民國112年 高考三級 農業機械 農產加工學考古題
民國112年 高考三級 農業機械 農產加工學收錄考選部官方試題，共 5 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。
題目與答案
由田間收穫之100 kg稻穀的水分含量為30%（濕基）需先經50℃熱風乾
燥機乾燥至稻穀的水分含量至15%（濕基），則乾燥稻穀的乾基水分含
量為何？（kg水/kg乾物），且最終進入穀倉儲藏的稻穀重量為何？乾燥
蒸發的水分重量為何？（9分）
儲藏的乾燥稻穀，要經過那些製程和設備方能獲得精白米真空包裝產
品以避免米蟲產生？（10分）
為何米糠副產物需要經過安定化，方能進一步製備米糠油，請說明米糠
安定化的方法和原理。（6分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、計算基準與乾基水分：以濕基30%計，100 kg稻穀含乾物70 kg、水30 kg。乾基水分Md=0.30/0.70=0.4286 kg水/kg乾物；乾燥至15%（濕基）時，Md=0.15/0.85=0.1765 kg水/kg乾物，故每公斤乾物去除0.2521 kg水。
- 二、最終重量與蒸發量：乾燥過程乾物不變，最終稻穀重=70/0.85=82.35 kg；蒸發水分=100−82.35=17.65 kg。若以乾基水分差核算，70×(0.4286−0.1765)=17.65 kg，兩法一致。實務上需考慮除塵損耗與取樣誤差。
- 三、由乾穀至精白米之製程：依序為原料清理（振動篩、去石機、磁選機）→礱穀脫殼（橡膠輥礱穀機）→稻穀分離（比重選別機）→糙米精米（摩擦式或研削式精米機，含多道研削與拋光）→碎米與異物選別（選別機、色彩選別機）→計量→真空包裝。各道之間應設置緩衝倉與除塵系統。
- 四、防蟲與儲藏管制：乾穀入倉前應清倉、除蟲，並以低溫、通風或再乾燥維持安全水分（一般建議13–14%以下）；加工端以密閉輸送、除塵、金屬探測與衛生管理降低蟲源。成品採真空或充氮包裝，搭配低溫物流與先進先出；必要時依規定施用燻蒸或物理防治，不得殘留超標。
- 五、米糠安定化：米糠含高活性脂解酶與脂肪氧化酶，易水解三酸甘油酯生成游離脂肪酸並氧化酸敗，故須滅酶。常用方法包括擠壓膨化、蒸氣或熱風加熱、微波、紅外線及酸處理；原理為使酶蛋白變性、降低水分活性並抑制氧化，之後方可提油。
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。
請說明市售澄清柳橙汁製作過程，且以冷藏柳橙汁包裝產品販售的原因。（8分）
並比較利用兩種不同殺菌方式，超高壓和無菌加工之原理和品質差異。（12分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、澄清柳橙汁製程：原料驗收與清洗→分級→榨汁（杯式或螺旋壓榨）→粗濾→離心澄清或果膠酶處理→精濾或超過濾→調配（糖酸比、加水或濃縮汁回配）→脫氣→殺菌→充填→冷藏。澄清作業去除果肉、果膠與懸浮物，使產品透明穩定。
- 二、採冷藏販售之原因：柳橙汁香氣與維生素C熱敏感性高，低溫殺菌（如72–75℃、15–30秒）可保留風味與色澤；但殺菌強度較低，須全程7℃以下冷藏抑制腐敗菌與酵素，並配合冷鏈、效期管理。冷藏亦可避免高溫殺菌造成褐變與熟味。
- 三、超高壓（HPP）原理：將密封產品置於水或其他流體中，於常溫施以400–600 MPa，藉等靜壓破壞微生物細胞膜、蛋白質與酵素，屬非熱殺菌。其對共價鍵與小分子風味物質影響較小，能保留新鮮香氣、色澤與營養，但對芽孢菌與部分酵素效果有限，且多需冷藏流通。
- 四、無菌加工原理：產品先以超高溫（UHT，約135–150℃、數秒）或高溫短時殺菌，再於無菌環境充填至已滅菌包材，達成商業無菌。可常溫長期保存、適合大型連續生產；惟高溫易造成褐變、熟煮味與維生素C損失，且設備、包材滅菌與無菌屏障管理要求高。
- 五、品質比較與選用：HPP之鮮榨感、色澤與香氣較佳，但保存條件嚴苛、成本高、包裝受限；無菌加工保存性佳、成本較低、常溫流通方便，但風味較熟化。若訴求新鮮冷藏，可選HPP或低溫殺菌；若訴求長效常溫，則以無菌加工較適宜。
請繪製冷媒在飽和狀態下相變化的壓力和熱焓圖，並於圖上標明冷凍
循環四元件及其熱焓變化（H1、H2和H3）。（12分）
分別說明冷凍循環四元件的功能。（8分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、圖形結構：縱軸為壓力P（可採對數刻度），橫軸為比焓h；繪出飽和液線與飽和蒸氣線，兩線交於臨界點C，形成鐘形飽和穹頂。穹頂左側為過冷液區、內部為濕蒸氣區、右側為過熱蒸氣區；兩相區等溫線與等壓線重合呈水平。考生應依此結構繪製。
- 二、四元件與路徑配置：在圖上標出1蒸發器出口、2壓縮機出口、3冷凝器出口、4膨脹閥出口；1→2為壓縮機、2→3為冷凝器、3→4為膨脹閥、4→1為蒸發器。1點可稍過熱、3點可稍過冷；3→4以垂直虛線表示等焓節流。
- 三、熱焓標註：以蒸發器出口（壓縮機入口）為點1、H1；壓縮機出口（冷凝器入口）為點2、H2；冷凝器出口（膨脹閥入口）為點3、H3；膨脹閥出口為點4，且H4=H3。蒸發器吸熱=H1−H4，壓縮功=H2−H1，冷凝器排熱=H2−H3。
- 四、壓縮機與冷凝器功能：壓縮機吸入低壓低溫蒸氣，壓縮升壓升溫，克服冷凝壓力並維持冷媒循環，需輸入功。冷凝器使高壓過熱蒸氣放熱給空氣或水，先降溫為飽和蒸氣、再冷凝為飽和液，排出冷凝熱。
- 五、膨脹閥與蒸發器功能：膨脹閥使高壓液節流降壓降溫，控制冷媒流量與蒸發器出口過熱度，部分冷媒閃蒸為濕蒸氣。蒸發器使低壓濕蒸氣吸收被冷卻物熱量而蒸發，產生製冷效果；其吸熱量即冷凍能力。
請說明由茶菁製造全發酵茶（紅茶）的流程及作用。（10分）
如何製備「手搖飲」的熱紅茶液，且原先有已配好的50°Brix的蔗糖液，
則如何為顧客當場配製一杯1000 mL糖度為10°Brix的熱紅茶。（5分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、採摘與萎凋：採一心二葉或成熟新梢，薄攤於萎凋架；日光萎凋約10–30分鐘，再室內萎凋6–12小時，配合攪拌使水分均勻散失，總失水約30–40%。作用為使葉質柔軟、青草氣減弱，並形成香氣前驅物。
- 二、揉捻與發酵：揉捻破壞葉細胞，使茶汁與酵素接觸並捲曲成形；解塊後於25–28℃、相對濕度90%以上發酵2–4小時。作用為兒茶素氧化生成茶黃質、茶紅質，葉色轉紅、澀味降低並形成紅茶香氣。
- 三、乾燥與精製：先以90–110℃初乾終止發酵與滅酶，再低溫足乾至水分3–5%，使品質固定；經篩分、風選、揀梗與拼配即為紅茶。乾燥過度易焦苦，不足則易霉變，故應控制溫度與時間。
- 四、熱紅茶液製備：茶葉與95–100℃熱水比約1:40–1:50，浸泡3–5分鐘，攪拌後以濾網濾除茶渣，保溫60–70℃備用；少量多次沖泡，避免久煮與長時間保溫造成苦澀、氧化。
- 五、糖液配製：1000 mL成品約1000 g、10°Brix，需糖100 g；以50°Brix糖液200 g供應，再加入熱紅茶液800 g，攪拌均勻。以體積近似取200 mL糖液加茶至1000 mL，實際應以折射計校正至10°Brix。