民國112年 高考三級 農業機械 農產加工學
第2題
如何製備生黑豆漿？（6分） 若將均質後的25℃黑豆漿（平均比熱為4 kJ/kg∙℃）以2 kg/s的流速進入 順流式套管式熱交換機，出口的黑豆漿溫度為72℃，而…
題目
如何製備生黑豆漿？（6分） 若將均質後的25℃黑豆漿（平均比熱為4 kJ/kg∙℃）以2 kg/s的流速進入 順流式套管式熱交換機，出口的黑豆漿溫度為72℃，而通入95℃熱水 （平均比熱為4.2 kJ/kg∙℃）進行巴式殺菌，出口熱水溫度變為75℃，則 熱水的流速為何？（6分） 黑豆渣為黑豆漿製備的副產品，水分含量高達85%（濕基），10 kg的濕 黑豆渣進行熱風乾燥後可使水分含量降至10%（濕基），則最終乾燥豆渣 的重量為何？且說明黑豆渣除作肥料和飼料外，尚有那些應用。（8分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、原料前處理：選用完整黑豆，剔除霉粒、石粒與雜物，以清水洗淨；常溫浸泡6–8小時（夏季縮短、冬季延長），使豆粒吸水約增重一倍、中心無硬心，再瀝乾。浸泡水應更換，避免微生物滋生與異味。
- 二、磨漿與分離：黑豆以豆水比約1:6–1:10磨漿，經濾布、振動篩或離心機分離豆渣，取得生漿；必要時均質並冷卻至25℃。生漿含胰蛋白酶抑制劑與凝集素，不可直接飲用，後續須充分加熱熟化。
- 三、熱水流量計算：忽略熱損失與動能，熱交換器熱平衡Q=ṁc cp,c ΔTc=2×4×(72−25)=376 kW。熱水放熱Q=ṁh×4.2×(95−75)=84ṁh，故ṁh=376/84=4.48 kg/s（約4.5 kg/s）。假設穩定流、無熱損失、比熱不隨溫度變。
- 四、乾燥豆渣重量：濕豆渣10 kg、水分85%，乾物=10×0.15=1.5 kg。乾燥至水分10%（濕基）時，乾物占90%，最終重=1.5/0.90=1.667 kg，約1.67 kg；去除水分約8.33 kg。計算前提為僅水分蒸發、乾物無損失。
- 五、黑豆渣加值應用：富膳食纖維、蛋白質與異黃酮，可製高纖餅乾、麵包、饅頭、穀物棒；經發酵可製豆渣天貝、納豆或醬料；亦可萃取膳食纖維、蛋白質與多酚，應用於保健食品、植物肉、素肉鬆及化粧品載體。作堆肥或飼料前應注意水分與微生物腐敗。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。