工業(yè)的應用。食品工程原理實驗十一食品工程原理實驗十一結晶濃縮實驗結晶濃縮實驗硝酸鉀的制備硝酸鉀的制備ABS已知，花生仁含油量約45%。FE231 1、實驗目的實驗目的練習濃縮和結晶的操作。掌握無機制備中常用的過濾法，著重介紹減壓過濾和熱過濾。2 2、實驗原理、實驗原理NaNO3 和 KCl 溶液可以形成四種鹽，在溶液中構成一個復雜的四元交互體系。利用四種鹽在不同溫度下溶解度的差異可制備 KNO3 晶體。3 3、操作要點、操作要點17gNaNO315gKCl 固體燒杯加 30ml 水；加

47、熱，全部溶解，不斷攪拌蒸發(fā)至總體積為 35ml 左右；熱過濾濾液中加 23ml 水加熱至沸，靜置，觀察晶體外觀，冷至室溫減壓過濾，稱重。 4 4、注意事項、注意事項實驗前預習有關加熱、蒸發(fā)和結晶、過濾的實驗操作。5 5、實驗報告記錄、實驗報告記錄（1）觀察晶體外觀熱過濾時的晶體減壓過濾時的晶體（2）產品稱重：總重量（g）：濾紙重量（g）：產品重量（g）：食品工程原理實驗十二食品工程原理實驗十二結晶濃縮實驗結晶濃縮實驗硫酸銅的提純硫酸銅的提純1 1、 實驗目的實驗目的（1）通過氧化反應及水解反應了解提純硫酸銅的方法。（2）練習臺秤的使用以及過濾、蒸發(fā)、結晶等基本操作。2 2、實驗原理、實驗原理2

48、4CuSO4不溶性雜質過濾除去H2O2或Br2pH4Fe(OH)3沉淀可溶性雜質如：Fe2+，F(xiàn)e3+蒸發(fā)結晶純CuSO4抽濾相關反應方程式： O4H2 4+22 23 H Z2 HZ E2 Y ( 3、實驗器材：、實驗器材：藥品：HCl (2molL)、H2SO4 (1molL)、NH3H2O（6molL） 、NaOH（1 molL） 、KSCN（1molL） 、H2O2（3） 、粗硫酸銅；儀器：臺秤、研缽、漏斗和漏斗架、抽濾裝置一套、蒸發(fā)皿，濾紙、pH 試紙；4 4、實驗步驟、實驗步驟稱取 9g 粗硫酸銅晶體，在研缽中研細后，再稱取其中 8g 作提純用，余下1g 用以比較提純前后硫酸銅中的

49、雜質鐵離子含量的多少。 25硫酸銅純度的檢驗硫酸銅純度的檢驗 265 5、注意事項、注意事項 粗硫酸銅晶體要充分溶解pH 值的調整傾瀉法過濾操作的要領濃縮、結晶程度的掌握抽濾操作 6 6、數據處理、數據處理產率計算 ：7 7、思考題、思考題（1）粗硫酸銅中雜質 Fe2+為什么要氧化為 Fe3+除去？（2）除去 Fe3+時，為什么要調節(jié) pH 為 4 左右？pH 值太大或太小有什么影響？（3）怎樣鑒定提純后硫酸銅的純度？食品工程原理實驗十三食品工程原理實驗十三粗食鹽的提純粗食鹽的提純1 1、實驗目的、實驗目的（1）學習提純食鹽的原理和方法及有關離子的鑒定； (2) 掌握溶解、過濾、蒸發(fā)、濃縮、結

50、晶、干燥等基本操作。 (3) 學習蒸發(fā)濃縮、pH 試紙的使用、減壓抽濾等基本操作。2 2、實驗原理、實驗原理氯化鈉試劑或氯堿工業(yè)鹽所用的食鹽都是以粗食鹽為原料進行提純得到的。一般粗食鹽中含有泥沙等不溶性雜質及 Ca2+、Mg2+、K+和 SO42-等可溶性雜質。粗鹽中不溶性雜質可以用溶解和過濾的方式除去。將 Ca2+、Mg2+、SO42-等可溶性的雜質都轉化為難溶性物質，過濾除去。 少量的可溶性雜質（如 KCl） ，由于含量較少，其溶解度比 NaCl 大，所以將母液蒸發(fā)濃縮后，NaCl 析出，KCl 則留在母液中，而與氯化鈉晶體分開，少量多余的鹽酸，在干燥氯化鈉時會逸出。3 3、儀器試劑、儀器

51、試劑 臺秤，燒杯，量筒，普通漏斗，漏斗架，布氏漏斗，吸濾瓶，蒸發(fā)皿，石棉網，酒精燈，藥匙。 粗食鹽，HCl（6molL-1） ，HAc（6molL-1） ，NaOH（6molL-1） ，BaCl2（6molL-1） ，Na2CO3（飽和） ，(NH4)2C2O4（飽和） ，鎂試劑，濾紙，pH試紙。4 4、實驗步驟、實驗步驟（1 1）粗鹽的提純）粗鹽的提純粗鹽的溶解：用小燒杯稱取 5 g 粗食鹽，加蒸餾水 25 mL，用玻璃棒攪拌，并加熱使其溶解。%1008G1產率27化學處理A A 除去除去 SOSO4 42-2- 將上述溶液加熱至沸騰，用小火維持微沸，邊攪拌邊逐滴加入 molL-1 BaCl

52、2溶液 12 mL 至沉淀完全。加完后取下靜置，再往上層清液中加 1 滴BaCl2，以檢驗沉淀是否完全，如有沉淀產生，表明 SO42-未除盡，往燒杯中繼續(xù)滴加 BaCl2溶液，直至上層清液加 1 滴 BaCl2溶液后不再有沉淀為止。沉淀完全后，繼續(xù)加熱 23 min，以使沉淀顆粒長大而易于沉降，冷卻后用傾注法過濾。用少量蒸餾水洗滌沉淀 12 次。濾液收集于 100 mL 燒杯中。B B 除去除去 CaCa2+2+、MgMg2+2+和和 BaBa2+2+ 將 A 中的濾液加熱至沸騰，用小火保持微沸，邊攪拌邊滴加 1 molL-1 Na2CO3溶液，使 Ca2+、Mg2+和 Ba2+都轉化為難溶的

53、碳酸鹽或堿式碳酸鹽沉淀，用上述檢驗 SO42-是否除盡的方法檢驗 Ca2+、Mg2+和 Ba2+生成沉淀是否完全。此過程中適當補充蒸餾水，保持原體積，防止 NaCl 析出晶體。當沉淀完全后，用普通漏斗常壓過濾。C C 除去除去 COCO3 32-2- 往 B 的濾液中滴加 2 molL-1 HCl，劇烈攪拌，調至 pH=23。將濾液倒入蒸發(fā)皿中，微火蒸發(fā)使 CO32-轉化為 CO2逸出。蒸發(fā)、濃縮將用鹽酸處理過的溶液蒸發(fā)，當液面出現(xiàn)晶體時，改用小火不斷攪拌，以免溶液濺出。當溶液蒸發(fā)至稀糊狀時(切勿蒸干！)停止加熱，取下冷卻，減壓過濾，盡可能將 NaCl 晶體抽干。干燥將晶體移入蒸發(fā)皿中，在石棉

54、網上用小火烘炒，用玻璃棒不斷翻動，以防結塊，至無水蒸氣逸出后，即得到潔白、松散的 NaCl 晶體，冷卻至室溫，在臺秤上稱量，計算產率。（2 2）產品純度的檢驗）產品純度的檢驗取 0.5 g 提純前和提純后的食鹽，分別用 5 mL 蒸餾水溶解，然后各盛于 3支試管中，組成 3 組，對照實驗它們的純度。SO42-的檢驗在第一組溶液中分別加入 2 滴 1 molL-1 BaCl2，比較沉淀產生的情況。Ca2+的檢驗在第二組溶液中分別加入 2 滴 0.5 molL-1 (NH4)2C2O4溶液，觀察試管中是否有沉淀產生。Mg2+的檢驗在第三組溶液中各加入 23 滴 1 molL-1 NaOH 溶液，使

55、溶液呈堿性(用 pH試紙檢驗)，再各加入 23 滴鎂試劑，觀察有無藍色沉淀產生。5 5、注意事項、注意事項 （1）粗食顆粒要研細；（2）食鹽溶液濃縮時切不可蒸干； （3）普通過濾與減壓過濾的正確使用與區(qū)別。6 6、問題討論、問題討論（1）加入 30mL 水溶解 8g 食鹽的依據是什么？加水過多或過少有什么影響？ 答：依據食鹽在沸點下的溶解度。加水過多不利于離子的沉淀完全；加水過少粗食鹽可能溶不完。28（2）怎樣除去實驗過程中所加的過量沉淀劑 BaCl2，NaOH 和 Na2CO3？ 答：BaCl2 用 Na2CO3； NaOH 和 Na2CO3用 HCl。（3）提純后的食鹽溶液濃縮時為什么不能蒸干？ 答：少量溶液的存在用于溶解 KCl，否則 KCl 也會析出。（4）在檢驗