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