物料衡算和能量平衡培訓(xùn)課件-wenkub
2023-03-29 14:24:32 本頁面
【正文】 平衡圖 【 例 16】 利用膜分離系統(tǒng)濃縮一種液體食品，總固形物含量（ TS）從 10%提高至 30%。 【 例 13】 (X) 水 (W) 80% 水 20% 固形物 (D) 50% 水 50% 固形物 圖 13 脫水過程物料組成和流向圖 （ 五）食品配料的混合 ? 總質(zhì)量守恒及組分衡算 ? 【 例 14】 圖 14 濃縮果汁混合過程中物料平衡和組分流向 Y kg 45% solids X kg 65% solids 100 kg 45% solids 物料衡算的步驟 ： ? 根據(jù)題意畫出各物料的 流程示意圖 ，物料的流向用箭頭表示，并標(biāo)上已知數(shù)據(jù)與待求量。 （二）組分物料衡算 m ass of c om pon e nt AM ass fr ac ti on Atot al m ass of m ix ture c ontaining A? Aoffract ionmass Apon entofmassAcon taini ngmixtureofmasstot al ?（三）基準(zhǔn)和聯(lián)系物 聯(lián)系物（ Tie material）－－即在過程中能夠聯(lián)系不同物質(zhì)流關(guān)系的組分。 第一章 物料衡算和能量平衡 依據(jù)質(zhì)量守恒定律，進(jìn)入與離開某一過程的物料質(zhì)量之差，等于該過程中累積的物料質(zhì)量，即： 對于連續(xù)操作的過程，若各物理量不隨時間改變，即處于穩(wěn)定操作狀態(tài)時，過程中不應(yīng)有物料的積累，則物料衡算關(guān)系為： 輸入量－輸出量＝累積量 Inflow Outflow = Accumulation 輸入量＝輸出量 用物料衡算式可由過程的已知量求出未知量。 一 、 物料衡算（ Material balance） 物料衡算的用途： 1. 配方產(chǎn)品 2. 估算終產(chǎn)品的組成 3. 估算產(chǎn)品的加工收率 4. 評估分離效率 【 例 11】 求從 100 kg含有糖 20%(質(zhì)量比 )和水溶性不可結(jié)晶雜質(zhì)1%的糖漿中結(jié)晶生產(chǎn)的糖（干基）的量。通常這個聯(lián)系物在整個過程中是不變化的。 ? 規(guī)定衡算基準(zhǔn) ，一般選用單位進(jìn)料量或排料量、時間及設(shè)備的單位體積等作為計算的基準(zhǔn)。整個濃縮過程一共分為兩個階段，第一階段的濃縮排放出一部分低固形物含量的液體。 圖 15 兩段膜濃縮系統(tǒng)物料衡算圖 解：根據(jù)題意，已知進(jìn)料 (F)濃度 =10%，濃縮液 (P)濃度 =30%，循環(huán)液 (R) 濃度 =2%，廢物液 (W)濃度 =%，階段中間液 (B)濃度 =25%，濃縮液質(zhì)量 流量 =100 kg/min；取 1 min作為計算基準(zhǔn)，對于總系統(tǒng)有： F=P+W 。 ? 對第一階段有： F+R=W+B 。 潛熱 (Latent heat)：是與相變關(guān)聯(lián)的能量，如從固態(tài)轉(zhuǎn)為液態(tài)時的融解 (融化 )熱，以及從液態(tài)轉(zhuǎn)為蒸氣時的汽化熱。 單位質(zhì)量物體在不同溫度時的焓變就是熱量 Q： Q = m Cavg(T2T1) 3. 比熱 比熱 (Specific heat ,Cp)：是單位質(zhì)量物質(zhì)單位溫度變化時吸收或釋放出的熱量。 Cavg = F + SNF + M (11) 式中： F——脂肪含量； SNF——為非脂肪固形物含量； M——水分含量。 含脂肪 食品的比熱值： 比熱模型一： Seibel’s 方程 【 例 17】 計算含 15%蛋白質(zhì)、 20%脂肪和 65%水的烤牛肉的比熱。 對于水分含量 M， Seibel’s方程計算值與實驗值非常接近 ！ 比熱 模型二 ： Choi and Okos 方程 Choi and Okos (1987):凍結(jié)前食品的比熱是食品中各組分的溫度(?C)的函數(shù)。 Cpf = 。 Cwaf = ，以上單位均為 J/(kg℃ ) 說明 ：一般地，對于高水分含量的食品體系， Choi Okos (1988)計算值要高于 Seibel’s方程 Seibel’s方程與 Choi and Okos方程比較 ? 水分含量 M， Seibel’s方程計算值與實驗值非常接近。 則 T溫度下的焓 H可由下式計算： ( 1 ) ( 979 405 096 ) ( 1 )bbf r r r rH H aT a T M a
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