① 關於食品工程原理里的精餾塔實驗該如何設計
實驗8 篩板精餾塔實驗
一、實驗目的
1.了解篩板式精餾塔的結構流程及操作方法.
2.測取部分迴流或全迴流條件下的總板效率.
3.觀察及操作狀況.
二、實驗原理
在板式精餾塔中,混合液的蒸汽逐板上升,迴流液逐板下降,汽液兩相在塔板上接觸,實現傳質,傳熱過程而達到兩相一定程度的分離.如果在每層塔板上,液體與其上升的蒸汽到平衡狀態,則該塔板稱為理論板,然而在實際操作中、汽、液接觸時間有限,汽液兩相一般不可能達到平衡,即實際塔板的分離效果,達不到一塊理論板的作用,因此精餾塔的所需實際板數一般比理論板要多,為了表示這種差異而引入了「板效率」這一概念,板效率有多種表示方法,本實驗主要測取二元物系的總板效率Ep ：
板式塔內各層塔板的傳質效果並相同,總板效率只是反映了整個塔板的平均效率,概括地講總板效率與塔的結構,操作條件,物質性質、組成等有關是無法用計算方法得出可靠值,而在設計中需主它,因此常常通過實驗測取.實驗中實驗板數是已知的,只要測取有關數據而得到需要的理論板數即可得總板效率,本實驗可測取部分迴流和全迴流兩種情況下的板效,當測取塔頂濃度,塔底濃度進料濃度 以及迴流比 並找出進料狀態、即可通過作圖法畫出平衡線、精餾段操作線、提餾段操作線,並在平衡線與操作線之間畫梯級即可得出理論板數.如果在全迴流情況下,操作線與對角線重合,此時用作圖法求取理論板數更為簡單.
三、實驗裝置與流程
實驗裝置分兩種：
（1）用於全迴流實驗裝置
精餾塔為一小型篩板塔,蒸餾釜為卧直徑229m長3000mm內有加熱 器.塔內徑50mm共有匕塊塔板,每塊塔板上開有直徑2mm篩孔12個板間距100mm,塔體上中下各裝有一玻璃段用 以觀察塔內的操作情況.塔頂裝有蛇管式冷凝器蛇管為φ10×1紫銅管長3．25m,以水作冷凝劑,無提餾段,塔傍設有儀表控制台,採用1kw調壓變壓器控制釜內電加熱器.在儀表控制台上設有溫度指示表.壓強表、流量計以及有關的操作控制等內容.
（2）用於部分迴流實驗裝置
裝置由塔、供料系統、產品貯槽和儀表控制櫃等部份組成.蒸餾釜為φ250×340×3mm不銹鋼罐體,內設有2支1kw電熱器,其中一支恆加熱,另一支用可調變壓器控制.控制電源,電壓以及有關溫,壓力等內容均有相應儀表指示,
塔身採用φ57×3.5mm不銹鋼管製成,設有二個加料口,共十五段塔節,法蘭連接,塔 身主要參數有塔板十五塊,板厚1mm不銹鋼板,孔徑2mm,每板21孔三形排列,板間距100mm,溢流管為φ14×2不銹鋼管堰高10mm.
在塔頂和靈敏板塔段中裝有WEG—001微型銅阻感溫計各一支由儀表櫃上的XCE—102溫度指示儀顯示,以監測相組成變化.
塔頂上裝有不銹鋼蛇管冷凝器,蛇管為φ14×2長250mm以水作冷凝劑以LZB10型轉子流量計計量,冷凝器裝有排氣旋塞.
產品貯槽上方設有觀測罩,用於檢測產品.
迴流量、產品量及供料量分別由轉子流量計計量.料液從料液槽用液下泵輸送.釜液進料液和餾出液分別可由采出取樣,此外在塔身上、中、下三部分各在二塊上設有取樣口,只要用針筒穿取樣口中的硅膠板即可取樣品,因此本裝置不但可以進精餾操作性能的訓練和塔沖總效率的測定,而且還可以進行全迴流下單板效率的測定.
四、實驗方法
（一）全迴流操作實驗方法
1、熟悉了解裝置,檢查加熱釜中料液量是否適當,釜中液面必須浸沒電加熱器(為液面計高1/2以上,約5升0釜內料液組成乙醇10－25％(重量)左右的水溶液.
2、打開電源和加熱器開關,控制加熱功率在700W左右,打開冷卻水,注意觀察塔頂、塔釜情況,當上升蒸汽開始迴流時此時塔頂冷凝器內冷卻水流量應控制好使蒸汽基本處於全凝狀況（50－100升/小時范圍）若流量過小會使蒸汽從塔頂噴出,過大塔板上泡沫層不均,溫度變低.
3、當塔板上泡沫層正常各泡沫層高度大體相等,且各點溫度基本保持穩定、操作穩定持續一段時間（20分鍾以上）後即可開始取樣.
4、由塔頂取樣管和釜底取樣考克用燒瓶接取試樣（150mι左右）取樣前應取少許試樣沖洗燒瓶,取樣後用塞子塞好,並用水沖瓶外部,使其冷卻到常溫.
5、將常溫試樣用比重天平稱出相對密度,然後用相對密度與質量百分數對照表查出質量百分數.
6、可加大加熱電流（5安培左右）觀察到液泛現象,此時塔內壓力明顯增加,觀察後,將加熱電流緩慢減到零,關閉電源開關.
（二）部分迴流時操作方法
1、配製4～5％（體積）灑精水溶液,注入蒸餾釜（或由供料泵注入）至液位計上的標記為止.
2、在供料槽中配製15～20％（體積）灑精水溶液.
3、通電啟動加熱釜液,先可將可調變壓器達到額定電壓,開冷卻水,觀察塔各部情況.
4、進行全迴流操作,控制蒸發量「靈敏板」溫度應在80℃左右.
5、開加料泵,控制流量（需經幾度調節才能適宜流量）
6、為了首先滿足迴流要求、故在迴流分配器中的產品管（φ8）管口高於迴流管的管口,應調小迴流量（過一段時間即可餾出產品）進行部分迴流並控制一定回比,使產品達到 要求的濃度94～95％（體積）
7、控制釜底排料量,使釜液面保持不變.
8、控制好冷卻水用量(即塔頂冷凝器冷流體)便塔頂蒸汽基本處於全凝狀態.
9、操作均達到穩定後,進行樣品採集,可按進料、塔釜、塔頂、順序採集.並記錄進料迴流、餾出各流量及溫度等有關數據.
10、將樣品降到常溫後,在教師指導下用液體比重天平測定相對密度,再用對照關系曲線,查出質量百分數.
11、可加大加熱電流觀察液泛現象.
12、注意觀察操作條件不同對結果的影響.
五、數據處理
1、用作圖法確定實驗條件下理論板數,並進一步得出總板效率.
2、對結果的可靠性進行分析.
六、實驗討論題
1、在實驗中應測定哪些數據?如何測得?
2、比重天平如何使用?應注意什麼問題?
3、全迴流和部分迴流在操作上有何差異?
4、塔頂迴流液濃度在實驗過程中有否改變?
（全迴流及部分迴流兩種情況）
5、怎樣採集樣品才能合乎要求?
6、比較兩種裝置在內容和操作方面的不同?
7、在操作過程中各塔板上泡沫層狀態有何不同?各發生過怎樣的變化?為什麼?
8、塔釜內壓強由何決定?為會么會產生波動?
9、塔頂和塔底溫度和什麼條件有關?
10、精餾塔板效率都有幾種表示方法,試討論如何以板效率?
11、全迴流操作是否為穩定操作?當採集塔頂樣品時,對全迴流操作可能有何影響?
12、塔頂冷凝器內冷流體用量大小,對精餾操作有何影響?
13、如何判別部分迴流操作已達到穩定操作狀態?
② 常用的物料連續動態計量裝置中的稱量方式是什麼、用哪種稱
需要明確一點：我們日常所說的重量其實是指質量。這一點在理解連續計量原理時很重要。
如果計量的對象是流體（液體、氣體以及氣體與粉狀固體的混合物）通常使用流量計進行計量：
流量以流量公式或者計量單位劃分有三種形式：
體積流量：
以 體積/時間 或者 容積/時間 表示的流量。如：m³/h ,l/h
體積流量（Q）＝ 平均流速（v）×管道截面積（A）
質量流量：
以 質量/時間 表示的流量。如：kg/h
質量流量（M）＝ 介質密度（ρ）×體積流量（Q）
＝介質密度（ρ）×平均流速（v）×管道截面積（A）
重量流量：
以 力/時間 表示的流量。如kgf/h
重量流量（G）＝介質重度（γ）×體積流量（Q）
＝介質密度（ρ）×重力加速度（g）×體積流量（Q）
＝重力加速度（g）×質量流量（M）
常用流量計原理可見下面鏈接：
http://hi..com/fengxiaosa/item/48e19a0bda5cd1e8359902bd
如果計量的對象是固體，常用的稱量工具有（電子）皮帶稱、圓盤稱、核子稱以及容積式連續稱。
皮帶稱是稱量皮帶輸送機上某一點的重量，乘以皮帶運動速度和時間後得出總質量。
圓盤稱是將物料連續倒在一個傾斜的圓盤一側，並帶動圓盤轉動後落下，檢測圓盤重量，乘以時間後得出總質量。
核子稱直接用放射線照射通過的物料，根據穿透物料的射線的量折算出通過瞬間的物料質量，乘以物料通過的速度和時間後得出總質量。
容積稱的結構形式很多，原理都是一樣的：一個稱斗裝到指定質量後導出物料再裝，統計多少斗再乘以每斗質量即可得到總質量。
③ 多功能物料科學配比稱重裝置設計
自動化配料稱重系統被廣泛用於食品、葯品和化學材料中，如調味料、活性成分和催化劑。這些自動化控制系統，使製造商能夠增加產量，減少勞動力和材料的變化。這些自動化系統還簡化了批量跟蹤和生產記錄的保存。
隨著生產過程自動化水平的提升，稱重感測器已是生產過程式控制制中不可或缺的一個必要裝置。稱重感測器現在已經覆蓋了所有的稱重領域，從料斗、料罐稱重到汽車衡、起重機等稱重均可實現，自動配料稱重到粉體顆粒進量控制等也都可以通過稱重感測器實現。高精度稱重感測器或稱重模塊可用於工業現場在線計量及配料控制，為更方便地接入工業測量控制系統中，可提供多種規格的稱重變送器。亦可提供專門的配料控制器用以完成罐裝包裝、配料等生產過程連續自動化運行或控制。在工業生產控制中，由於機器需要長時間連續運轉，這對設備的可靠性就有著極高的要求。稱重感測器需滿足這一需求，可靠性高，抗干擾能力強，防雷性能好。可實現不間斷工作，節約停機啟動時間；維護方便，系統整體成本低等特點。
配料稱重系統是由稱重感測器，稱重儀表，控制系統的結合，達到對罐體的稱重計量工作，從而進行控制的系統。稱重及控制系統主要由多隻稱重感測器，多路接線盒(含放大器)，顯示儀表，輸出多程式控制制信號組成。該系統可應用於各種箱體稱重，罐裝液體，固體稱重及乾粉攪拌機，砂漿配料攪拌機，液體配料罐等。用戶可以直接接入PLC系統、終端控制系統、實現多程式控制制及自動化控制.