高考申論題
107年
[食品衛生檢驗] 食品加工學
第 二 題
請說明蒸汽注入式（direct steam injection）熱交換機的原理及優缺點。若利用蒸汽注入式熱交換機來進行番茄糊之加熱殺菌，已知番茄糊之起始溫度為 50℃，固形物含量為 40%，比熱為 3.2 kJ/kg℃，輸送速度為 400 kg/h；所使用之蒸汽其溫度為 115℃，蒸汽品質為 80%，輸送速度為 50 kg/h。115℃之飽和蒸氣及飽和液體之熱焓值分別為 2698.74 kJ/kg 及 482.49 kJ/kg。假設經加熱殺菌後之番茄糊，其比熱為 3.5 kJ/kg℃，那麼殺菌完成時，番茄糊之溫度及固形物含量分別為多少？（20 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題包含理論說明與熱/質量平衡計算。首先說明蒸汽注入式的「直接加熱」原理。計算部分需應用熱力學的「能量守恆」與「質量守恆」。
- 能量守恆：番茄糊吸收的熱量 + 蒸汽釋放的熱量 = 混合後的熱量。注意蒸汽品質（Steam Quality）為 80%，需計算其總熱焓。