化工原理下冊復(fù)習(xí)資料

1、嗎 第1章 蒸餾1、 蒸餾的特點(diǎn)、分類及原理（在雙組分溶液的氣液相平衡圖上進(jìn)行分析）。 蒸餾的分離特點(diǎn)（1）蒸餾處理的對象液體混合物，分離流程簡單；（2）應(yīng)用廣泛、歷史悠久；（3）以熱能為推動(dòng)力熱能消耗大 分類：（1）按蒸餾方式分：簡單蒸餾或平衡蒸餾：一般用在混合物各組分揮發(fā)性相差大，對組分分離程度要求又不高的情況下。精餾：在混合物組分分離純度要求很高時(shí)采用。特殊精餾：混合物中各組分揮發(fā)性相差很小，或形成恒沸液（azeotrope），難以或不能用普通精餾加以分離時(shí)，借助某些特殊手段進(jìn)行的精餾。 （2）按操作流程分間歇精餾：多用于小批量生產(chǎn)或某些有特殊要求的場合。連續(xù)精餾：多用于大批量工業(yè)生產(chǎn)中

2、。 （3）按操作壓力分：常壓蒸餾：蒸餾在常壓下進(jìn)行。減壓蒸餾：用于常壓下物系沸點(diǎn)較高，使用高溫加熱介質(zhì)不經(jīng)濟(jì)或熱敏性物質(zhì)不能承受的情況。減壓可降低操作溫度。加壓蒸餾：對常壓沸點(diǎn)很低的物系，蒸氣相的冷凝不能采用常溫水和空氣等廉價(jià)冷卻劑，或?qū)Τ爻合聻闅怏w的物系（如空氣）進(jìn)行精餾分離，可采用加壓以提高混合物的沸點(diǎn)。 （4）按混合物組分：多組分精餾：例如原油的分離。雙組分精餾：例如乙純-水體系的分離。2、 畫出簡單蒸餾操作流程，原理及產(chǎn)品濃度特點(diǎn)。 簡單蒸餾也稱微分蒸餾，為持續(xù)加熱，逐漸蒸餾的過程，是間歇非穩(wěn)態(tài)操作。加入蒸餾釜的原料液持續(xù)吸熱沸騰氣化，產(chǎn)生的蒸氣由釜頂連續(xù)引入冷凝器得餾出液產(chǎn)品。

3、特點(diǎn)：釜內(nèi)任一時(shí)刻的氣、液兩相組成互成平衡。蒸餾過程中系統(tǒng)的溫度和氣、液相組成均隨時(shí)間改變。任一時(shí)刻，易揮發(fā)組分在蒸氣中的含量 y 始終大于剩余在釜內(nèi)的液相中的含量 x，釜內(nèi)組分含量 x 由原料的初始組成 xF 沿泡點(diǎn)線不斷下降直至終止蒸餾時(shí)組成 xE，釜內(nèi)溶液的沸點(diǎn)溫度不斷升高，蒸氣相組成 y 也隨之沿露點(diǎn)線不斷降低。3、 恒沸點(diǎn)，恒沸混合液，相平衡常數(shù)、揮發(fā)度，相對揮發(fā)度的概念。 恒沸點(diǎn)：乙醇-水溶液物系的泡點(diǎn)線和露點(diǎn)線在M點(diǎn)重合，該點(diǎn)溶液的泡點(diǎn)比兩純組分的沸點(diǎn)都低，這是因?yàn)樵撊芤簽榫哂休^大正偏差的溶液，組成在M點(diǎn)時(shí)兩組分的蒸氣壓之和出現(xiàn)最大值。M點(diǎn)稱為恒沸點(diǎn)，此溶液稱為恒沸液。 相平衡常

4、數(shù)：精餾計(jì)算中，通常用Ki表示i組分的相平衡常數(shù)，其定義為: 式中yi 和 xi 分別表示 i 組分在互為平衡的氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)。 對于易揮發(fā)組分，Ki >1，即 yi > xi。Ki 并非常數(shù)，當(dāng)p一定時(shí)， Ki 隨溫度而變化。Ki 值越大，組分在氣、液兩相中的摩爾分?jǐn)?shù)相差越大，分離也越容易。 揮發(fā)度：溶液中各組份的揮發(fā)性由揮發(fā)度來衡量，其定義為組分在氣相中的平衡蒸氣壓（分壓）與在液相中的摩爾分?jǐn)?shù)的比值。對雙組分物系nA、nB 溶液中 A、B 兩組分的揮發(fā)度。對純組分液體，其揮發(fā)度就等于該溫度下液體的飽和蒸氣壓。 xA，xB溶液中A、B組分的摩爾分?jǐn)?shù)。 相對揮發(fā)度：溶液中易

5、揮發(fā)組分的揮發(fā)度對難揮發(fā)組分的揮發(fā)度之比，稱為相對揮發(fā)度。用 a 表示 。a 是相平衡時(shí)兩個(gè)組分在氣相中的摩爾分?jǐn)?shù)比與液相中摩爾分?jǐn)?shù)比的比值，由其大小可以判斷該混合液能否用蒸餾方法加以分離以及分離的難易程度。4、 精餾操作流程、精餾段，提餾段的概念及作用。 精餾操作流程：原料液經(jīng)預(yù)熱器加熱到指定溫度后，送入精餾塔的進(jìn)料板，在進(jìn)料板上與自塔上部下降的回流液體匯合后，逐板溢流，最后流入塔底再沸器中。在每層板上，回流液體與上升蒸氣互相接觸，進(jìn)行熱和質(zhì)的傳遞過程。操作時(shí)，連續(xù)地從再沸器取出部分液體作為塔底產(chǎn)品（釜?dú)堃海?，部分液體汽化，產(chǎn)生上升蒸氣，依次通過各層塔板。塔頂蒸氣浸入冷凝器中被全部冷凝，并將

6、部分冷凝液用泵送回塔頂作為回流液體，其余部分經(jīng)冷卻器后被送出作為塔頂產(chǎn)品（餾出液）。塔頂回流和塔底再沸器產(chǎn)生上升蒸汽是精餾得以連續(xù)穩(wěn)定操作的兩個(gè)必要條件。 精餾段：加料板以上的塔段稱為精餾段。其作用為：氣相中的重組分向液相（回流液）傳遞，而液相中的輕組分向氣相傳遞，從而完成上升蒸氣的精制。 提餾段：加料板以下的塔段（包括加料板）成為提餾段。其作用為：下降液體（包括回流液和料液中液體部分）中的輕組分向氣相（回流）傳遞，而氣相中的重組分向液相傳遞，從而完成下降液體重組分的提濃。5、 回流比的概念、對精餾塔理論板數(shù)的影響及適宜回流比的選擇方法。 回流比：用R表示，R=回流量/塔頂產(chǎn)品量=L/D，回流

7、比是精餾過程計(jì)算不可缺的重要參數(shù)，塔所需的理論板數(shù)，塔頂冷凝器和塔釜再沸器的熱負(fù)荷均與回流比有關(guān)。精餾過程的投資費(fèi)用和操作費(fèi)用都取決于回流比的值。 回流比對理論板數(shù)的影響：全回流時(shí)操作線和平衡線的距離為最遠(yuǎn)，達(dá)到相同的分離程度所需的理論板數(shù)最少。R，達(dá)到指定分離程度所需理論板數(shù)將增多。 回流比的選擇：最適宜的回流比：精餾過程總費(fèi)用（操作費(fèi)用與設(shè)備費(fèi)用之和）最低時(shí)的回流比。根據(jù)實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。Ropt=（1.2-2）Rmin 第2章 吸收1、 吸收的概念、基本原理、推動(dòng)力，吸收的用途。 吸收概念：使混合氣體與適當(dāng)?shù)囊后w接觸，氣體中的一個(gè)或幾個(gè)組分便溶解于液體內(nèi)而形成溶液，于是原混合氣體的組分

8、得以分離。這種利用各組組分溶解度不同而分離氣體混合物的操作稱為吸收。 吸收的基本原理：當(dāng)氣相中溶質(zhì)的實(shí)際分壓高于與液相成平衡的溶質(zhì)分壓時(shí)，溶質(zhì)便由氣相向液相轉(zhuǎn)移，即吸收。利用混合氣體中各組分在液體中溶解度差異，使某些易溶組分進(jìn)入液相形成溶液，不溶或難溶組分仍留在氣相，從而實(shí)現(xiàn)混合氣體的分離。 吸收的推動(dòng)力:氣體吸收是混合氣體中某些組分在氣液相界面上溶解、在氣相和液相內(nèi)由濃度差推動(dòng)的傳質(zhì)過程。 吸收操作的用途：(1) 制取產(chǎn)品 用吸收劑吸收氣體中某些組分而獲得產(chǎn)品。如硫酸吸收SO3制濃硫酸，水吸收甲醛制福爾馬林液，碳化氨水吸收CO2制碳酸氫氨等。 (2) 分離混合氣體 吸收劑選擇性地吸收氣體中某

9、些組分以達(dá)到分離目的。如從焦?fàn)t氣或城市煤氣中分離苯，從乙醇催化裂解氣中分離丁二烯等。 (3) 氣體凈化 一類是原料氣的凈化，即除去混合氣體中的雜質(zhì)，如合成氨原料氣脫H2S、脫CO2等；另一類是尾氣處理和廢氣凈化以保護(hù)環(huán)境，如燃煤鍋爐煙氣，冶煉廢氣等脫除SO2，硝酸尾氣脫除NO2等。 2、 吸收劑、吸收液、解吸（脫吸）、物理吸收、化學(xué)吸收的概念。 吸收劑：吸收操作中所用的溶劑，以S表示。 吸收液（溶液）：吸收操作后得到的溶液，主要成分為溶劑S和溶質(zhì)A。 解吸或脫吸：與吸收相反的過程，即溶質(zhì)從液相中分離而轉(zhuǎn)移到氣相的過程。 物理吸收：吸收過程溶質(zhì)與溶劑不發(fā)生顯著的化學(xué)反應(yīng)，可視為單純的氣體溶解于液

10、相的過程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烴等。 化學(xué)吸收：溶質(zhì)與溶劑有顯著的化學(xué)反應(yīng)發(fā)生。如用氫氧化鈉或碳酸鈉溶液吸收二氧化碳、用稀硫酸吸收氨等過程?；瘜W(xué)反應(yīng)能大大提高單位體積液體所能吸收的氣體量并加快吸收速率。但溶液解吸再生較難。 第3章 蒸餾設(shè)備1、 液泛、漏液、液沫夾帶及汽泡夾帶的概念、原因及后果。 （1）液泛：塔內(nèi)液體不能順暢逐板流下，持液量增多，氣相空間變小，大量液體隨氣體從塔頂溢出。（塔內(nèi)若氣、液兩相中之一的流量增大，使降液管內(nèi)液體不能順利下流，管內(nèi)液體必然積累，當(dāng)管內(nèi)液體增高到越過溢流堰頂部，于是兩板間液體相連，該層塔板產(chǎn)生積液，并依次上升，這種現(xiàn)象稱為

11、液泛，亦稱淹塔。）原因：氣速一定，液體流量­時(shí)，D、how、hf 及 hp ­，Hd ­，即塔板具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能.上層塔板溢流堰上緣為 Hd 極限。若再加大液體流量， Hd 與板上液面同時(shí)升高，降液管調(diào)節(jié)功能消失，板上累積液量增加，最終引起溢流液泛。若氣速過高，液體中的氣泡夾帶加重，降液管內(nèi)的泡沫層隨之增高，也易造成溢流液泛。板壓降hf 過大必導(dǎo)致 Hd 大，易發(fā)生液泛。如降液管設(shè)計(jì)過小或發(fā)生部分堵塞， hp 急劇增大，也會(huì)導(dǎo)致溢流液泛。夾帶液泛與溢流液泛互為誘因，交互影響。過量液沫夾帶阻塞氣體通道，板阻急增，降液管中泡沫層堆積，從而引發(fā)溢流液泛。而溢流液泛發(fā)生時(shí)

12、，塔板上鼓泡層增高，分離空間降低，夾帶液泛也將隨之發(fā)生。后果：塔板壓降上升，全塔操作被破壞。液泛使整個(gè)塔不能正常操作，甚至發(fā)生嚴(yán)重的設(shè)備事故，要特別注意防范。 （2）漏液：部分液體不是橫向流過塔板后經(jīng)降液管流下，而是從閥孔直接漏下。 原因：氣速較小時(shí)，氣體通過閥孔的速度壓頭小，不足以抵消塔板上液層的重力；氣體在塔板上的不均勻分布也是造成漏液的重要原因。 后果：嚴(yán)重的漏液使塔板上不能形成液層，氣液無法進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)，塔板將失去其基本功能。 （3）液沫夾帶：氣體鼓泡通過板上液層時(shí)，將部分液體分散成液滴而部分液滴被上升氣流帶入上層塔板。原因：影響的主要因素有空塔速度和板間距。空塔氣速增高，液沫夾帶量

13、增大；塔板間距增大，可使液沫夾帶量減少。后果：液沫的生成固然可增大氣、液兩相的傳質(zhì)面積，但過量的液沫夾帶造成液相在塔板間的返混，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成液沫夾帶液泛，從而導(dǎo)致塔板效率嚴(yán)重下降。 （4）氣泡夾帶：液體在降液管中停留時(shí)間太短，大量氣泡被液體卷進(jìn)下層塔板。后果：液沫夾帶是液體的返混，氣泡夾帶是氣體的返混，均對傳質(zhì)不利。嚴(yán)重時(shí)可誘發(fā)液泛，完全破壞塔的正常操作。液沫夾帶和氣泡夾帶是不可避免的，但夾帶量必需嚴(yán)格地控制在最大允許值范圍內(nèi)。 2、 填料特性參數(shù)(比表面、空隙率、填料因子)的定義 比表面積 a：單位體積填料層所具有的表面積(m2/m3)。被液體潤濕的填料表面就是氣液兩相的接觸面。大的 a 和

14、良好的潤濕性能有利于傳質(zhì)速率的提高。對同種填料，填料尺寸越小，a 越大，但氣體流動(dòng)的阻力也要增加。 空隙率 e：單位體積填料所具有的空隙體積(m3/m3)。代表的是氣液兩相流動(dòng)的通道， e 大，氣、液通過的能力大，氣體流動(dòng)的阻力小。 e = 0.450.95。 填料因子 f：填料比表面積與空隙率三次方的比值(1/m)，a/e3，表示填料的流體力學(xué)性能，值越小，流動(dòng)阻力越小。液泛速度可以提高。 第4章 液液萃取1、 液液萃取的操作原理、特點(diǎn)（用三角形坐標(biāo)圖及溶解度曲線進(jìn)行分析說明） 原理:在液體混合物中加入與其不互溶或部分互溶的液體溶劑（萃取劑），形成液-液兩相，利用液體混合物中各組分在兩液相中

15、溶解度的差異而達(dá)到分離的目的。也稱溶劑萃取，簡稱萃取。 特點(diǎn)：（1）萃取過程本身并未完全完成分離任務(wù)，而只是將難于分離的混合物轉(zhuǎn)變成易于分離的混合物，要得到純產(chǎn)品并回收溶劑，必須輔以精餾（或蒸發(fā)）等操作。（2）常溫操作，適合于熱敏物料分離。2、 萃取相、萃余相、萃取劑、萃取液、萃余液、共軛相、聯(lián)結(jié)線、分配系數(shù)、選擇性系數(shù)的概念。 萃取劑S：萃取過程中加入的溶劑，以S表示。萃取劑對溶質(zhì)應(yīng)有較大的溶解能力，對于稀釋劑則不互溶或僅部分互溶。萃取相E： 萃取分離后，含萃取劑多的一相，主要由A+S組成。萃余相R：萃取分離后，含稀釋劑多的一相，主要由B+A組成。萃取液E´：從萃取相E中回收S后得

16、到的液體，主要由A組成萃余液R´：從萃余相R中回收S后得到的液體，主要由B組成共軛相：溶解度曲線將三角形分為兩個(gè)區(qū)域，曲線以內(nèi)的區(qū)域?yàn)閮上鄥^(qū)，以外的為均相區(qū)。兩相區(qū)內(nèi)的混合物分為兩個(gè)液相，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，兩個(gè)液層稱為共軛相，聯(lián)結(jié)共軛液相組成坐標(biāo)的直線稱為聯(lián)結(jié)線。分配系數(shù)：一定溫度下，A 組分在互成平衡的兩液相中的濃度比。一般 kA 不為常數(shù)，而隨溫度、溶質(zhì) A 的濃度變化。在 A 濃度變化不大和恒溫條件下，kA 可視為常數(shù)（平衡常數(shù) m），其值由實(shí)驗(yàn)測得。選擇性系數(shù)：兩相平衡時(shí)，萃取相 E 中 A、B 組成之比與萃余相 R 中 A、B 組組成之比的比值。 b 表示 S 對 A、B 組分

17、溶解能力差別，即 A、B 的分離程度。3、 液液萃取的操作流程，試在三角形坐標(biāo)圖中表示單級(jí)萃取的過程及各相的位置。 操作流程：混合；沉降分離；脫除溶劑4、 超臨界流體的概念、定義、超臨界流體的有關(guān)性質(zhì)。 概念：一純物質(zhì)的臨界溫度TC是指該物質(zhì)處于無論多高壓力下均不能被液化時(shí)的最高溫度，該溫度對應(yīng)的壓力稱臨界壓力PC ，狀態(tài)在臨界溫度與臨界壓力以上的流體稱超臨界流體。常用的超臨界流體：二氧化碳、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷和氨、正戊烷、甲苯等。 超臨界流體萃取定義：流體（溶劑）在臨界點(diǎn)附近某一區(qū)域（超過臨界區(qū)）內(nèi)，它與待分離混合物中的溶質(zhì)具有異常相平衡行為和傳遞性能、且它對溶質(zhì)溶解能力隨壓力和溫度改變

18、而在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)變動(dòng)這一特性而達(dá)到溶質(zhì)分離的技術(shù)。 超臨界流體有關(guān)性質(zhì)：（1）超臨界流體的 P-V-T 性質(zhì)： 在稍高于臨界溫度的區(qū)域內(nèi)，壓強(qiáng)稍有變化，就會(huì)引起流體密度很大變化。（2）超臨界流體的傳遞性質(zhì)：超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑并能很快達(dá)到萃取平衡。（3）超臨界流體的溶解能力：超臨界流體的溶解能力c與密度有關(guān)，一般密度越大、溶解能力越大。綜上所述，超臨界流體密度接近液體，黏度接近氣體，具有與液體相近的溶解能力，同時(shí)其傳質(zhì)速率遠(yuǎn)大于液體溶劑，其密度對壓力和溫度的變化非常敏感，從而其溶解能力也隨壓力和溫度的變化發(fā)生敏感的變化。

19、5、 超臨界流體萃取的基本原理、常見的3種流程及超臨界流體萃取的特點(diǎn)。 原理：一純物質(zhì)的臨界溫度TC是指該物質(zhì)處于無論多高壓力下均不能被液化時(shí)的最高溫度，該溫度對應(yīng)的壓力稱臨界壓力PC ，狀態(tài)在臨界溫度與臨界壓力以上的流體稱超臨界流體。超臨界流體萃取以高壓、高密度的超臨界流體為萃取劑，從液體或固體中提取高沸點(diǎn)或熱敏性的有用成分，以達(dá)到分離或純化的目的。（超臨界流體萃取過程包括萃取和分離兩個(gè)階段。在萃取階段，超臨界流體從原料液中萃取出所需組分；在分離階段，通過改變某個(gè)參數(shù)或其他方法，使被萃取的組分從超臨界流體中分離出來，萃取劑則循環(huán)使用。） 常見的3種流程：（1）等溫變壓流程：利用不同壓力下超臨

20、界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過改變壓力使溶質(zhì)與超臨界流體分離。（2）等壓變溫流程：利用不同溫度下超臨界流體萃取能力（溶解度）的差異，通過改變溫度使溶質(zhì)與超臨界流體分離。（3）等溫等壓吸附流程：在分離器內(nèi)放置僅吸附溶質(zhì)而不吸超臨界流體的吸附劑，通過吸附過程來達(dá)到溶質(zhì)與超臨界流體分離的目的。 特點(diǎn)：超臨界萃取在溶解能力、傳質(zhì)性能以及溶劑回收方面有突出的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在：（1）超臨界流體的密度與溶解能力接近于液體，而又保持了氣體的傳遞特性，故傳質(zhì)速率高，可更快達(dá)到萃取平衡；（2）操作條件接近臨界點(diǎn)，壓力、溫度的微小變化都可改變超臨界流體的密度與溶解能力，故溶質(zhì)與溶劑的分離容易，費(fèi)用低；（3）超

21、臨界萃取具有萃取和精餾的雙重特性，可分離難分離物質(zhì)；（4）超臨界流體一般具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、無毒無腐蝕性、萃取操作溫度不高等特點(diǎn)，故特別適用于醫(yī)藥、食品等工業(yè)；（5）超臨界萃取一般在高壓下進(jìn)行，設(shè)備投資較大。 第5章 物料干燥1、 濕空氣的濕度，相對濕度，濕比熱，水蒸氣分壓，濕比容，干球溫度，濕球溫度，露點(diǎn)，絕熱飽和溫度的概念及其相互關(guān)系，掌握公式： 濕度又稱濕含量，為空氣中水汽的質(zhì)量與絕干空氣體的質(zhì)量之比。濕度只表示濕空氣中所含濕份的絕對數(shù)，不能反映氣體偏離飽和狀態(tài)的程度（氣體的吸濕潛力）。 相對濕度：一定的系統(tǒng)總壓和溫度下，氣體中濕份蒸汽的分壓 pV 與系統(tǒng)溫度下濕份的飽和蒸汽壓 ps 之比

22、。j 值在01之間：j 值越低，氣體偏離飽和的程度越遠(yuǎn)，吸濕潛力越大；j =100% 時(shí)，p=ps，氣體被濕份蒸汽所飽和，不能再吸濕。 濕比熱：1kg 絕干氣體及所含濕份蒸汽溫度升高1所需要的熱量 水蒸氣分壓：干空氣和濕空氣占有一定的體積并具有一定壓強(qiáng)時(shí)，當(dāng)水蒸氣占有與干空氣體積相同時(shí)所受壓力。 濕比容：1kg 絕干氣體及所含水蒸汽所具有的體積稱為濕比容 干球溫度：空氣的真實(shí)溫度為干球溫度，簡稱溫度，以t表示。 濕球溫度：空氣傳給水分的顯熱等于水分汽化所需的汽化熱時(shí)，濕球溫度計(jì)上的溫度維持穩(wěn)定，這種穩(wěn)定溫度稱為該濕空氣的濕球溫度，以tw表示。 露點(diǎn)：將不飽和空氣等濕冷卻到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度稱露點(diǎn)

23、，用 td 表示。 絕熱飽和溫度：若兩相有足夠長的接觸時(shí)間，最終空氣為水汽所飽和，而溫度降到與循環(huán)水溫相同，這種過程稱為濕空氣的絕熱飽和冷卻過程或等焓過程，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度稱為初始濕空氣的絕熱飽和冷卻溫度，簡稱絕熱飽和溫度，以tas表示。相互關(guān)系：干球溫度t、濕球溫度tw（或tas）、露點(diǎn)溫度 td間的關(guān)系: 不飽和濕空氣 ： t > tw（或 tas）> td 飽和濕空氣 ： t = tw（或 tas）= td絕熱飽和溫度 tas和濕球溫度tw是兩完全不同的概念，但兩者均為空氣初始溫度和濕度H的函數(shù)，特別對水蒸氣空氣系統(tǒng)，兩者在數(shù)值上近似相等，這樣就可用濕球溫度tw代替絕熱飽

24、和溫度 tas ，簡化許多計(jì)算。2、 物料濕基水分，干基水分，平衡水分（平衡濕度）的定義。 濕基含水量w：單位質(zhì)量的濕物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。 干基水含量 X：單位質(zhì)量的絕干物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。 平衡水分：當(dāng)物料與一定狀態(tài)的空氣接觸后，物料將釋出或吸入水分，最終達(dá)到恒定的含水量，若空氣狀態(tài)恒定，則物料將永遠(yuǎn)維持這么多的含水量，不會(huì)因接觸時(shí)間延長而改變，這種恒定的含水量稱為該物料在固定空氣狀態(tài)下的平衡水分3、 影響干燥速度的因素，何謂理論干燥過程。 干燥速率 U：干燥器單位時(shí)間內(nèi)在物料單位表面積上汽化的濕分量（kg濕分/(m2·s)）。 干燥是傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的操作，干燥速率是

25、由傳熱速率和傳質(zhì)速率共同控制。干燥操作的必要條件是物料表面的水汽壓強(qiáng)必須大于干燥介質(zhì)中水汽的分壓，兩者差別越大，干燥操作進(jìn)行的越快。所以干燥介質(zhì)應(yīng)及時(shí)將汽化的水汽帶走，以維持一定的擴(kuò)散推動(dòng)力。 理論干燥過程：等焓干燥過程，又稱絕熱干燥過程，滿足條件：不向干燥器中補(bǔ)充熱量，即QD=0；忽略干燥器向周圍散失的熱量，即QL=0;物料進(jìn)出干燥器的焓相等，即G(I2-I1)=04、 熟練熱風(fēng)干燥的各種操作流程及在HI圖上的表示。 HI 圖是在一定的總壓下制得，一般常壓P=101330Pa，縱坐標(biāo)為濕度H，橫坐標(biāo)為焓I，為表達(dá)清楚，橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)夾角為135º，橫坐標(biāo)為斜軸。（1）等濕度線（等H

26、線）群：為平行于縱坐標(biāo)的線群（2）等焓線（等I線）群：為平行于橫坐標(biāo)（斜軸）的線群（3）等干球溫度線(等t 線) 當(dāng)t為一定值時(shí),I 和 H為直線關(guān)系，不同的t直線斜率不同。（4）等相對濕度線（等線）：當(dāng)值為某一定值1時(shí)，H與ps成曲線， ps而又是溫度t的函數(shù)，算出若干組H和t的對應(yīng)關(guān)系，描繪在HI坐標(biāo)中，即為等1線，同理得其他等線。（5）蒸氣分壓線5、 熟練熱風(fēng)干燥的有關(guān)計(jì)算（物料衡算、熱量衡算，并結(jié)合HI圖及濕空氣的有關(guān)狀態(tài)參數(shù)及狀態(tài)變化過程）。 物料衡算：（1）水分蒸發(fā)量W （Kg水/s）（2）絕干氣體消耗量： （Kg絕干空氣/s）單位空氣消耗量，絕干氣體比消耗： （Kg絕干空氣/kg

27、水）（3）干燥產(chǎn)品流量G2： （Kg/s） 熱量衡算：1）空氣預(yù)熱器傳給氣體的熱量為 ，如果空氣在間壁換熱器中進(jìn)行加熱，則其濕度不變，H0=H1，即 通過預(yù)熱器的熱量衡算，結(jié)合傳熱基本方程式，可以求得間壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積。2）向干燥器補(bǔ)充的熱量Qd ：在連續(xù)穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)無熱量積累，單位時(shí)間內(nèi)(以1秒鐘為基準(zhǔn))：3）干燥系統(tǒng)消耗的總熱量汽化濕分所需要的熱量： 加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量 ： 放空熱損失 ： 總熱量衡算 ： 即干燥系統(tǒng)的總熱量消耗于：1）加熱空氣；2）蒸發(fā)水分；3）加熱濕物料；4）損失于周圍環(huán)境中6、 干燥效率及影響干燥效率的因素。干燥器熱效率的計(jì)算。影響干燥過程的主

28、要因素： （1）物料尺寸和氣固接觸方式 ：1）物料尺寸：減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。2)氣固接觸方式：(a) 干燥介質(zhì)平行掠過物料層表面 (差)；(b) 干燥介質(zhì)自上而下穿過物料層，不能形成流化床 (中)；(c) 干燥介質(zhì)自下而上穿過物料層，可形成流化床 (好)。 (2)干燥介質(zhì)條件: 1)通過強(qiáng)化外部干燥條件 (­t，¯H，­u) 來增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，減小氣膜阻力，可提高恒速段 (表面汽化控制) 的干燥速率，但對降速段 (內(nèi)部擴(kuò)散控制) 的改善不大。2)強(qiáng)化干燥條件將使 Xc 增加，更多水分將在降速段汽化。3)氣體溫度的提高受熱源條件和物料耐熱性

29、的限制。4)­u，¯H ，需使用更大量的氣體，干燥過程能耗增加。 (3)物料本性:1)物料本性不影響恒速段的干燥速率；2)物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強(qiáng)弱不同，降速段干燥速率差異很大。3)強(qiáng)化干燥速率時(shí)，須考慮物料本性。若恒速段速率太快，有些物料會(huì)變形、開裂或表面結(jié)硬殼；而在降速段則應(yīng)考慮物料的耐熱性，如熱敏性物料不能采用過高溫度的氣體作為干燥介質(zhì)。干燥熱效率的計(jì)算： 因 即 第6章 結(jié)晶1、 結(jié)晶的基本概念 結(jié)晶是固體物質(zhì)以晶體狀態(tài)從蒸氣、溶液或熔融物中析出的過程，是獲得高純度固體物質(zhì)的基本單元操作。2、 結(jié)晶核形成的必要條件，工業(yè)上晶核形成（起晶）的方法有哪

30、幾種，其原理和特點(diǎn)。結(jié)晶核形成的必要條件：結(jié)晶過程的推動(dòng)力：過飽和度C=C-CS 過冷度T= TS - T （溶液在某一溫度TS下飽和，然后再降溫至T，其溫差叫過冷度，其實(shí)質(zhì)還是形成過飽和度）工業(yè)上成核（起晶）的方法：（1）晶種起晶法：在介穩(wěn)區(qū)投入一定大小和數(shù)量的晶種粉體。（2）自然起晶法：在不穩(wěn)區(qū)下均相成核和非均相成核；（3）二次起晶法：晶核形成于結(jié)晶液中已經(jīng)存在的大量晶體。二次起晶因操作穩(wěn)定、易控制，并可在低飽和讀下進(jìn)行，被廣泛應(yīng)用。3、 結(jié)晶中造成過飽和溶液的方法種類和原理，過飽和度、過冷度大小對晶粒大小有何影響。結(jié)晶中造成過飽和溶液的方法種類和原理： 1）冷卻結(jié)晶（不移除溶劑） 間接換

31、熱冷卻結(jié)晶通過間壁式換熱冷卻來實(shí)現(xiàn)過飽和度（過冷度） 直接換熱冷卻結(jié)晶通過冷卻介質(zhì)與母液直接混合冷卻來實(shí)現(xiàn)過飽和度（過冷度）。沒有傳熱面，避免傳熱不均及在冷卻面結(jié)晶體結(jié)構(gòu)等不利。常用冷卻介質(zhì)有乙烯、氟利昂等惰性氣體。 2）蒸發(fā)結(jié)晶（移除部分溶劑）：通過蒸發(fā)濃縮來建立過飽和度，蒸發(fā)結(jié)晶與一般濃縮蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)基本相同。 3）絕熱蒸發(fā)（真空冷卻）：在真空下閃急蒸發(fā)，既蒸發(fā)部分溶劑又冷卻降溫。影響晶體的成長的因素： (1)溶液推動(dòng)力C: C(飽和度高)，晶體的成長速度 因晶核多得到晶體顆粒多，晶粒小的產(chǎn)品。C(飽和度底)晶體的成長速度受抑，得到晶體顆粒少，晶粒大的產(chǎn)品。（過冷度對其影響一致） （2）溫度

32、的影響：溫度通過對擴(kuò)散速度、溶解度、粘度等的影響來影響結(jié)晶，影響大，但無普遍規(guī)律； （3）機(jī)械作用的影響：一般攪拌，成長速度) ，但其機(jī)理不祥；流動(dòng)等對其也有影響。 （4）雜質(zhì)及媒晶劑的影響：有的雜質(zhì)可能在特定晶面上有吸附作用，不僅影響到晶體成長，還會(huì)使晶體發(fā)生變形，成為異型晶體（如食鹽為立方形，添加微量鐵氰化鉀后產(chǎn)生樹枝壯晶體），此種雜質(zhì)稱媒晶劑。 第7章 膜分離1、 超濾、微濾、反滲透的概念，操作原理及他們的不同點(diǎn)。 超濾：超濾又稱超過慮，是利用孔徑在1100nm范圍內(nèi)的膜具有篩分作用能選擇性透過溶劑和某些小分子溶質(zhì)的性質(zhì)，對溶液側(cè)施加壓力，使大分子溶質(zhì)或細(xì)微粒子從溶液中分離出來的過程。

33、微濾：微濾又稱微孔過濾，是利用孔徑在0.110um的膜的篩分作用，將微粒細(xì)菌、污染物等從懸浮液或氣體中除去的過程。 反滲透：反滲透是利用孔徑小于1mm的膜通過優(yōu)先吸附和毛細(xì)血管流動(dòng)等作用選擇性透過溶劑（通常是水）的性質(zhì)，對溶液側(cè)施加壓力，克服溶液的滲透壓，使溶劑通過膜從溶液中分離出來的過程。 微濾、超濾、反滲透的比較：（1）分離粒徑范圍不同（2）分離機(jī)理不同：微濾和超濾分離機(jī)理為篩分，決定粒子能否通過完全由孔徑?jīng)Q定； 反滲透為擴(kuò)散，決定粒子能否通過不但由孔徑?jīng)Q定，還由膜和粒子性質(zhì)決定（有一定選擇性通過）；（3）壓力范圍（Mpa）：微濾0.010.2, 超濾0.10.5、反滲透210（4）生產(chǎn)能

34、力（通水量L/m2.h)：微濾約1000、超濾20200、反滲透410（5）膜結(jié)構(gòu)：微濾膜為多孔膜、不對稱膜、復(fù)合膜，超濾膜為不對稱膜、復(fù)合膜，反滲透膜為不對稱膜、復(fù)合膜（致密膜）2、 膜滲透過程中濃度極化現(xiàn)象的概念，它對膜滲透有何影響，影響濃度極化的主要因素及緩和濃度極化措施。 概念：膜分離過程中，通常膜表面附近被脫出物質(zhì)的濃度逐漸增加，其結(jié)果是膜表面附近濃度高于濃縮液主體的濃度，該現(xiàn)象稱濃度極化現(xiàn)象。濃度極化現(xiàn)象實(shí)際為被脫出物質(zhì)在溶液和膜表面上積累，產(chǎn)生一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程。 對膜滲透的影響：濃度極化現(xiàn)象將產(chǎn)生三種消極作用：（1）容質(zhì)透過率增加；（2）在膜上形成沉淀或凝膠，由此減少了有效膜面

35、積或形成串聯(lián)的二次膜，使透水率減少；（3）使界面滲透壓升高，推動(dòng)力降低，透水率減少。 影響濃度極化的因素：透水率 ，濃度極化 ；粘度，濃度極化 ；溶質(zhì)擴(kuò)散系數(shù)K ，濃度極化 ；膜表面流動(dòng)條件：湍流、快速，濃度極化 。常常以此來改善濃度極化。 第8章 微膠囊造粒技術(shù)1、 微膠囊的概念，微膠囊的主要功能。 概念：微膠囊是指一種具有聚合物壁殼的微型容器或包裝物。 主要功能：（1）改變物料的存在狀態(tài)、物料的質(zhì)量和體積；（2）隔離物料間的相互作用，保護(hù)敏感性物料；（3）掩蓋不良風(fēng)味、降低揮發(fā)性；（4）控制釋放；（5）降低食品添加劑的毒理作用。2、 微膠囊造粒技術(shù)的分類。 按微膠囊造粒的原理不同，可將微膠囊造粒分為三類：（1）屬物理方法的微膠囊造粒技術(shù)：如噴霧干燥法、噴霧凝動(dòng)法、空氣懸浮法、多空離心法等（2）屬物理化學(xué)方法的微膠囊造粒技術(shù)：如水相分離法、油相分離法、銳孔法、擠壓法、熔化分散法等。（3）屬化學(xué)方法的微膠囊造粒技術(shù)：如界面聚合法、原位聚合法、分子包囊法、輻射包囊法等。3、 微膠囊造粒技術(shù)的操作步驟，心材、壁材的選擇原則及要求。 步驟：實(shí)際上微膠囊造?？煽闯墒俏镔|(zhì)微粒（核心）的包衣過程。其過程可分為四步： （1）將心材分散入微膠囊化的介質(zhì)中；（2）再將壁材放入該分散體系中；（3）通過某種方法將壁材聚集、沉漬或包敷在已分散的心材周圍；（4）進(jìn)行某種