临界状态，称为临界混溶点。

二、填空

1. 0 、0.6 、0.4 、0.5、 0.3、 0.2 2. 60kg 、25kg

3.变压分离萃取、变温分离萃取、吸附分离萃取 4.（略）

三、简答

1 在一定温度下，当萃取体系达到平衡时，被萃取组分A在萃取相的质量分数yA和在萃余相中的质量分数xA之比，称为组分A的分配比，又称为分配系数KA。分配系数表示达平衡后被萃取组分A在两液相中实际分配情况，也表示在一定条件下萃取剂S对组分A的萃取能力。KA值越大，萃取能力越强。不同的物系具有不同的分配系数值；同一物系KA值随温度和组成而变。

一定条件下同一萃取体系内两组分分配系数的比值，称为选择性系数β。当涉及原料液中两种组分的分离时，则需要用选择性系数来表示其在两液相中的平衡关系。选择性系数β越大，组分A和B间的分离效果越好。若β>1，表示两相平衡时组分Ａ在萃取相中的相对组成较高，则Ａ、Ｂ两组分可以用萃取方法分离。若β=1，表明该萃取剂不能把组分A和B分离开。

2 采用不同的方法求得的辅助曲线不同，因此辅助曲线不只一条。可以根据实验数据确定辅助曲线，如图所示。通过已知点R1、R2…分别作BS边的平行线，再通过相应联结线的另一端E1、E2…分别作AB边的平行线，各线分别相交于点F、G…，连接这些交点得到的曲线即为辅助曲线。利用辅助曲线可求出一对共轭相的组成。例如求R的共轭相的方法如下：自点R作BS边的平行线，交辅助线于点H，自点H作AB边的平行线，交溶解度曲线于点E，则点E即为R的共轭相。

AEPRR2HGE2E1BR1FS

3超临界流体萃取是利用固体或液体物料中的特定成分，能选择性地溶解于SCF的特性来进行混合物萃取分离的技术。分离原理是根据各组分的溶剂萃取特性即组分与SCF溶剂间的作用力和蒸馏特性即组分挥发性的不同而进行分离的。当温度和压力变化时，SCF的溶解能力会发生很大变化。这样，可以选择使溶质具有高的溶解度的温度和压力条件进行萃取，然后改变温度和压力，使溶解的溶质溶解度大幅度降低而从流体溶剂中分离出来。

四、计算

1.溢流量8.73 kg、底流量41.27 kg

第十三章 膜分离

一、名词解释

1 当纯水和盐水被理想半透膜隔开，理想半透膜只允许水通过而阻止盐通过，此时膜纯水侧的水会自发地通过半透膜流入盐水一侧，这种现象称为渗透，若在膜的盐水侧施加压力，那么水的自发流动将受到抑制而减慢，当施加的压力达到某一数值时，水通过膜的净流量等于零，这个压力称为渗透压力，当施加在膜盐水侧的压力大于渗透压力时，水的流向就会逆转，此时，盐水中的水将流入纯水侧，上述现象就是水的反渗透。 2 在反渗透过程中，溶质随着溶液主流运动而向膜界面迁移，由于溶剂透过膜迁走而使界面上溶质积累，浓度升高，当浓度超过主体液浓度时，产生了界面与主体液之间的浓度梯度，引起溶质从界面向主体液扩散。这种现象称为浓差极化 3 每克干膜中的活性基团与离子进行交换的当量数

4截留分子量是指截留率为90%时所对应的相对分子质量。

二、填空

1吸附在滤膜的表面和孔中、在膜孔内被阻塞、在膜表面的机械截留 2 阳、阴

3活性层、多孔支撑层、活性层、多孔支撑层

三、简答 1 （略）

2 反渗透是利用反渗透膜选择性的只能通过溶剂（通常是水）而截留离子物质的性质，以膜两侧静压差为推动力，克服溶剂渗透压，使溶剂通过反渗透而实现对液体混合物进行分离的膜过程。反渗透膜的选择透过性与组分在膜中的溶解、吸附和扩散有关。

超滤是在一定压力作用下，含有大分子和较小分子的混合液流经分离膜时，溶剂和小分子透过膜，而大分子被膜截留下来从而将溶液加以分离或浓缩。超滤过程中溶质的截留有在膜的表面的机械截留（筛分）、在膜孔中停留而被除去（阻塞）、在膜的表面及孔内的吸附三种方式。

电渗析利用离子交换膜的选择性，在直流电场的作用下，以电位差为推动力，并利用料液不同组分粒子的荷电性质及大小，使离子通过膜进行渗析迁移，从而将电解质中的各组分分离。

3 反渗透和超滤一样均属于压力驱动膜分离技术。反渗透膜的孔径较小，截留的是0.1~1nm的小分子溶质，由于溶质的相对分子质量小，渗透压较高，因此操作压力较高，达到1~10MPa。而超滤膜的孔径较大，截留的是1~20nm的大分子溶质，一般，这种溶液的渗透压较低，因此，超滤的操作压力较低，一般为0.1~1MPa。

4 离子交换膜是高分子电解质，它具有三维空间网络结构，在网状的高分子链上分布着可解离的基团，以分离水溶液为例，离子交换膜在水溶液中可解离成两种带电荷的部分，固定在高分子骨架上的固定离子和可自由移动的可动离子。当带有活性基团的离子交换膜进入水溶液中时，膜吸水溶胀，促使活性基团离解、产生的可动离子进入水溶液，于是，在膜上留下了带有—定电荷的固定基团。这些存在于膜孔隙中带一定电荷的固定基团对进入的离子依据同性相斥、异性相吸的原理进行鉴别和选择。因而在外加直流电场作用下，溶液中带正电荷的阳离子可被带负电荷固定基团的阳膜吸引、迁移而通过孔隙进入膜的另一侧，而带负电荷的阴离子则受到排斥和阻挡，不能通过孔隙进入膜的另一侧。相反，带正电荷固定基团的阴膜可被阴离子通过而排斥阻挡阳离子。这就是离子交换膜对离子的选择透过性。

5 （略）

6 主要作用是反离子的迁移作用。次要作用有同名离子的迁移作用、电解质的浓差扩散、水的渗透、水的电渗透、水的分解、压差渗漏等。

四、计算

1、速率9.548?10kg/(m?s）、溶质分离率97.4%、透过液的浓度0.091kg/m3

?32第十四章 食品工程原理的应用

1. 食品工程原理主要内容包括“三传理论”与单元操作。奶粉的生产流程包括原料乳验收、预处理、标准化、配料、均质、杀菌、浓缩、喷雾干燥、冷却筛分、混合、包装等。奶粉的加工过程中的单元操作主要有流体的输送、传热、均质、杀菌、浓缩、蒸发、非均相物系的分离、干燥等。

从三传理论的角度来分，奶粉加工的单元操作又分别属于不同的传递过程。涉及动量传递的单元操作有流体的输送和均质等。标准化、配料、浓缩、喷雾干燥都属于质量传递。涉及热量传递的单元操作有杀菌、浓缩、喷雾干燥、冷却等。

2. 在火腿肠的生产中，涉及的单元操作主要有破碎、混合、干燥、传热和流体输送等。在火腿肠的生产过程中，涉及动量传递的单元操作有破碎、搅拌、斩拌、冷却、干燥、流体输送等。涉及热量传递的单元操作有蒸煮灭菌、冷却、环境制冷和干燥等。传热包括蒸煮杀菌和冷却。蒸煮杀菌和冷却过程中热量通过热传导的形式传递。干燥时热量以对流的形式传递。在火腿肠的生产过程中，涉及传质的过程主要有腌制和干燥等操作。冷却后的火腿肠表面带有水分，在干燥过程中，火腿肠中的水分由液态变为气态，被热空气带走，从而使火腿肠的表面干燥。