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化工
题目

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:
    1. 得到的果酱总质量是多少?
    2. 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:

  1. 根据进料比例计算糖和果胶用量;
  2. 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);
  3. 糖和果胶视为纯固形物;
  4. 蒸发过程只去除水分,固形物总量不变;
  5. 利用最终果酱的固形物浓度(67%)反推果酱总质量;
  6. 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:

  1. 确定各成分加入量:根据质量比例计算糖和果胶的添加量。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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

  1. 碎果中的固形物:$1000 \times 14\% = 140\text{kg}$,水分:$1000 - 140 = 860\text{kg}$。
  2. 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
$2222.5 - 2033.58 = 188.92\text{kg}$

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