2024年5月20日发(作者：许纳)
一、名词解释：
蒸发操作：当溶质为不挥发或挥发性甚小，而溶
剂有明显挥发性时，常采用加热的方法使溶剂汽
化，从而使溶液浓缩，这就是蒸发操作。
生蒸汽：用作热源的加热蒸汽，由锅炉产生
二次蒸汽：通过蒸发器而蒸发出来的蒸汽
单效蒸发：在蒸发操作中，若将二次蒸汽不再冷
凝，不再利用称为单效蒸发。
多效蒸发：如将二次蒸汽作为另一蒸发器的热源
进行串联操作，可被再次利用的称为多效蒸发。
闪急蒸发：将一定组分的液体加热至泡点以下，
这一含水量称为平 衡水分或平衡湿度
理论干燥过程：等焓干燥过程。
干燥速度： 单位时间内单位干燥面积上的水分汽
化量，即u=dq
M，W
/Sdτ
恒速干燥：由于是恒定干燥，空气状态不变，只
要表面有足够的水分，则表面汽化速率不变的干
燥，恒速干燥阶段实际上 是表面汽化控制的干
燥阶段。
降速干燥：与恒速干燥阶段情况相反，属于内部
控制扩散
最低恒沸点：当正偏差较大时，t-x-y图上出现一
使其部分汽化，或将一定组分的蒸汽冷却至露点
以下，使其部分冷凝，便形成气—液相两相，两
相达到平衡。然后将两相分离。此过程的结果是
易挥发组分在气相中富集，难挥发组分在液相中
富集。这一过程称为平衡蒸发，即闪急蒸发。
温差损失：总温差和实际传热温差之差，△=△t
0
-
△t=t-tg’
结晶：是从蒸汽、溶液或熔融物中析出晶体的过
程。
超滤：是用孔径为10
-2
～10
-3
μm的膜过滤含大分
子溶质的溶液，将大分子或细微粒子与溶液分离。
反渗透：是对溶液施加超过渗透压的压强，使溶
剂分子（主要是水）通过半透膜而与溶液分离。
半透膜：
湿空气的绝对湿度：单位质量干空气所带水气质
量。
湿空气的相对湿度：湿空气中水气的分压P
1
于同
温度t、同总压P下饱和空气中的水气分压P
S
之比，
即φ=P
1
/P
S
×100%，是湿空气饱和的标志。
湿含量：为单位质量干空气所带的水气质量
湿比容：含单位质量绝干空气的湿空气的体积，
为单位质量绝干空气体积和相应的水气体积之和
水蒸汽分压：干空气与水蒸汽占有一定体积，具
有一定压强时，当水蒸气在相同体积中单独占据
时具有的压强，称为水蒸汽分压。
干球温度：在湿空气中，用一般温度计测得的温
度。
湿球温度：将湿球温度计置于湿空气中，经一段
时间达到稳定后，其读数称为湿球温度。
露点：将空气在总压和湿度保持不变的情况下冷
却，但湿空气达到饱和时的温度。
物料湿基水分含量：为水分在湿物料中的质量分
数，即W=水分质量/湿物料总质量×100%
干基水分含量：在干燥过程中，绝干物料的质量
可视为不变，故常用湿物料中的水分与绝干物料
的质量之比表示 湿物料中水分的浓度，即X=湿
物料中水分的质量/湿物料中绝干料的质量。
平衡水分（平衡湿度）：当一定状态的空气与湿物
料接触达到平衡后，物料中的含水量不再变化，
最低点，称为最低恒沸点
恒沸混合液：恒沸点对应的混合液
挥发度：某组分在气相中的分压与其在液相中的
平衡浓度之比，即v
A
=p
A
/x
A
相对挥发度：两组分的挥发度之比，即α
AB
=（p
A
/x
A
）
/(p
B
/p
A
)。
精馏段：在加料板以上的部分。
提馏段：加料板以下（包括加料板）的部分。
回流比：回流量占产品量之比。
理论塔板：是指离开这种板的气液两相互成平衡，
而且塔板上的液相组成可视为均匀的
塔板效率：理论板数N
T
与实际板数N
R
之比称为塔
板效率，用E
T
表示。
萃取相：由溶剂和溶质组成的液相。
萃取剂：萃取时加入的溶剂。
萃取液：离开液液萃取器的萃取剂相称为萃取液。
萃余液：经萃取剂相接触后离开的料液相称为萃
余液。
超临界流体：纯物质的临界温度T
c
是指该物质无
论处于多高压力下均不能被液化的最高浓度。与
该温度对应的压力称为临界压力，高于临界压力
和温度的区域称为临界区，对应流体即为超临界
流体。
微胶囊：是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或
包装物。
二、简答及填空：
1、蒸发器的主要类型有哪些？蒸发操作连续进行
的条件
答：类型：中央循环是式蒸发器（标准式蒸发器）、
悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器、长管式蒸发器、
刮板薄膜蒸发器、板式蒸发器、膨胀流动蒸发器
和离心加热蒸发器。条件：（1）热能的不断供给
（2）生成蒸汽的不断排除。
2、标准式蒸发器的结构蒸发原理及特点
答：由两部分组成，下部为加热室，上部为分离
室。加热室由垂直管束组成。管束中央有一直径
较粗的管子，称中央循环管。加热管间为蒸汽冷
凝器给热。中央循环管截面积不小于总加热管束
面积的35%～40%。一定量溶液在中央循环管内占
有的传热面积就比在加热管中小。在加热管内的
溶液受热好，汽化程度高，密度小，从而使溶液
作沿加热管上升，再沿中央循环管下降的运动，
称为自然循环。分离室是一个筒体，顶部有捕汁
器，用以分离雾沫，保证二次蒸汽洁净。特点：
中央循环管式蒸发器结构紧凑、制造方便、操作
可靠，一度被称为标准式蒸发器，但循环速度不
高，粘度大，沸点也高，加热室清洗不便
3、长管式蒸发器的类型，蒸发原理及特点
答：类型：升膜式、降膜式和升降膜式蒸发器。
升膜式蒸发器内料液自上而下流动，料液被加热，
部分汽化，高速上升的二次蒸汽带动料液在管壁
上成膜状流动。在加热室顶部即达到所需浓度，
汽液混合物在分离室内分离。分离后的完成液从
分离室下部排出，二次蒸汽从上部排出。特点：
液料在加热室停留时间很短，传热系数高，不适
合于处理高粘度、易结垢或易结晶的溶液。降膜
式蒸发器料液是由上而下流动的。在顶部有液体
分布器，使料液均匀地成膜。特点：适用于处理
热敏性的或高粘度的物料。升降膜式蒸发器由升
膜式和降膜式蒸发器串联。特点：既有两程代单
程，缩短加热管长度的优点，又可因分段浓缩各
取有利方面以避免固有的缺点。
4、蒸发器选型时应考虑的因素是什么
答：(1)满足工艺要求，保证产品质量（2）生产
能力（3）经济性（购买投资和运行成本）（4）操
作方便、维修容易（5）特殊要求：回收、高粘
5、食品物料蒸发中，为何常采用真空蒸发
答：主要是由于真空蒸发时溶液沸点较低，有利
于最大限度地保护食品中的营养物质。
6、引起温差损失的三种原因
答：（1）由溶液的蒸汽压降低而引起（2）由液层
静压效应引起（3）由蒸汽的流动阻力引起
7、多效蒸发有何优点，其效数有限吗？多效蒸发
有几种操作流程，试分别画出顺流、平流、逆流
的操作流程图，并说明各自的操作特点
答：优点：（1）顺流法：A蒸汽和料液的流动方向
一致B蒸发器的压力依次降低，料液的输送不用
泵C有自蒸发D料液粘度逐渐增大（2）逆流法：
A料液与蒸汽流动方向相反B蒸发器的压力依次降
低，料液的输送需要泵C无自蒸发D料液的粘度
变化不大（3）平流法：A每效都有原料进出B只
适合于蒸发浓缩时有结晶提产生的场合（4）混流
法：A整个流程中既有顺流又有逆流B可综合顺逆
流的优点（P308）。其效数有限，其原因是：（1）
实际的蒸汽能量大于理论值（2）设备费用的增加
（3）蒸发器有效传热温差的极限（4）料液蒸发
温度的完全极限（5）温差损失的增加
8、如何在液—固相平衡图上分析结晶操作原理
答：溶液的相平衡系统通常以温度为纵坐标、溶
液浓度为横坐标表示，坐标内平面内任一点即表
示此物质的一种状态。相图中一般有两条平衡曲
线，在低浓度区的平衡曲线称为溶液的冰点曲线，
高浓度区的平衡曲线是浓解度曲线，两曲线的交
点称为低共熔点。如图所示的蔗糖水溶液相平衡
中，曲线AE为冰点曲线，BE为溶解曲线，而E点
为低共熔点，曲线AE-BE的上方区域为溶液区域，
曲线AE的下方则为冰和蔗糖溶液两相共存的区
域，而BE下方则为蔗糖晶体和蔗糖溶液两相共存
的区域。这里所讨论的结晶是以溶解度曲线为基
础进行的操作，得到的固体是溶液中的溶质，而
以冰点曲线为基础进行的固液平衡-分离的操作
称为冷冻浓缩，得到的固体是固态的溶剂。P326
9、晶核形成的必要条件？工业上晶核形成（起晶）
的方法有哪几种，其原理及特点
答：晶核的自由能低于溶解状态的溶质的自由能。
在平衡状态下的饱和溶液中，溶质和晶体具有同
样的自由能，因此不可能以有限速度产生晶核，
只有在过饱和溶液中，溶质的自由能才有可能大
于晶体的自由能，所以溶液的过饱和是晶核产生
的必要条件。方法：（1）晶种起晶法：将溶液的
过饱和度保持在介稳区内，投入一定大小和数量
的晶种细粉，从而溶液中逾量溶质便在晶种表面
上析出，最后达到预期大小的晶体（2）自然起晶
法：当溶液的过饱和度甚高，由于均相内部分子
的局部快速脉动所引起的均相晶核形成，称为自
然起晶，这种自然起晶的基本现象只有在科学研
究上有一定的意义（3）二次起晶法：晶核形成源
于结晶悬浮液中原俩已经存在的大晶体者称为二
次起晶法。有两种情形，一种是与流体切应力所
造成，另一种是由于晶体相互间或晶体与器壁、
搅拌桨间的接触碰撞所造成的。过饱和溶液中原
已有的大晶体，由于上述两种原因，会分离成碎
片、不完全结合体、脆弱枝生体，它们均可成为
新晶核。如果溶液过饱和度相当高，分离出来的
新晶核便继续成长而不溶解，但要实现二次起晶，
原存在晶体必须具有一定的尺寸才能诱发充分强
烈的旋涡，使上述过程得以发生。优点是操作稳
定，易于控制，并且可以在低过饱和度下进行，
起晶后晶体成长速度适宜，制品质量好。
10、结晶中造成过饱和溶液的方法种类和原理，
过饱和度大小对晶粒大小有何影响
答：方法：（1）移除部分溶剂：A蒸发浓缩法：以
蒸汽方式造成溶液过饱和的结晶方法。B绝热蒸汽
法:它使溶剂在真空闪急蒸发而绝热冷却，其实质
是同时结合蒸发和冷却两种作用造成溶液过饱
和。（2）不移除溶剂：直接冷却法：是指用单纯
的冷却方式造成溶液过饱和度的结晶方法，这类
结晶方法无明显蒸发作用。影响：（1）若溶液的
过饱和度过高，就会形成过多的晶核，这样得到
的是大量的小晶体。若溶液处于饱和度较低的介
稳区，得到少量的大晶体。（2）为保持晶体大小
均匀，采用冷却法时应力求冷却均匀，尽可能保
持过饱和度不变。
11、晶体的成长过程及其影响因素
答：成长过程从理论上说包含着热量传递和物质
传递两个方面。晶体成长过程中，晶面附近溶液
的温度略高于溶液主体的温度，结晶热靠此温度
梯度逸散。另外，溶质从溶液主体向晶面上析出
的过程是一种物质传递的过程。在大多数情况下，
传热可忽略，晶体的成长过程主要为物质传递过
程。影响因素：（1）推动力：推动力大，成长快，
成核多，晶体小而多（2）温度：显著，但无普遍
规律（3）粒质：粒质越大，成长越快（4）杂质
及媒晶剂
12、结晶设备的分类的基本原理
答：（1）冷却式结晶器：利用不带搅拌的自然冷
却来实现结晶操作。分类：自然循环式和强制循
环式。（2）蒸发式结晶器：是完全利用蒸发作用
来排除溶液中的溶剂，使溶质结晶析出。（3）蒸
发冷却式结晶器：
13、超滤和反渗透的操作原理及它们的不同点，
它们用于食品浓缩时的优点
答：超滤可视为用孔径很小的膜作为介质进行过
滤的过程。超滤在食品工业中应用十分广泛，其
操作条件温和，不影响食品的风味和营养成分，
分离范围广。溶剂分子会从纯溶剂侧经半透膜渗
透到溶液侧，这种现象称为渗透。反渗透是溶液
侧的压强大于渗透压，则溶剂分子将从溶液侧向
溶剂侧渗透的过程。反渗透的应用范围主要有脱
盐和浓缩两个方面。反渗透浓缩最大的优点是风
味和营养成分不受影响。不同点：（1）分离原理
不同：反渗透膜具有选择性通过能力（2）推动力
→压力差，但反渗透更大（3）分离的粒度差异，
反渗透更小（4）透水量：反渗透更小（5）膜结
构有差异
14、何谓膜渗透过程中的浓度极化现象，它对膜
渗透有何影响，影响浓度极化的主要因素及缓和
浓度极化的措施
答：膜分离过程中，通常膜表的附近被脱除物的
浓度逐渐增加，其结果是表面附近溶液高于溶液
主体的浓度这一现象叫浓度极化现象。它使溶质
透过量增加，形成二次膜，减少通水量，使渗透
压升高，减少有效压差，导致生产率降低。影响
因素：（1）透水率升高，极化增强（2）粘度增大，
极化增强（3）扩散能力变大，极化增强（4）流
动条件。缓和极化的措施是：降低透水率，减小
粘度，变小扩散能力。
15、半透膜的膜透机理
16、工业上广泛使用的反渗透膜的材料有哪两
种？常见半透膜的构造形式（构型）有哪几种，
其大致特点
答：材料：醋酸纤维素和芳香聚酰胺。形式：（1）
平板式：优点：保留体积小，操作费用低的压力
降，液流稳定，比较成熟；缺点：投资费用大，
大的固含量会堵塞进料液通道，拆卸比清洁管道
更费时间。（2）螺旋卷式：优点：设备投资很低，
操作费用也低，单位体积中所含过滤面积大，换
新膜容易；缺点：料液需经预处理，压力降大，
易污染，难清洗，液流不易控制。（3）管式：优
点：易清洗，单根管子容易调换，对液流易控制，
无机组件可在高温下用有机溶剂进行操作并可用
化学试剂来消毒；缺点：高的设备投资和操作费
用，保留体积大，单位体积中所含过滤面积较小，
压力降大（4）中空纤维式：优点：保留体积小，
单位体积中所含过滤面积大，可以逆流操作，压
力较低，设备投资低；缺点：料液需要预处理，
单根纤维损坏时，需调换整个组件，不够成熟。
17、湿空气的水蒸汽分压、水含量、露点三者相
互关系及应用。湿球温度形成原理和影响因素
掌握公式：φ=ρ
V
/ρ
S
=P
V
/P
S
X=0.622P
V
/（P-P
V
）
=0.622φP
S
/（P-φP
S
）
答：湿球温度形成的原理：设初始时水温和空气
温度相等，但由于未饱和空气与水分之间存在温
度差，水分必然汽化，汽化所需的热量只能来自
于水分本身，故水分温度必然下降。水温降低后，
与空气间出现温度差，从而空气中热量又会向水
分传递。经过一段时候后，过程达到稳定状态，
由空气传给水分的热量等于水分汽化所需的热
量，水温即维持不变。此温度即为空气的湿球温
度。
18、湿空气的h—x图的制成原理，包括了哪些参
数。（熟练应用h—x图查找状态点、查露点，分
析状态变化过程及相关的计算。熟练间壁式加热
和冷却以及冷却减湿过程，不同状态的混合过程，
绝热过程）
答：P596
19、物料干燥方法的分类
答：常压干燥和真空干燥，根据传热方式的不同：
对流干燥、传导干燥和辐射干燥
20、分析热风干燥的传质传热情况及影响干燥速
度的因素
答：影响因素：物料（形状，干燥程度）、介质以
及物料和介质的接触情况和方式。
21、熟练热风干燥的各种操作流段及在h—x图上
的表示
22、熟练热风干燥的有关计算（结合h—x图及湿
空气的有关状态参数及状态变化过程）
23、喷雾干燥雾化器的种类，基本喷雾原理及各
自的主要特点
答：离心式喷雾器，压力式喷雾器，气流式喷雾
器。离心式原理：当料液被送到离心转轴的转盘
上，由于转盘的离心作用，料液在转盘上伸展成
薄膜，并以不断增长的速度向盘的边缘运动。气
流式：利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用来实
现雾化的。压力式：利用高压泵使获得很高压力
的料液，从切线入口进入喷嘴的旋转室，液体旋
转速度越大，静压强越低，在喷嘴中央形成一股
压强等于大气压的空气旋流，液体的静压能在喷
嘴处转变为液膜向前运动的动能、液膜便从喷嘴
喷出。
24、喷雾干燥室内雾滴与热空气流动方向有哪几
种形式及各自的主要特点
答：热气流与雾滴的流动方向可分为并流、逆流
以及混合流三类。并流操作特点：用于奶粉、蛋
粉、果汁粉等的生产。逆流操作特点：传热、传
质的推动力都较大，热能利用率较高。混流操作
特点：气流与制品有较密切的接触，且接触面积
大，并有搅动作用，脱水效率较高。
25、蒸馏分离的原理（在双组分溶液的相平衡图
上进行分析）492
答：精馏是基于混合液中两组分饿挥发度不同，
在精馏塔中同时并多次地进行部分冷凝和部分汽
化的操作，致使混合液可分离成近于纯组分，而
塔顶的回流与塔底再沸器中产生的上升蒸汽是精
馏得以连续稳定进行的两个必要条件。
26、画出简单蒸馏的操作流程，原理及产品浓度
特点497
答：原理：将易挥发组分组成x
F
的料液放入蒸馏
釜中，加热至料液的泡点，溶液汽化，汽化得到
的气体组分为y
0
,将它引入冷凝器，冷凝成馏出液，
放入容器。产品浓度随蒸馏逐渐减小。
27、精馏分离原理（用t-x-y图分析）及精馏操
作连续进行的必要条件
答：原理：原料液组成为XF，加入第一级进行部
分汽化，所得气相产品的组成为Y1。此气相产品
经冷凝器冷凝后进入第二级进行同样的部分汽化
处理。此时处理所得气相的组成为Y2。显然，Y2
必大于Y1。上述过程若依次继续进行，部分汽化
次数愈多，所得蒸汽的组成便愈高，最后可得几
乎纯态的易挥发组分。同理，若将从各分离器所
得的液相产品分别进行多次部分汽化和分离，那
么级数愈多，得到液相产品的组成愈低，最后可
得到几乎纯态的难挥发组分。必要条件：（1）将
每一级中间产品返回到下一级并省却中间换热
器，可提高产品的收率（2）对于最下的一级，由
于无来自下方的气相，故不能省却加热汽化器。
由加热才能产生排出的气相。此加热器称为再沸
器。
29、回流比对精馏塔理论板数的影响
答：回流比的大小是影响精馏操作最重要的因素。
增加回流比，分离所需的理论板数减少。精馏段
操作线的斜率越大，所需理论板数越少，当精馏
段操作线的斜率增大到无穷大时，分离所需理论
板数量少。上升蒸汽在冷凝器中冷凝后全部回流，
称为全回流，这是增大回流比的极限，此时分离
所需的理论塔板数为最少理论塔板数。
30、理解用作图法求精馏塔理论塔板数的原理及
作图方法步骤
答：（1）由已知的平衡条件关系在y-x图上绘出
平衡线和对角线。（2）作精馏段操作线。（3）作
提馏段操作线。（4）作水平线，与平衡线交于1
点。点1的坐标为（x
1
,y
1
）,表示汽液两相成平衡，
即第一块理论板。
31、液—液萃取操作原理（用三角形坐标图及溶
解度曲线进行分析说明）
答：（1）三角形的各个顶点A,B,S各代表一个纯
的组分。（2）三角形的任意一边上的任意一点均
代表二元混合物组织。（3）三角形内任意一点代
表一个三元混合物，其到各边的垂直距离代表其
分率。
32、对萃取剂的要求
答：（1）当该溶剂与料液混合后能分成两个液相
（2）选择性：选择系数β值愈大，对萃取愈有利
（3）萃取剂S与稀释剂B的互溶度：愈小，愈有
利萃取分离（4）萃取剂回收的难易与经济性：要
求萃取剂S与原料液中组分的相对挥发度要大，
不应形成恒沸物，若所选溶剂是物系中挥发度大
者，则溶剂S的汽化热要小（5）萃取剂的其他物
性：萃取剂与原料液应有较大的密度差，两液相
的界面张力要适当，萃取剂应具有较低粘度和凝
固点，具有化学稳定性和热稳定性，对设备腐蚀
小，来源方便，价格低。
33、液—液萃取的操作流程，试在三角形坐标图
中表示单级萃取的过程及各项的位置
答：操作流程：（1）被萃取的液体混合物中与溶
剂充分混合，在两液相密切接触情况下，使溶质
从被处理的液体混合物中溶入溶剂中（2）萃取结
束后，将过程中形成的萃取相和萃余相借助分离
器将其分开（3）萃取相经溶剂回收器，以回收溶
剂，使之循环使用。必要时，也可将萃余相进行
溶剂回收。P525
34、三级错流式和逆流式萃取的操作流程图，各
自的特点
答：三级错流式的特点：（1）每级都加入新鲜溶
剂，每级都有萃取相取出。（2）传质推动力大，
萃取效率高（3）溶剂用量大，回收溶剂的成本高。
逆流式的特点：操作一般是连续的，其分离效率
高，溶剂量较少。逆流式萃取的特点和错流式相
反。
35、超临界流体的有关性质
答：（1）超临界流体的P—V—T性质（2）传递性
质（3）溶解性质（4）选择性
36、超临界流体萃取的基本原理及在食品工业上
应用的优点
答：原理：是利用流体（溶剂）在临界点附近某
一区域（超临界区）内，它与待分离混合物中的
溶质是具有异常相平衡行为和传递性质，且它对
溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范
围内变动这一特性而达到溶质分离的一项技术。
优点：分离纯度高，萃取残留少。A超临界萃取同
时具有液相萃取和精馏的特点B它的萃取能力取
决于流体的密度C超临界流体萃取中的溶剂回收
很便宜，并能大大节省能源D超临界流体萃取工
艺可不在高温下操作，适合于热稳定性较差的物
质E操作压力可根据分离对象选择适当的萃取剂
或添加夹带剂来控制，以避免高压带来的影响。
37、微胶囊造粒按原理其操作方法的分类
答：（1）物理方法：喷雾干燥，静电结合法，喷
雾凝冻法，多孔离心法，空气悬浮法（2）物理化
学法：水相分离法，油相分离法，挤压法（3）化
学法：界面聚合法，分子包裹法，辐射包裹法
38、微胶囊造粒技术的操作步骤，一般心材、壁
材相互有什么要求
答：微胶囊造粒技术就是将固体、液体或气体物
质包埋封存在一种微型胶囊内成一种微粒产品的
技术。步骤：（1）将心材分散入微胶囊化的介质
中（2）将壁材分散于该分散相中（3）通过某种
方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周
围。心材和壁材不能具有相同的溶解性，心材如
是油溶性，壁材则是水溶性，相反亦之。
39、微胶囊的释放方法及释放机理
答：（1）自然缓慢释放：扩散释放，心材通过壁
膜的微孔裂缝或半透膜扩散（2）人工立即释放：
a、机械加压或摩擦使膜壁破坏b、加热（膨脱挤
破或熔化等）c、溶解d、化学法。
2024年5月20日发(作者：许纳)
一、名词解释：
蒸发操作：当溶质为不挥发或挥发性甚小，而溶
剂有明显挥发性时，常采用加热的方法使溶剂汽
化，从而使溶液浓缩，这就是蒸发操作。
生蒸汽：用作热源的加热蒸汽，由锅炉产生
二次蒸汽：通过蒸发器而蒸发出来的蒸汽
单效蒸发：在蒸发操作中，若将二次蒸汽不再冷
凝，不再利用称为单效蒸发。
多效蒸发：如将二次蒸汽作为另一蒸发器的热源
进行串联操作，可被再次利用的称为多效蒸发。
闪急蒸发：将一定组分的液体加热至泡点以下，
这一含水量称为平 衡水分或平衡湿度
理论干燥过程：等焓干燥过程。
干燥速度： 单位时间内单位干燥面积上的水分汽
化量，即u=dq
M，W
/Sdτ
恒速干燥：由于是恒定干燥，空气状态不变，只
要表面有足够的水分，则表面汽化速率不变的干
燥，恒速干燥阶段实际上 是表面汽化控制的干
燥阶段。
降速干燥：与恒速干燥阶段情况相反，属于内部
控制扩散
最低恒沸点：当正偏差较大时，t-x-y图上出现一
使其部分汽化，或将一定组分的蒸汽冷却至露点
以下，使其部分冷凝，便形成气—液相两相，两
相达到平衡。然后将两相分离。此过程的结果是
易挥发组分在气相中富集，难挥发组分在液相中
富集。这一过程称为平衡蒸发，即闪急蒸发。
温差损失：总温差和实际传热温差之差，△=△t
0
-
△t=t-tg’
结晶：是从蒸汽、溶液或熔融物中析出晶体的过
程。
超滤：是用孔径为10
-2
～10
-3
μm的膜过滤含大分
子溶质的溶液，将大分子或细微粒子与溶液分离。
反渗透：是对溶液施加超过渗透压的压强，使溶
剂分子（主要是水）通过半透膜而与溶液分离。
半透膜：
湿空气的绝对湿度：单位质量干空气所带水气质
量。
湿空气的相对湿度：湿空气中水气的分压P
1
于同
温度t、同总压P下饱和空气中的水气分压P
S
之比，
即φ=P
1
/P
S
×100%，是湿空气饱和的标志。
湿含量：为单位质量干空气所带的水气质量
湿比容：含单位质量绝干空气的湿空气的体积，
为单位质量绝干空气体积和相应的水气体积之和
水蒸汽分压：干空气与水蒸汽占有一定体积，具
有一定压强时，当水蒸气在相同体积中单独占据
时具有的压强，称为水蒸汽分压。
干球温度：在湿空气中，用一般温度计测得的温
度。
湿球温度：将湿球温度计置于湿空气中，经一段
时间达到稳定后，其读数称为湿球温度。
露点：将空气在总压和湿度保持不变的情况下冷
却，但湿空气达到饱和时的温度。
物料湿基水分含量：为水分在湿物料中的质量分
数，即W=水分质量/湿物料总质量×100%
干基水分含量：在干燥过程中，绝干物料的质量
可视为不变，故常用湿物料中的水分与绝干物料
的质量之比表示 湿物料中水分的浓度，即X=湿
物料中水分的质量/湿物料中绝干料的质量。
平衡水分（平衡湿度）：当一定状态的空气与湿物
料接触达到平衡后，物料中的含水量不再变化，
最低点，称为最低恒沸点
恒沸混合液：恒沸点对应的混合液
挥发度：某组分在气相中的分压与其在液相中的
平衡浓度之比，即v
A
=p
A
/x
A
相对挥发度：两组分的挥发度之比，即α
AB
=（p
A
/x
A
）
/(p
B
/p
A
)。
精馏段：在加料板以上的部分。
提馏段：加料板以下（包括加料板）的部分。
回流比：回流量占产品量之比。
理论塔板：是指离开这种板的气液两相互成平衡，
而且塔板上的液相组成可视为均匀的
塔板效率：理论板数N
T
与实际板数N
R
之比称为塔
板效率，用E
T
表示。
萃取相：由溶剂和溶质组成的液相。
萃取剂：萃取时加入的溶剂。
萃取液：离开液液萃取器的萃取剂相称为萃取液。
萃余液：经萃取剂相接触后离开的料液相称为萃
余液。
超临界流体：纯物质的临界温度T
c
是指该物质无
论处于多高压力下均不能被液化的最高浓度。与
该温度对应的压力称为临界压力，高于临界压力
和温度的区域称为临界区，对应流体即为超临界
流体。
微胶囊：是指一种具有聚合物壁壳的微型容器或
包装物。
二、简答及填空：
1、蒸发器的主要类型有哪些？蒸发操作连续进行
的条件
答：类型：中央循环是式蒸发器（标准式蒸发器）、
悬筐式蒸发器、外加热式蒸发器、长管式蒸发器、
刮板薄膜蒸发器、板式蒸发器、膨胀流动蒸发器
和离心加热蒸发器。条件：（1）热能的不断供给
（2）生成蒸汽的不断排除。
2、标准式蒸发器的结构蒸发原理及特点
答：由两部分组成，下部为加热室，上部为分离
室。加热室由垂直管束组成。管束中央有一直径
较粗的管子，称中央循环管。加热管间为蒸汽冷
凝器给热。中央循环管截面积不小于总加热管束
面积的35%～40%。一定量溶液在中央循环管内占
有的传热面积就比在加热管中小。在加热管内的
溶液受热好，汽化程度高，密度小，从而使溶液
作沿加热管上升，再沿中央循环管下降的运动，
称为自然循环。分离室是一个筒体，顶部有捕汁
器，用以分离雾沫，保证二次蒸汽洁净。特点：
中央循环管式蒸发器结构紧凑、制造方便、操作
可靠，一度被称为标准式蒸发器，但循环速度不
高，粘度大，沸点也高，加热室清洗不便
3、长管式蒸发器的类型，蒸发原理及特点
答：类型：升膜式、降膜式和升降膜式蒸发器。
升膜式蒸发器内料液自上而下流动，料液被加热，
部分汽化，高速上升的二次蒸汽带动料液在管壁
上成膜状流动。在加热室顶部即达到所需浓度，
汽液混合物在分离室内分离。分离后的完成液从
分离室下部排出，二次蒸汽从上部排出。特点：
液料在加热室停留时间很短，传热系数高，不适
合于处理高粘度、易结垢或易结晶的溶液。降膜
式蒸发器料液是由上而下流动的。在顶部有液体
分布器，使料液均匀地成膜。特点：适用于处理
热敏性的或高粘度的物料。升降膜式蒸发器由升
膜式和降膜式蒸发器串联。特点：既有两程代单
程，缩短加热管长度的优点，又可因分段浓缩各
取有利方面以避免固有的缺点。
4、蒸发器选型时应考虑的因素是什么
答：(1)满足工艺要求，保证产品质量（2）生产
能力（3）经济性（购买投资和运行成本）（4）操
作方便、维修容易（5）特殊要求：回收、高粘
5、食品物料蒸发中，为何常采用真空蒸发
答：主要是由于真空蒸发时溶液沸点较低，有利
于最大限度地保护食品中的营养物质。
6、引起温差损失的三种原因
答：（1）由溶液的蒸汽压降低而引起（2）由液层
静压效应引起（3）由蒸汽的流动阻力引起
7、多效蒸发有何优点，其效数有限吗？多效蒸发
有几种操作流程，试分别画出顺流、平流、逆流
的操作流程图，并说明各自的操作特点
答：优点：（1）顺流法：A蒸汽和料液的流动方向
一致B蒸发器的压力依次降低，料液的输送不用
泵C有自蒸发D料液粘度逐渐增大（2）逆流法：
A料液与蒸汽流动方向相反B蒸发器的压力依次降
低，料液的输送需要泵C无自蒸发D料液的粘度
变化不大（3）平流法：A每效都有原料进出B只
适合于蒸发浓缩时有结晶提产生的场合（4）混流
法：A整个流程中既有顺流又有逆流B可综合顺逆
流的优点（P308）。其效数有限，其原因是：（1）
实际的蒸汽能量大于理论值（2）设备费用的增加
（3）蒸发器有效传热温差的极限（4）料液蒸发
温度的完全极限（5）温差损失的增加
8、如何在液—固相平衡图上分析结晶操作原理
答：溶液的相平衡系统通常以温度为纵坐标、溶
液浓度为横坐标表示，坐标内平面内任一点即表
示此物质的一种状态。相图中一般有两条平衡曲
线，在低浓度区的平衡曲线称为溶液的冰点曲线，
高浓度区的平衡曲线是浓解度曲线，两曲线的交
点称为低共熔点。如图所示的蔗糖水溶液相平衡
中，曲线AE为冰点曲线，BE为溶解曲线，而E点
为低共熔点，曲线AE-BE的上方区域为溶液区域，
曲线AE的下方则为冰和蔗糖溶液两相共存的区
域，而BE下方则为蔗糖晶体和蔗糖溶液两相共存
的区域。这里所讨论的结晶是以溶解度曲线为基
础进行的操作，得到的固体是溶液中的溶质，而
以冰点曲线为基础进行的固液平衡-分离的操作
称为冷冻浓缩，得到的固体是固态的溶剂。P326
9、晶核形成的必要条件？工业上晶核形成（起晶）
的方法有哪几种，其原理及特点
答：晶核的自由能低于溶解状态的溶质的自由能。
在平衡状态下的饱和溶液中，溶质和晶体具有同
样的自由能，因此不可能以有限速度产生晶核，
只有在过饱和溶液中，溶质的自由能才有可能大
于晶体的自由能，所以溶液的过饱和是晶核产生
的必要条件。方法：（1）晶种起晶法：将溶液的
过饱和度保持在介稳区内，投入一定大小和数量
的晶种细粉，从而溶液中逾量溶质便在晶种表面
上析出，最后达到预期大小的晶体（2）自然起晶
法：当溶液的过饱和度甚高，由于均相内部分子
的局部快速脉动所引起的均相晶核形成，称为自
然起晶，这种自然起晶的基本现象只有在科学研
究上有一定的意义（3）二次起晶法：晶核形成源
于结晶悬浮液中原俩已经存在的大晶体者称为二
次起晶法。有两种情形，一种是与流体切应力所
造成，另一种是由于晶体相互间或晶体与器壁、
搅拌桨间的接触碰撞所造成的。过饱和溶液中原
已有的大晶体，由于上述两种原因，会分离成碎
片、不完全结合体、脆弱枝生体，它们均可成为
新晶核。如果溶液过饱和度相当高，分离出来的
新晶核便继续成长而不溶解，但要实现二次起晶，
原存在晶体必须具有一定的尺寸才能诱发充分强
烈的旋涡，使上述过程得以发生。优点是操作稳
定，易于控制，并且可以在低过饱和度下进行，
起晶后晶体成长速度适宜，制品质量好。
10、结晶中造成过饱和溶液的方法种类和原理，
过饱和度大小对晶粒大小有何影响
答：方法：（1）移除部分溶剂：A蒸发浓缩法：以
蒸汽方式造成溶液过饱和的结晶方法。B绝热蒸汽
法:它使溶剂在真空闪急蒸发而绝热冷却，其实质
是同时结合蒸发和冷却两种作用造成溶液过饱
和。（2）不移除溶剂：直接冷却法：是指用单纯
的冷却方式造成溶液过饱和度的结晶方法，这类
结晶方法无明显蒸发作用。影响：（1）若溶液的
过饱和度过高，就会形成过多的晶核，这样得到
的是大量的小晶体。若溶液处于饱和度较低的介
稳区，得到少量的大晶体。（2）为保持晶体大小
均匀，采用冷却法时应力求冷却均匀，尽可能保
持过饱和度不变。
11、晶体的成长过程及其影响因素
答：成长过程从理论上说包含着热量传递和物质
传递两个方面。晶体成长过程中，晶面附近溶液
的温度略高于溶液主体的温度，结晶热靠此温度
梯度逸散。另外，溶质从溶液主体向晶面上析出
的过程是一种物质传递的过程。在大多数情况下，
传热可忽略，晶体的成长过程主要为物质传递过
程。影响因素：（1）推动力：推动力大，成长快，
成核多，晶体小而多（2）温度：显著，但无普遍
规律（3）粒质：粒质越大，成长越快（4）杂质
及媒晶剂
12、结晶设备的分类的基本原理
答：（1）冷却式结晶器：利用不带搅拌的自然冷
却来实现结晶操作。分类：自然循环式和强制循
环式。（2）蒸发式结晶器：是完全利用蒸发作用
来排除溶液中的溶剂，使溶质结晶析出。（3）蒸
发冷却式结晶器：
13、超滤和反渗透的操作原理及它们的不同点，
它们用于食品浓缩时的优点
答：超滤可视为用孔径很小的膜作为介质进行过
滤的过程。超滤在食品工业中应用十分广泛，其
操作条件温和，不影响食品的风味和营养成分，
分离范围广。溶剂分子会从纯溶剂侧经半透膜渗
透到溶液侧，这种现象称为渗透。反渗透是溶液
侧的压强大于渗透压，则溶剂分子将从溶液侧向
溶剂侧渗透的过程。反渗透的应用范围主要有脱
盐和浓缩两个方面。反渗透浓缩最大的优点是风
味和营养成分不受影响。不同点：（1）分离原理
不同：反渗透膜具有选择性通过能力（2）推动力
→压力差，但反渗透更大（3）分离的粒度差异，
反渗透更小（4）透水量：反渗透更小（5）膜结
构有差异
14、何谓膜渗透过程中的浓度极化现象，它对膜
渗透有何影响，影响浓度极化的主要因素及缓和
浓度极化的措施
答：膜分离过程中，通常膜表的附近被脱除物的
浓度逐渐增加，其结果是表面附近溶液高于溶液
主体的浓度这一现象叫浓度极化现象。它使溶质
透过量增加，形成二次膜，减少通水量，使渗透
压升高，减少有效压差，导致生产率降低。影响
因素：（1）透水率升高，极化增强（2）粘度增大，
极化增强（3）扩散能力变大，极化增强（4）流
动条件。缓和极化的措施是：降低透水率，减小
粘度，变小扩散能力。
15、半透膜的膜透机理
16、工业上广泛使用的反渗透膜的材料有哪两
种？常见半透膜的构造形式（构型）有哪几种，
其大致特点
答：材料：醋酸纤维素和芳香聚酰胺。形式：（1）
平板式：优点：保留体积小，操作费用低的压力
降，液流稳定，比较成熟；缺点：投资费用大，
大的固含量会堵塞进料液通道，拆卸比清洁管道
更费时间。（2）螺旋卷式：优点：设备投资很低，
操作费用也低，单位体积中所含过滤面积大，换
新膜容易；缺点：料液需经预处理，压力降大，
易污染，难清洗，液流不易控制。（3）管式：优
点：易清洗，单根管子容易调换，对液流易控制，
无机组件可在高温下用有机溶剂进行操作并可用
化学试剂来消毒；缺点：高的设备投资和操作费
用，保留体积大，单位体积中所含过滤面积较小，
压力降大（4）中空纤维式：优点：保留体积小，
单位体积中所含过滤面积大，可以逆流操作，压
力较低，设备投资低；缺点：料液需要预处理，
单根纤维损坏时，需调换整个组件，不够成熟。
17、湿空气的水蒸汽分压、水含量、露点三者相
互关系及应用。湿球温度形成原理和影响因素
掌握公式：φ=ρ
V
/ρ
S
=P
V
/P
S
X=0.622P
V
/（P-P
V
）
=0.622φP
S
/（P-φP
S
）
答：湿球温度形成的原理：设初始时水温和空气
温度相等，但由于未饱和空气与水分之间存在温
度差，水分必然汽化，汽化所需的热量只能来自
于水分本身，故水分温度必然下降。水温降低后，
与空气间出现温度差，从而空气中热量又会向水
分传递。经过一段时候后，过程达到稳定状态，
由空气传给水分的热量等于水分汽化所需的热
量，水温即维持不变。此温度即为空气的湿球温
度。
18、湿空气的h—x图的制成原理，包括了哪些参
数。（熟练应用h—x图查找状态点、查露点，分
析状态变化过程及相关的计算。熟练间壁式加热
和冷却以及冷却减湿过程，不同状态的混合过程，
绝热过程）
答：P596
19、物料干燥方法的分类
答：常压干燥和真空干燥，根据传热方式的不同：
对流干燥、传导干燥和辐射干燥
20、分析热风干燥的传质传热情况及影响干燥速
度的因素
答：影响因素：物料（形状，干燥程度）、介质以
及物料和介质的接触情况和方式。
21、熟练热风干燥的各种操作流段及在h—x图上
的表示
22、熟练热风干燥的有关计算（结合h—x图及湿
空气的有关状态参数及状态变化过程）
23、喷雾干燥雾化器的种类，基本喷雾原理及各
自的主要特点
答：离心式喷雾器，压力式喷雾器，气流式喷雾
器。离心式原理：当料液被送到离心转轴的转盘
上，由于转盘的离心作用，料液在转盘上伸展成
薄膜，并以不断增长的速度向盘的边缘运动。气
流式：利用高速气流对液膜的摩擦分裂作用来实
现雾化的。压力式：利用高压泵使获得很高压力
的料液，从切线入口进入喷嘴的旋转室，液体旋
转速度越大，静压强越低，在喷嘴中央形成一股
压强等于大气压的空气旋流，液体的静压能在喷
嘴处转变为液膜向前运动的动能、液膜便从喷嘴
喷出。
24、喷雾干燥室内雾滴与热空气流动方向有哪几
种形式及各自的主要特点
答：热气流与雾滴的流动方向可分为并流、逆流
以及混合流三类。并流操作特点：用于奶粉、蛋
粉、果汁粉等的生产。逆流操作特点：传热、传
质的推动力都较大，热能利用率较高。混流操作
特点：气流与制品有较密切的接触，且接触面积
大，并有搅动作用，脱水效率较高。
25、蒸馏分离的原理（在双组分溶液的相平衡图
上进行分析）492
答：精馏是基于混合液中两组分饿挥发度不同，
在精馏塔中同时并多次地进行部分冷凝和部分汽
化的操作，致使混合液可分离成近于纯组分，而
塔顶的回流与塔底再沸器中产生的上升蒸汽是精
馏得以连续稳定进行的两个必要条件。
26、画出简单蒸馏的操作流程，原理及产品浓度
特点497
答：原理：将易挥发组分组成x
F
的料液放入蒸馏
釜中，加热至料液的泡点，溶液汽化，汽化得到
的气体组分为y
0
,将它引入冷凝器，冷凝成馏出液，
放入容器。产品浓度随蒸馏逐渐减小。
27、精馏分离原理（用t-x-y图分析）及精馏操
作连续进行的必要条件
答：原理：原料液组成为XF，加入第一级进行部
分汽化，所得气相产品的组成为Y1。此气相产品
经冷凝器冷凝后进入第二级进行同样的部分汽化
处理。此时处理所得气相的组成为Y2。显然，Y2
必大于Y1。上述过程若依次继续进行，部分汽化
次数愈多，所得蒸汽的组成便愈高，最后可得几
乎纯态的易挥发组分。同理，若将从各分离器所
得的液相产品分别进行多次部分汽化和分离，那
么级数愈多，得到液相产品的组成愈低，最后可
得到几乎纯态的难挥发组分。必要条件：（1）将
每一级中间产品返回到下一级并省却中间换热
器，可提高产品的收率（2）对于最下的一级，由
于无来自下方的气相，故不能省却加热汽化器。
由加热才能产生排出的气相。此加热器称为再沸
器。
29、回流比对精馏塔理论板数的影响
答：回流比的大小是影响精馏操作最重要的因素。
增加回流比，分离所需的理论板数减少。精馏段
操作线的斜率越大，所需理论板数越少，当精馏
段操作线的斜率增大到无穷大时，分离所需理论
板数量少。上升蒸汽在冷凝器中冷凝后全部回流，
称为全回流，这是增大回流比的极限，此时分离
所需的理论塔板数为最少理论塔板数。
30、理解用作图法求精馏塔理论塔板数的原理及
作图方法步骤
答：（1）由已知的平衡条件关系在y-x图上绘出
平衡线和对角线。（2）作精馏段操作线。（3）作
提馏段操作线。（4）作水平线，与平衡线交于1
点。点1的坐标为（x
1
,y
1
）,表示汽液两相成平衡，
即第一块理论板。
31、液—液萃取操作原理（用三角形坐标图及溶
解度曲线进行分析说明）
答：（1）三角形的各个顶点A,B,S各代表一个纯
的组分。（2）三角形的任意一边上的任意一点均
代表二元混合物组织。（3）三角形内任意一点代
表一个三元混合物，其到各边的垂直距离代表其
分率。
32、对萃取剂的要求
答：（1）当该溶剂与料液混合后能分成两个液相
（2）选择性：选择系数β值愈大，对萃取愈有利
（3）萃取剂S与稀释剂B的互溶度：愈小，愈有
利萃取分离（4）萃取剂回收的难易与经济性：要
求萃取剂S与原料液中组分的相对挥发度要大，
不应形成恒沸物，若所选溶剂是物系中挥发度大
者，则溶剂S的汽化热要小（5）萃取剂的其他物
性：萃取剂与原料液应有较大的密度差，两液相
的界面张力要适当，萃取剂应具有较低粘度和凝
固点，具有化学稳定性和热稳定性，对设备腐蚀
小，来源方便，价格低。
33、液—液萃取的操作流程，试在三角形坐标图
中表示单级萃取的过程及各项的位置
答：操作流程：（1）被萃取的液体混合物中与溶
剂充分混合，在两液相密切接触情况下，使溶质
从被处理的液体混合物中溶入溶剂中（2）萃取结
束后，将过程中形成的萃取相和萃余相借助分离
器将其分开（3）萃取相经溶剂回收器，以回收溶
剂，使之循环使用。必要时，也可将萃余相进行
溶剂回收。P525
34、三级错流式和逆流式萃取的操作流程图，各
自的特点
答：三级错流式的特点：（1）每级都加入新鲜溶
剂，每级都有萃取相取出。（2）传质推动力大，
萃取效率高（3）溶剂用量大，回收溶剂的成本高。
逆流式的特点：操作一般是连续的，其分离效率
高，溶剂量较少。逆流式萃取的特点和错流式相
反。
35、超临界流体的有关性质
答：（1）超临界流体的P—V—T性质（2）传递性
质（3）溶解性质（4）选择性
36、超临界流体萃取的基本原理及在食品工业上
应用的优点
答：原理：是利用流体（溶剂）在临界点附近某
一区域（超临界区）内，它与待分离混合物中的
溶质是具有异常相平衡行为和传递性质，且它对
溶质溶解能力随压力和温度改变而在相当宽的范
围内变动这一特性而达到溶质分离的一项技术。
优点：分离纯度高，萃取残留少。A超临界萃取同
时具有液相萃取和精馏的特点B它的萃取能力取
决于流体的密度C超临界流体萃取中的溶剂回收
很便宜，并能大大节省能源D超临界流体萃取工
艺可不在高温下操作，适合于热稳定性较差的物
质E操作压力可根据分离对象选择适当的萃取剂
或添加夹带剂来控制，以避免高压带来的影响。
37、微胶囊造粒按原理其操作方法的分类
答：（1）物理方法：喷雾干燥，静电结合法，喷
雾凝冻法，多孔离心法，空气悬浮法（2）物理化
学法：水相分离法，油相分离法，挤压法（3）化
学法：界面聚合法，分子包裹法，辐射包裹法
38、微胶囊造粒技术的操作步骤，一般心材、壁
材相互有什么要求
答：微胶囊造粒技术就是将固体、液体或气体物
质包埋封存在一种微型胶囊内成一种微粒产品的
技术。步骤：（1）将心材分散入微胶囊化的介质
中（2）将壁材分散于该分散相中（3）通过某种
方法将壁材聚集、沉渍或包敷在已分散的心材周
围。心材和壁材不能具有相同的溶解性，心材如
是油溶性，壁材则是水溶性，相反亦之。
39、微胶囊的释放方法及释放机理
答：（1）自然缓慢释放：扩散释放，心材通过壁
膜的微孔裂缝或半透膜扩散（2）人工立即释放：
a、机械加压或摩擦使膜壁破坏b、加热（膨脱挤
破或熔化等）c、溶解d、化学法。