農(nóng)學(xué)碩士聯(lián)考食品工程原理真題2013年

1、1. 農(nóng)學(xué)碩士聯(lián)考食品工程原理真題2013年（總分：100.00，做題時間：90分鐘）一、（B單選題（/B（總題數(shù)：10,分?jǐn)?shù)：20.00）水在一段光滑水平圓管中做穩(wěn)定層流流動，若管道內(nèi)徑不變，流量加倍，則壓降是原來的 A.1.6倍 B.2倍 C.3.2倍 D.4.2倍（分?jǐn)?shù)：2.00）A.B. VC. VV解析：2. 能用泵出口閥門調(diào)節(jié)流量的泵是。 A.離心泵 B.軸流泵 C.轉(zhuǎn)子泵 D.漩渦泵（分?jǐn)?shù)：2.00）A. VB. VC.V解析：3. 在空氣-水蒸氣間壁換熱過程中，可采用方法來提高傳熱速率。 A.提高蒸汽速度 B.提高空氣流速 C.降低空氣流速 D.提高蒸汽壓強（分?jǐn)?shù)：2.00）A

2、.B. VC.V解析：4. 灰體的基本特征是。 A.透過率為零 B.反射率為零 C.吸收率不為零 D.吸收率為零（分?jǐn)?shù)：2.00）A. VB.B. VD.解析：5. 當(dāng)其他條件都保持不變時，提高轉(zhuǎn)鼓真空過濾機的轉(zhuǎn)速，則過濾機 A.生產(chǎn)能力提高 B.生產(chǎn)能力降低 C.濾餅厚度提高 D.濾餅厚度降低（分?jǐn)?shù)：2.00）A. VB.C.V解析：6. 在精熠操作中，若進料條件、采出率不變，僅提高回流比，則 A.xw上升 B.xWTP$ C.塔板數(shù)減少 D.熱負(fù)荷增大（分?jǐn)?shù)：2.00）A.B. VC.V解析：7. 離子交換機理包括步驟 A.2個 B.3個 C.4個 D.5個（分?jǐn)?shù)：2.00）A.B.C.V

3、解析：8. 從牛奶中脫除少量鹽分，可采用操作。 A.反滲透 B.納濾 C.電滲析 D.超濾（分?jǐn)?shù)：2.00）A.B.C. VD.解析：9. 與單效蒸發(fā)相比，多效蒸發(fā)的特點是。 A.節(jié)約能源 B.生產(chǎn)強度大 C.設(shè)備投資高 D.有效溫差大（分?jǐn)?shù)：2.00）A. VB.B. VD.解析：10. 常壓濕空氣的干球溫度為t,濕球溫度為tw,露點溫度為td,則有 A.t=tw=td B.t>tw>td C.t<tw<td D.t>tw=td（分?jǐn)?shù)：2.00）A. VB. VC.D.解析：11. 二、（B判斷題（/B（總題數(shù)：10,分?jǐn)?shù)：20.00）實際流體靜止時無黏性，只有

4、流動時才有。（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確錯誤V解析：12. 在其他條件不變時，提高泵的轉(zhuǎn)速，流量將增大。（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確V錯誤解析：13. 一般而言，固體表面的輻射能力越強，其吸收投射輻射能的能力就越大。（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確V錯誤解析：14. 降塵室的生產(chǎn)能力與沉降面積和沉降高度有關(guān)。（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確錯誤V解析：15. 正常逆流操作的吸收塔中，溶質(zhì)濃度的分布是自下而上不斷增大。（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確錯誤V解析：16. 對工業(yè)吸附劑的要求之一是具有大的比表面積。（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確V錯誤解析：17. 浸出平衡是指溶液主體濃度達到了飽和濃度（溶解度）。

5、（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確錯誤V解析：18. 反滲透和電滲析的濃差極化一樣，都是膜表面溶質(zhì)濃度高于溶液主體濃度。（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確錯誤V解析：19. 濕空氣被加熱后，干球溫度、濕球溫度都增大，但露點不變。（分?jǐn)?shù)：2.00）A. 正確V錯誤解析：20. 在干燥過程中，濕物料中的自由水分是可以除去的水分。（分?jǐn)?shù)：2.00）A.正確VB.錯誤解析：21. 三、（B簡答題（/B（總題數(shù)：2,分?jǐn)?shù)：10.00）為什么在精熠過程中必須有塔頂回流液和塔底上升蒸汽？并在t-x-y圖上示意之。（分?jǐn)?shù)：5.00）正確答案：（只有對混合物進行部分汽化（或部分冷凝），才能產(chǎn)生分離作用。以下圖（a）為例（塔

6、中任一塊塔板N）,來自于上面第N-1塊塔板的溢流液與來自于下面第N+1塊塔板的上升蒸汽在第N塊塔板上發(fā)生了接觸混合，由于上面下來的溢流液的溫度低于下面上升蒸汽的溫度，故對溢流液而言，它被加熱發(fā)生部分汽化，而對上升蒸汽而言，它被冷卻發(fā)生部分冷凝，從而離開第N塊塔板的蒸汽濃度增大，離開第N塊塔板的溢流液濃度減小，結(jié)果是發(fā)生部分分離。顯然，塔頂回流液和塔底上升蒸汽缺一不可。在t-x-y圖上的分離過程示意如（b）o*）解析：22. 舉出三個解釋反滲透膜傳遞機理的模型（機理），選擇其中任一個模型說明其要點。（分?jǐn)?shù)：5.00）正確答案：（1）氫鍵模型；（2）優(yōu)先吸附一毛細(xì)孔流動機理；（3）溶解一擴散模型（

7、1）氫鍵模型。氫鍵模型認(rèn)為，膜的表層很致密，其上有大量的活化點，鍵合一定數(shù)目的結(jié)合水，這種水已失去了溶劑化的能力，溶質(zhì)不能溶解于其中。進料液中的水分子在壓力下可與膜上的活化點形成氫鍵締合，使該活化點上其他結(jié)合水被解締下來，被解締下的結(jié)合水又與下面的活化點發(fā)生締合，使該點原有的結(jié)合水被解締下來，這樣水分子逐漸從膜面進入膜內(nèi)，最后透過膜。而溶質(zhì)是通過高分子鏈間空穴，以空穴型擴散透過膜的。（2）優(yōu)先吸附-毛細(xì)孔流動機理。此理論由Sourirajan提出，他認(rèn)為反滲透是受膜的表面現(xiàn)象所控制，與溶液接觸的膜表面具有適宜的化學(xué)性質(zhì)和適宜尺寸的膜孔徑。前者是指膜可以優(yōu)先吸附或優(yōu)先排斥溶液中的某組分。由于反滲

8、透膜表面具有親水基團，因此在膜表面可以優(yōu)先吸附一層水分子，約有2個水分子厚度，溶質(zhì)被排斥。這層水在外壓的作用下進入膜表面的毛細(xì)孔，并通過毛細(xì)孔透過膜。根據(jù)這一機理，定義膜孔徑等于純水層厚度t的2倍時（510）x10-10m為膜的臨界孔徑。當(dāng)膜孔徑在臨界孔徑的范圍內(nèi)時，孔隙中充滿純水，溶質(zhì)無法通過；如孔隙大于臨界孔徑，就會有部分孔隙讓溶質(zhì)通過。（3）溶解-擴散模型。該模型（Lonsdale和Riley等提出）認(rèn)為反滲透膜具有完全致密的界面，水和溶質(zhì)透過膜不是空隙作用，而是水和溶質(zhì)與膜相互作用并溶解在膜中，然后在化學(xué)位梯度的推動下在膜中擴散并透過膜。溶劑與溶質(zhì)透過膜的過程可分為三步： 溶劑（質(zhì)）在

9、高壓側(cè)吸附和溶解于膜中；在化學(xué)位差的推動下溶劑（質(zhì)）以分子擴散透過膜；溶劑（質(zhì)）在膜的透過液側(cè)表面解吸。）解析：四、B計算題/B（總題數(shù)：2,分?jǐn)?shù)：50.00）利用切割分子量MWCO=100000超濾膜分離發(fā)酵液中的蛋白質(zhì)，采用全回流（見本題附圖）的操作方式。初始目標(biāo)蛋白質(zhì)（M=155000）的質(zhì)量濃度為1g/L，雜蛋白（Mr=23000）的質(zhì)量濃度為3g/L,發(fā)酵液體積1000L,透過液流量為0.5L/S。超濾膜對目標(biāo)蛋白質(zhì)的截留率為0.99,對雜蛋白的截留率為0.5,設(shè)料液槽內(nèi)濃度均勻一致，循環(huán)管路內(nèi)液體流量可忽略不計。II（分?jǐn)?shù):10.00）（1）.若采用濃縮操作，求目標(biāo)蛋白質(zhì)的濃度達到

10、5g/L所需時間；（分?jǐn)?shù)：5.00）正確答案：(求濃度達到5g/L時的時間。設(shè)在超濾的任意時刻t,發(fā)酵液體積為V,目標(biāo)蛋白質(zhì)的濃度為G,透過液中目標(biāo)蛋白質(zhì)的濃度為G。在dt時間間隔內(nèi)對發(fā)酵液體積和目標(biāo)蛋白質(zhì)做衡算：-Vcdt=dV(1)-VcCpdt=d(VCb)(2)積分式可得：V=V-Vct(3)將式(3)及G=(1-R)Cb代入式，整理并積分可得：*代入已知數(shù)據(jù)：*解得：t=1606(s)=0.446(h)。)解析：.若采用洗濾操作去除雜蛋白，料液槽中添加緩沖液使料液體積保持恒定，求目標(biāo)蛋白質(zhì)的純度(總蛋白中目標(biāo)蛋白質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù))提高到95啊需時間，并計算此時目標(biāo)蛋白質(zhì)的收率。(分?jǐn)?shù)：5

11、.00)正確答案：(求目標(biāo)蛋白質(zhì)純度達95%勺時間及回收率。在dt時間間隔內(nèi)目標(biāo)蛋白質(zhì)和雜蛋白做衡算：-VcCb(1-R)dt=V0dG(4)-VcC'b(1-R')dt=V0dC'b(5)因為*所以Cb2=19C'b2積分(4)、(5)兩式可得：*代入已知數(shù)據(jù)：*解得：C'b2=0.04846(g/L)所以*目標(biāo)蛋白質(zhì)的回收率：*)解析：擬用轉(zhuǎn)鼓真空過濾機過濾某懸浮液，懸浮液處理量為20nVh。已測得K=8X10-4n2/s,qe=0.01m3/m3,每獲得1希濾液可生成0.04m3的濾餅。轉(zhuǎn)鼓的浸沒度為0.35,要求轉(zhuǎn)鼓表面的濾餅厚度不低于5mm求：

12、(分?jǐn)?shù)：40.00).轉(zhuǎn)鼓真空過濾機的轉(zhuǎn)速(r/min);(分?jǐn)?shù)：10.00)正確答案：(求轉(zhuǎn)鼓真空過濾機的轉(zhuǎn)速。以濾液體積計的過濾機生產(chǎn)能力為：*單位過濾面積的濾液量:*恒壓過濾方程：*)解析：.轉(zhuǎn)鼓真空過濾機的轉(zhuǎn)鼓面積。(分?jǐn)?shù)：10.00)正確答案：(求轉(zhuǎn)鼓真空過濾機的過濾面積。生產(chǎn)能力：Q=nV=nAq所以*轉(zhuǎn)鼓真空過濾機的轉(zhuǎn)速為0.927r/min，過濾面積為2.77m2。)解析：.在逆流連續(xù)浸出設(shè)備中，將含油20%(質(zhì)量)的油籽進行浸出，實際共有8個浸出器，浸出的級效率為75%已知原料量與新鮮溶劑之比為1:0.56;在底流中每1kg不溶固體持液0.5kg。求：(1)溢出液的量與原料量

13、之比；(2)溢出液的濃度；(3)油的回收率。(分?jǐn)?shù)：10.00)正確答案：(以F=100(kg/h)為基準(zhǔn)。A=10(X0.2=20(kg/h)B=100X0.8=80(kg/h)L=80X0.5=40(kg/h)S=V=100<0.56=56(kg/h)全系統(tǒng)的物料衡算：100+56=E+40+80所以E=36(kg/h)E/F=36/100=0.36級數(shù)計算式：*(1)其中：*代入式(1)中*解得：R=0.0637油的回收率(1-R)=1-0.0637=93.6%*溢出液的量與原料量之比為0.36;溢出液的濃度為52%油的回收率為93.6%。)解析：.在單效蒸發(fā)器內(nèi)將850kg/h的

14、某種水溶液從15%續(xù)濃縮到30%原料液在沸點下加入蒸發(fā)器，蒸發(fā)器的傳熱面積為10畝，總傳熱系數(shù)為894W/(m正確答案：(絕對壓強為20kPa時，二次蒸汽的溫度為60.1C，汽化潛熱為2354.9kJ/kg水分蒸發(fā)量。*加熱蒸汽消耗量。加熱蒸汽表壓強。由于沸點進料，且忽略熱損失，則傳遞的熱量為：Q=Wr'=0.118X2354.9X103=2.78X105(W)傳熱溫差為：*溶液的沸點為：t1=T'i+A=60.1+18=78.1(C)-C)o在操作條件下溶液的各種溫度差損失為18C,蒸發(fā)室的真空度為80kPa。假設(shè)蒸發(fā)器的熱損失、溶液的稀釋熱效應(yīng)可以忽略。當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?00kPa。飽和蒸汽壓/kPa206080100120140160飽和溫度/C60.185.693.299.6104.5109.2113汽化潛熱/(kJ/kg)2354.92293.92275.32259.52246.82234.42224.2試求：(1)水分蒸發(fā)量；(2)加熱蒸汽消耗量；(3)加熱