食品工程单元操作PDF电子书下载

0 绪论 1

0.1 食品工程与单元操作 1

0.2 单位、量纲和换算 2

0.2.1 物理单位的换算 2

0.2.2 经验公式的换算 3

1 流体流动和输送 4

1.1 流体的物理性质 4

1.1.1 连续介质假定 4

1.1.2 流体的密度 4

1.1.3 流体的可压缩性和温度膨胀性 5

1.1.4 流体的黏性 5

1.2 流体静力学 7

1.2.1 流体的受力与静压强 7

1.2.2 流体静力学基本方程 7

1.2.3 静力学基本方程的应用 8

1.3 流体流动的质量衡算和能量衡算 10

1.3.1 流动与流场 10

1.3.2 质量衡算与连续性方程 11

1.3.3 能量衡算与柏努利方程 12

1.4 流体流动的阻力 16

1.4.1 流动的类型与雷诺数 16

1.4.2 边界层和边界层的分离 18

1.4.3 计算直管阻力损失的通式 20

1.4.4 直管内的速度分布 21

1.4.5 直管阻力损失的计算 22

1.4.6 局部阻力损失的计算 26

1.5 流体输送管路的计算 31

1.5.1 管径的选择 31

1.5.2 管路计算 32

1.5.3 管路特性曲线 35

1.5.4 可压缩流体的管路计算 36

1.6 流速和流量的测定 38

1.6.1 测速管 38

1.6.2 孔板流量计与文丘里流量计 40

1.6.3 转子流量计 42

1.7 非牛顿流体的流动 43

1.7.1 幂律流体在管内层流时的速度分布和流量 44

1.7.2 幂律流体管内流动时的阻力损失 44

1.8 液体输送机械 45

1.8.1 离心泵 45

1.8.2 往复泵 54

1.8.3 其他类型泵 56

1.9 气体输送机械 57

1.9.1 通风机 57

1.9.2 鼓风机 59

1.9.3 压缩机 60

1.9.4 真空泵 62

本章主要符号 64

本章习题 64

2 非均相混合物的分离 71

2.1 流体与粒子的相对运动 71

2.1.1 颗粒在流体中的运动 71

2.1.2 流体通过固定床的流动 74

2.2 沉降 77

2.2.1 重力沉降 77

2.2.2 离心沉降 80

2.3 过滤 85

2.3.1 过滤的基本概念 85

2.3.2 过滤设备 86

2.3.3 过滤计算 89

2.4 离心机 96

2.4.1 概论 96

2.4.2 沉降式离心机 97

2.4.3 过滤式离心机 99

本章主要符号 100

本章习题 101

3 以动量传递为特征的混合单元操作 104

3.1 搅拌 104

3.1.1 混合的理论和搅拌器的流动特性 104

3.1.2 搅拌器的功率消耗 108

3.1.3 相似理论和搅拌系统的放大 110

3.1.4 几种特殊情况下的混合和搅拌 113

3.2 流态化和气力输送 117

3.2.1 流化床的流体力学特性 117

3.2.2 流化床的结构和计算 122

3.2.3 气力输送 123

3.3 乳化和均质 127

3.3.1 乳化 128

3.3.2 均质 129

3.3.3 乳化和均质设备 131

本章主要符号 133

本章习题 134

4 传热 135

4.1 传热基本方程 135

4.1.1 热传递的基本方式 135

4.1.2 能量方程 136

4.1.3 实际的传热过程 139

4.2 热传导 139

4.2.1 温度场和傅里叶（Fourier）定律 139

4.2.2 热导率 140

4.2.3 平壁的稳态热传导 141

4.2.4 圆筒壁的稳态热传导 142

4.3 对流传热 145

4.3.1 对流传热与对流传热系数及其主要的影响因素 145

4.3.2 流体无相变时的对流传热过程的量纲分析 147

4.3.3 流体无相变对流传热系数的经验关联式 149

4.3.4 流体有相变时的对流传热系数 153

4.3.5 流化床中的对流传热 157

4.4 辐射传热 158

4.4.1 辐射的基本定律 158

4.4.2 两固体间的相互传热 161

4.4.3 对流-辐射联合传热 163

4.5 稳态传热过程的计算 164

4.5.1 稳态传热过程的计算方法 164

4.5.2 稳态传热过程的操作型计算 171

4.6 非稳态传热过程 173

4.6.1 内热阻可以忽略的非稳态热传导 173

4.6.2 内部和表面热阻均不能忽略的非稳态热传导 174

4.6.3 流体的间歇式换热 178

4.7 换热器 179

4.7.1 管式换热器 179

4.7.2 板式换热器 182

4.7.3 传热过程的强化 184

本章主要符号 186

本章习题 186

5 蒸发、结晶、热杀菌与冷冻 189

5.1 蒸发 189

5.1.1 蒸发的原理与设备 189

5.1.2 蒸发过程的温差损失 195

5.1.3 单效蒸发 197

5.1.4 多效蒸发 198

5.2 结晶 204

5.2.1 结晶的原理 205

5.2.2 结晶方法与设备 207

5.3 热杀菌 210

5.3.1 微生物的耐热性 210

5.3.2 罐装食品的传热 211

5.3.3 热杀菌时间的计算 212

5.4 食品的冷冻 213

5.4.1 制冷基本原理和常用制冷方法 213

5.4.2 食品的冷冻过程 216

5.4.3 食品冷冻的方法和装置 220

本章主要符号 223

本章习题 223

6 传质原理 226

6.1 传质基础 226

6.1.1 混合物组成的表示方法 226

6.1.2 相平衡与传质推动力 228

6.1.3 传质速度与传质通量 229

6.2 传质原理 229

6.2.1 传质微分方程 229

6.2.2 分子传质 231

6.2.3 对流传质（扩散） 236

6.3 流动中的传递与相似类比 241

6.3.1 动量、热量与质量传递之间的相似性 241

6.3.2 三传类比表达式（类似律） 242

本章主要符号 243

本章习题 244

7 吸收、吸附与离子交换 245

7.1 吸收 245

7.1.1 气体吸收的平衡关系 246

7.1.2 吸收速率方程 248

7.1.3 低浓度气体吸收的计算 249

7.1.4 吸收系数 257

7.2 填料塔 259

7.2.1 填料塔的结构与填料 259

7.2.2 填料塔的流体力学性能 263

7.3 吸附 265

7.3.1 吸附分离的基本理论 265

7.3.2 吸附计算 269

7.3.3 吸附设备 272

7.4 离子交换 275

7.4.1 离子交换的基本理论 275

7.4.2 离子交换操作与设备 279

本章主要符号 281

本章习题 282

8 蒸馏、萃取与浸取 285

8.1 蒸馏 285

8.1.1 两组分系统的汽液平衡 285

8.1.2 平衡蒸馏与简单蒸馏 289

8.1.3 两组分连续精馏原理 292

8.1.4 两组分连续精馏塔的计算 294

8.1.5 精馏特例 304

8.2 板式塔 307

8.2.1 板式塔的结构 307

8.2.2 板效率 310

8.2.3 塔径和塔高计算 311

8.2.4 板式塔的流体力学性能和操作特性 311

8.3 液-液萃取 313

8.3.1 液-液萃取相平衡过程与三元相图 313

8.3.2 液-液萃取过程的计算 316

8.3.3 液-液萃取设备 322

8.4 浸取 325

8.4.1 浸取平衡的表达 325

8.4.2 浸取操作的计算 327

8.4.3 浸取设备 330

8.5 超临界萃取 332

8.5.1 超临界萃取的原理 332

8.5.2 超临界萃取的流程 334

本章主要符号 335

本章习题 336

9 干燥与空气调节 340

9.1 湿空气的性质 340

9.1.1 湿空气的状态参数 341

9.1.2 湿空气性质图 345

9.1.3 湿空气的基本状态变化过程 348

9.2 干燥过程的衡算 350

9.2.1 湿物料的形态和含水量表示 350

9.2.2 干燥系统的衡算 350

9.2.3 空气通过干燥器的状态变化 352

9.3 干燥动力学 355

9.3.1 物料中的水分 355

9.3.2 干燥机理 357

9.3.3 干燥速率 358

9.3.4 恒定干燥时间计算 361

9.4 干燥设备 363

9.4.1 干燥器的分类 363

9.4.2 对流干燥器 363

9.4.3 传导干燥器和辐射干燥器 368

9.4.4 干燥器的选择 370

9.5 喷雾干燥 371

9.5.1 喷雾干燥原理 371

9.5.2 喷雾器 373

9.6 冷冻干燥 375

9.6.1 冷冻干燥原理 375

9.6.2 冷冻干燥装置 379

9.7 空气调节 381

9.7.1 直流式空气调节 381

9.7.2 回风式空气调节 383

本章主要符号 384

本章习题 385

10 膜分离过程 388

10.1 膜分离过程概论 388

10.1.1 膜分离过程的特点 388

10.1.2 常用的膜和膜分离设备 389

10.2 超滤与微滤 393

10.2.1 超滤与微滤的过程特征和数学模型 393

10.2.2 微滤和超滤的操作 397

10.3 反渗透与纳滤 398

10.3.1 反渗透原理 398

10.3.2 描述反渗透的数学模型 400

10.4 电渗析 401

10.4.1 电渗析过程原理 401

10.4.2 电渗析装置 405

10.5 渗透汽化 407

10.5.1 渗透汽化原理 407

10.5.2 渗透汽化中的传递 408

本章主要符号 410

本章习题 411

附录 412

一、单位换算 412

二、物性数据 413

1．干空气的物理性质（p=101.3kPa） 413

2．水的物理性质 414

3．饱和水蒸气表（以压强为准） 414

4．饱和水蒸气表（以温度为准） 416

5．101.3kPa下气体黏度 417

6．101.3kPa下气体比热容 418

7．液体黏度 419

8．液体的比热容 420

9．常用液体的热导率 421

10．有机液体的相对密度 422

11．液体汽化潜热 423

12．常用固体材料的重要性质 424

13．一些食品的热导率 425

14．一些食品的定压比热容 425

三、常用材料和设备的型号、规格、规范 426

1．流体输送用无缝钢管规格（摘自GB/T 8163—2008） 426

2．IS型单级单吸离心泵（部分） 426

3．4-72-11型离心通风机性能表（部分） 428

4．空气压缩机规格 429

5．CLT/A型旋风分离器的生产能力（m3/h） 429

6．固定管板式热交换器（摘自JB/T 4714—92、JB/T 4715—92） 430

参考文献 432