将固形物含量 14% 的碎果在混合器中与糖和果胶混合,质量比例为碎果:糖:果胶=1:1.22:0.0025。然后将混合物蒸发得固形物含量 67% 的果酱。若是 1000(kg) 的碎果进料,可得多少果酱,蒸出水多少千克?
将固形物含量 $14\%$ 的碎果在混合器中与糖和果胶混合,质量比例为碎果:糖:果胶=1:1.22:0.0025。然后将混合物蒸发得固形物含量 $67\%$ 的果酱。若是 $1000\text{kg}$ 的碎果进料,可得多少果酱,蒸出水多少千克?
题目解答
答案
我们来一步一步地解决这个问题。
题目已知条件:
- 碎果的固形物含量为 14%。
- 混合比例(质量比)为:
碎果 : 糖 : 果胶 = 1 : 1.22 : 0.0025 - 最终果酱的固形物含量为 67%。
- 进料的碎果质量为 1000 kg。
- 混合后经过蒸发,得到果酱。
- 要求:
- 得到的果酱总质量是多少?
- 蒸发掉的水的质量是多少?
第一步:根据比例计算糖和果胶的加入量
已知碎果为 1000 kg,比例为 1 : 1.22 : 0.0025
所以:
- 糖的质量 = $1000 \times 1.22 = 1220 \text{ kg}$
- 果胶的质量 = $1000 \times 0.0025 = 2.5 \text{ kg}$
第二步:计算混合前总质量及总固形物质量
1. 碎果中的固形物和水
碎果含固形物 14%,所以:
- 固形物质量(来自碎果)= $1000 \times 14\% = 140 \text{ kg}$
- 水分质量(来自碎果)= $1000 - 140 = 860 \text{ kg}$
> 注意:糖和果胶是纯固形物(题目隐含条件,通常在食品工程中,糖和果胶视为100%固形物)
2. 糖中的固形物 = 1220 kg(全部为固形物)
3. 果胶中的固形物 = 2.5 kg(全部为固形物)
第三步:计算混合后、蒸发前的总质量与总固形物
总初始质量(混合后,蒸发前)
$1000\,(\text{碎果}) + 1220\,(\text{糖}) + 2.5\,(\text{果胶}) = 2222.5 \text{ kg}$
总固形物质量(不随蒸发改变)
$140\,(\text{碎果}) + 1220\,(\text{糖}) + 2.5\,(\text{果胶}) = 1362.5 \text{ kg}$
> 这部分固形物在蒸发过程中不会损失,全部保留在果酱中。
第四步:蒸发后得到固形物含量为67%的果酱
设最终果酱质量为 $ x $ kg。
果酱中固形物占 67%,即:
$0.67x = 1362.5$
解这个方程:
$x = \frac{1362.5}{0.67} \approx 2033.58 \text{ kg}$
(保留两位小数)
所以:
- 可得果酱约 2033.58 kg
第五步:计算蒸发掉的水的质量
蒸发前总质量:2222.5 kg
蒸发后果酱质量:2033.58 kg
蒸发掉的水 = 蒸发前总质量 - 蒸发后质量
$2222.5 - 2033.58 = 188.92 \text{ kg}$
最终答案:
- 可得果酱:约 $ \boxed{2033.58} \text{ kg} $
- 蒸出水:约 $ \boxed{188.92} \text{ kg} $
总结解题思路:
- 根据进料比例计算糖和果胶用量;
- 计算原始混合物中的总固形物(注意碎果只有14%是固形物,其余为水);
- 糖和果胶视为纯固形物;
- 蒸发过程只去除水分,固形物总量不变;
- 利用最终果酱的固形物浓度(67%)反推果酱总质量;
- 用质量差求出蒸发水量。
✅ 答案合理,符合物料守恒。
解析
考查要点:本题主要考查质量守恒在混合与蒸发过程中的应用,涉及比例计算、固形物与水分的分离。
解题核心思路:
- 确定各成分加入量:根据质量比例计算糖和果胶的添加量。
- 计算总固形物质量:碎果中的固形物部分与糖、果胶的总质量之和。
- 利用固形物守恒求果酱质量:蒸发过程中固形物不变,通过最终固形物浓度反推总质量。
- 求蒸发水量:总质量变化即为蒸发的水量。
关键点:
- 糖和果胶视为纯固形物(隐含条件)。
- 固形物总量在蒸发前后不变。
步骤1:计算糖和果胶的加入量
碎果质量为 $1000\text{kg}$,比例为 $1:1.22:0.0025$:
- 糖的质量:$1000 \times 1.22 = 1220\text{kg}$
- 果胶的质量:$1000 \times 0.0025 = 2.5\text{kg}$
步骤2:计算混合前的总固形物和水分
- 碎果中的固形物:$1000 \times 14\% = 140\text{kg}$,水分:$1000 - 140 = 860\text{kg}$。
- 糖和果胶均为纯固形物:糖 $1220\text{kg}$,果胶 $2.5\text{kg}$。
总固形物:$140 + 1220 + 2.5 = 1362.5\text{kg}$
混合总质量:$1000 + 1220 + 2.5 = 2222.5\text{kg}$
步骤3:求果酱质量
设果酱质量为 $x$,固形物占比 $67\%$:
$0.67x = 1362.5 \implies x = \frac{1362.5}{0.67} \approx 2033.58\text{kg}$
步骤4:求蒸发水量
蒸发水量:混合总质量 $-$ 果酱质量
$2222.5 - 2033.58 = 188.92\text{kg}$