食品机械与设备思考题答案.doc

$1绪论食品机械如何分类？（1）全国主要产品分类与代码国家标准（GBT7635.1-2002）（2）按照食品机械的功能、加工对象来划分（JB3750-84）（3）按照国家商业行业标准（SBT10084-2009）分类$2食品供排料机械1常用的输送带有哪些？ (2)常用的输送带有（8种）：橡胶带、各种纤维编织带、塑料、尼龙、强力锦纶带、板式带、钢带和钢丝网带。 2简述带式输送机的结构由输送带、驱动滚筒、张紧滚筒、承托装置、张紧装置、进料装置、卸料装置、清扫装置、机架等组成。3简述螺旋输送机的结构、工作原理、 1. 工作原理：水平型螺旋输送机由于物料重力及其内摩擦力的作用物料又随螺旋叶片旋转，当叶片推力大于物料与槽壁间的外摩擦力时，物料就被螺旋叶片连续地推动向前运动。垂直型螺旋输送机中，物料的重力作用在叶片上，物料与叶片之间有一定的摩擦力，开始随叶片转动，由于螺旋以适当的转速转动，在离心力的作用下，物料对管壁产生了一定的摩擦力，从而使物料不随螺旋叶片一起转动。当螺旋叶片向上推力大于物料与管壁间的外摩擦力和物料本身重力时，物料被叶片推动垂直上升。 垂直螺旋输送机结构图1-进料口 2-下部机壳 3-固定圈 4-中间机壳 5-螺旋体 6-中间吊轴承 7-上部机壳 8-端部连接法兰 9-驱动装置 10-推力承轴装置 11-带轮及护罩 12-出料口4螺旋输送机的叶片有几种？各有何用途？旋转轴上焊有螺旋输送机螺旋叶片，叶片的面型根据输送物料的不同有实体面型、带式面型、叶片面型。 （1）当运送干燥的小颗粒或粉状物料时，宜采用实体螺旋，这是最常用的型式。（2）运送块状的或粘滞性的物料时，宜采用带式螺旋。（3）当运送韧性和可压缩性的物料时，宜采用叶片式螺旋，这种螺旋往往在运送物料的同时，还可以对物料进行搅拌，揉捏及混合等工艺操作。 6斗式提升机的料斗有几种？何谓极距？极距实际意义1）料斗 深斗：浅圆底斗；尖角形料斗极距：重力G离心力C这两个力的合力T的大小和方向都随着料斗的回转而改变，当料斗到达卸料位置时，合力T的作用线与驱动轮的垂直中心线相交于一点P，这点叫做极点。从极点P 到驱动轮中心之间的距离称为极距（h）h=895/n2 式中：n-驱动鼓轮转速 （rpm）极距h的实际意义在于它可以校核斗式提升机的卸料方式。当决定了卸料方式后，即可根据极距的大小来决定转速n和驱动轮半径r0的范围，所以极距是决定斗式提升机转速n及驱动轮半径r0等参数的主要因素。 7掌握斗式提升机的卸料方式，离心卸料用途离心式 ，重力式，离心重力式离心式卸料适用于物料提升速度较快的场合，一般在1-2m/s左右，利用离心力将物料抛出。斗与斗之间疏布。离心式卸料适用于粒状较小而且磨损性小的物料。 8食品厂用的容积泵类型有哪些？（一）离心泵（二） 齿轮泵（三） 螺杆泵 （四）滑片泵 （五）往复泵$3搅拌及微粒化机械1何谓搅拌？搅拌起何作用？搅拌是指借助于流动使两种或多种物质在彼此之中相互散布的一种操作。其作用可以实现物质的均匀混合、也可以促进溶解、气体吸收、强化热交换等物理及化学的变化。2搅拌机械如何分类？： （1）搅拌机。（2） 调和机 （3） 混合机。 3搅拌中产生几个速度分量？哪些有益，哪些有害？三个速度分量：垂直于搅拌轴的径向分量；与轴平行的轴向分量；与叶轮相切的切向分量。液流的径向分量和轴向分量都能促进混合；切向分量则不同，在搅拌轴对中安装于容器内的情况下，切向分量主要促使流体绕轴循环转动，形成速度不等的液层；当层间相对速度不高时，对流作用很小，所以几乎没有混合，同时还会使液流产生向下凹的漩涡，这些流动都对混合不利。 4说明搅拌容器中档板的作用、数量及安装方式。1、作用：一是改变切向流动；二是增大被搅拌液体的湍动程度，从而改善湍动效果。2、挡板数量：据Mack等学者证明，宽度和容器内径之比为1：10的四块挡板一般已足够用了。3、挡板安装方式 （1）搅拌低粘度液体时，挡板紧贴壁内侧安装（2）搅拌中等粘度的物料时，可把挡板离开壁面安装，以阻止在挡板背后形成停滞区，还可防止固体在挡板后聚积。挡板与容器壁的间距约为挡板宽度的 0.1-0.5倍。（3）随着粘度的增加，挡板宽度还可以适当地减小，当搅拌物料粘度大于12000cp (12Pas)时，流体的粘度足以抑制打漩，故无需加设挡板。9打蛋机的浆叶的种类？筐形搅拌桨 拍形搅拌桨 钩形搅拌桨 10固体混合机有几类？各有何特点和用途？调粉机 (Kneader) 13简述高压均质机的结构、工作原理 (一) 高压均质机工作原理1. 剪切作用2. 撞击学说3. 空穴学说 （二）高压均质机结构 1. 泵体结构（1）结构：三级柱塞往复泵 、双级均质阀 14胶体磨和均质机有何异同点？（1）胶体磨和均质机结构不同，但微粒化机理上相同 都是通过一定方法造成微粒化作用区内的速度梯度变化和剪切力。（2）耗能性质不同 高压均质机是利用通过均质阀间隙的压力降来维持这种速度梯度和剪切力，直接消耗的是压力能；而胶体磨则是利用两盘面间的相对运动来维持盘面间隙中的速度梯度和剪切力，直接消耗的是动能。因此胶体磨也可称为“转子定子”均质机。 （3）所处理物料的性质 高压均质机适合于处理粘度低于0.2Pas的制品；而胶体磨适于处理粘度较高 (1.0Pas)的制品。介于上述粘度之间的物料，两者均可使用。（4）微粒化程度 高压均质机可以得到更细的乳化颗粒，一般在1-2um；而胶体磨研磨后颗粒度为2-40um。$4食品浓缩设备4升膜式浓缩设备作用原理如何？进料量对浓缩过程有何影响？管内料液的加热与蒸发分三部分：1. 物料自加热器体的底部进入管内，加热蒸汽在管间传热及冷凝，将热量传给管内料液。2. 料液在中间部位被加热沸腾，便迅速汽化，使料液产生上升力。3. 在加热器体的顶部所产生的二次蒸汽及料液，在管内高速上升。在常压下，管的出口处二次蒸汽速度一般为2050m/s，在减压真空状态下，可达100160m/s，浓液被高速上的二次蒸汽所带动，沿管内壁成膜状上升不断被加热蒸发。操作时，要很好控制进料液量，一般经过一次浓缩的蒸发水份量，不能大于进料量的80；如果进液量过多，加热蒸汽不足，则管的下部积液过多，会形成液柱上升而不能形成液膜，失去液膜蒸发的特点，使传热效果大大降低；如果进液量过少，会发生管壁结焦现象。5降膜分布器有几种？作用？一是利用导流管 (板) 使料液均布；二是利用筛板或喷嘴使料液均布；三是利用旋液喷头。6刮板式薄膜浓缩设备的结构、原理和特点是什么？结构;由转轴、料液分配盘、刮板、轴承、轴封、蒸发室和夹套加热室等组成。有立式、卧式两种型式。 工作过程：它的料液从上部的进料管2，以稳定流量进入，先经由转轴带动旋转的料液分配盘7，在离心力的作用下，被抛向夹套加热室内壁，这时料液受重力作用，沿着器壁向下流动，在此同时，装在转轴上的刮板6把料液刮成薄膜，这样料液受加热面的加热而蒸发。由于料液在重力及离心力的作用，不断更新液膜，最后流集于底部，从出口4排出。在浓缩过程所产生的二次蒸汽，可与浓缩液并流，同方向进入汽液分离器分离排除，或者以逆流方向上升到浓缩器顶部，经旋转的带孔叶板8，把夹带的液沫分离，从顶部出口9排出，进入冷凝器。 特点：由于料液在浓缩时成液膜状态，而且不断更新，故总传热系数可达11633489wm2K。适合于浓缩高粘度（50100 Pas）的果汁、蜂蜜、易起泡沫或含有悬浮颗粒的料液。在浓缩过程液层很薄，溶液沸点升高可忽略，料液在加热区域停留时间，随浓缩器的高度 (长度) 和刮板的导向角、转速等因素而变化，一般在245s左右。 它的动力消耗较大，一般在1.53kwm2传热面积，随料液粘度增大而增加。加热室直径较小，清洗不太方便。7离心薄膜式浓缩设备的结构、原理和特点是什么？1. 结构与工作原理它的构造与碟式分离机相似，通过旋转的离心盘所产生的离心，使料液分布于离心盘外表面，形成薄膜，离心盘为梯形的碟片，具有夹套结构形式，离心盘之间有一定间隙，形成加热蒸发空间。当离心盘的夹套内通入蒸汽之后，对其外表面膜进行加热蒸发。蒸汽放热后成冷凝水，受离心力作用甩到夹套的下边缘周边汇集，由中间空心轴疏水装置排出 。 特点 是一种传热效率很高，蒸发强度大的较新型浓缩设备，料液受热时间很短，约12s，形成0.1mm的液膜，特别适合果汁和其它热敏性、发泡性液体食品进行浓缩。还具有气液分离效果好、残液量小、清洗杀菌方便等优点。由于离心盘间的距离小，故对粘度大、易结晶、易结垢的物料不大适用。设备结构比较复杂，传动系统的密封易泄漏，影响高真空。造价较高。物料的粘度不超过200CP 8片式浓缩设备的结构、原理和特点是什么？片间垫圈起何作用？它属于液膜式浓缩设备之一种，比较先进。主要优点：设备装置紧凑，占地面积小，高度小，料液受热时间短，可浓缩较高浓度的产品，适用于如果汁、牛奶等热敏性物料的蒸发，易清洗，便利于调节生产能力。缺点是加热片制造较复杂，密封橡胶圈易老化而泄漏等。11真空泵的基本类型有哪些？水力喷射泵和蒸汽喷射泵的结构、原理和特点是什么？1、往复式真空泵(1)湿式真空泵 (2) 干式真空泵 2、水力喷射泵 3、水环式真空泵 它主要是由泵体和泵壳组成的工作室。泵体是一个呈放射状均匀分布的叶片和轮壳组成的叶轮，偏心地装置在圆形的工作室内。叶轮为铸铁制成，有12个叶片呈放射状。叶片每转一周，叶片间体积即改变一次，叶片间的水就像活塞一样反复运动，于是就连续不断地抽吸与排出气体。结构简单，紧凑，易于制造，操作可靠，转速较高，可与电机直连，内部不需润滑，可使排出气体免受油污，排气量较均匀。但因高速运转，水的冲击使泵体及泵叶磨损造成真空降低并需经常更换，功率消耗较大。4. 蒸汽喷射泵 它与水力喷射器相似，主要不同点是采取较高压力的水蒸气作动力源。它由喷嘴、混合室和扩散器组成。喷嘴结构为不锈钢，在各级喷射泵上多与混合式冷凝器相连。冷却水通入冷凝器内，喷成柱状冷水幕，以冷凝水蒸汽。 $5食品干燥设备3何谓滚筒干燥器？影响料膜形成的因素是什么？ 滚筒干燥器 主要由只或两只滚筒所组成。滚筒是中空的金属圆筒，由蒸汽或其他加热剂通入其内部进行加热。被干燥物料覆附在烘缸的表面进行接触传热，以达到干燥的目的。1. 料膜的形成形成膜的厚度，与物料性质 (形态、表面张力、粘附力、粘度等)、滚筒的线速度、筒壁温度、筒壁材料以及布膜的方式等因素有关。料液的表面张力是同类液体分子之间的引力、粘附力是料液与金属筒壁之间不同分子的引力。只有粘附力大于表面张力时，料液才能附于滚筒上成膜。 4何谓喷雾干燥喷雾干燥是通过机械的作用，将需干燥的物料，分散成很细的像雾一样的微粒 (以增大水分蒸发面积，加速干燥过程)，与热空气接触后，在一瞬间将大部分水分除去，而使物料中的固体物质干燥成粉末。5简述喷雾干燥系统组成及主要设备。1. 空气加热、输送系统：空气过滤器、空气加热器，风机等。2. 料液供送、喷雾系统：包括高压泵或送料泵、喷雾器等。3. 气液接触干燥系统：干燥室。4. 制品分离、气体净化系统：包括卸料器、粉末回收器，除尘器等。 6简述压力喷雾干燥原理、特点、喷嘴结构，作用 压力喷雾干燥原理 主要是采用高压泵，以7-20MPa的压力，将溶液通过雾化器(喷枪)，使之克服溶液的表面张力，而聚化成直径10-200um的雾状微粒喷入干燥室，由于同热空气直接接触，进行热交换和水分的传递，其表面水分迅速蒸发，在很短的时间内即被干燥成球状颗粒，沉降于室底。 压力喷雾微粒化装置压力喷雾微粒化装置是保证成品质量，提高干燥效率的关键性部件，目前较为常用的有“M”型 (Monarch) 和“S”型 (Spraying Systems) 两种。喷嘴一般均有使液流产生旋转的导沟，使料液形成旋流。8离心分配盘的种类、光滑盘： 非光滑盘：10微波干燥原理是什么？微波与各材料间的关系如何？ 原理：微波焙烤主要利用了微波的热效应。并不会生热，它是一种高频的电磁波，微波所形成的交变电场的方向发生着高速的改变，这种改变使处于微波场中的极性分子也处于高速振荡状态。在微波常用到材料可分为导体、绝缘体、介质、磁性化合物4类；微波在传输过程中会遇到不同的材料，会产生反射、吸收和穿透现象；这情况完全取决于材料本身的几个特性，如介电常数、介电损耗系数、比热、形状和含水量的多少等。 11简述影响微波干燥的因素，微波干燥有何特点？影响微波焙烤的有关因素 N = 5.5610-11E2tan （w/cm3） 式中：N单位体积物料吸收的功率（w/cm3）微波的频率（MHz）物料的介质常数 tan介质损耗系数 E电场强度（v/cm）微波焙烤的优点有：1）加热时间比较短（2）对比较复杂形状的物体加热均匀性好（3）有调平作用（4）便于控制 （5）穿透能力强（6）热效率高 缺点：一是食物表面的温度未能充分升高，从而不能发生美拉德反应或焦糖化反应，使食物一般不能象传统的烘焙食品那样呈现诱人的金黄色；二是对食物加热时间的准确度要求高，加热时间稍微延长，就会产生不可挽回的过度加热的后果。微波加热的不均匀性是应该高度重视的问题。微波设备费贵，耗电量高，如装置不妥，尚有漏波危险。12简述微波干燥炉门防止漏波措施。防止炉门泄漏的措施：炉门和炉框具有良好的接触；扼流结构 13为何升华干燥制品复水性好？复水性好的原因：因为被干燥物料含有的水分是在结冰状态下直接蒸发，故在干燥过程中，水汽不带动可溶性物质移向物料表面，不会在物料表面沉积盐类，物料表面不会形成硬质薄皮。亦不存在因中心水分移向物料表面时对细胞或纤维产生的张力，不会使物料干燥后因收缩引起变形，故极易吸水恢复原状。 14简述升华干燥的组成系统及操作过成。冷冻干燥系统可分为制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统和控制系统等。冻干工序操作操作要点 首先要预冻、再抽真空降温、降速过程 升华过程等温、恒速过程 加热，剩余水分蒸发阶段 升温、降速过程17何谓气流干燥？有何特点？简述直管式气流干燥器的结构和原理。气流干燥器是一种连续式高效固体流态化干燥方法。它是利用高速热气流将潮湿的粉、粒、块状物料分散而悬浮于气流中，一边与热气流并流输送，一边进行干燥。气流干燥器在食品行业中应用于淀粉、面粉、葡萄糖、食盐、味精及肉丁食品的干燥。 气流干燥的特点：1. 干燥强度大 2.干燥时间短3. 热效率高 4. 设备简单 可以同时把干燥、粉碎，筛分，输送等单元过程联合操作。不适用的物料为： 产品要求有一定形状的物料；易于粘壁、非常粘稠以及要求干燥至临界湿含量以下的物料。螺旋加料器，干燥管，旋风分离器，空气过滤器，风机，预热器$6食品杀菌设备1食品杀菌含义是什么？物理杀菌法有哪些类型？杀菌，是食品加工的一个重要环节。食品杀菌与医学上和生物学上的杀菌有一定的区别。食品杀菌有两种含义：一是要求杀死食品中所污染的致病菌、腐败菌，破坏食品中的酶而使食品在特定环境中，如密闭的瓶内、罐内或其他包装容器内，有一定的保存期；二是要求在杀菌过程中尽可能地保护食品中营养成分和风味。所以，经杀菌后的食品属于商业无菌。物理杀菌法：（1）热杀菌 湿热杀菌法、干热杀菌法、微波加热杀菌、远红外加热杀菌（2）冷杀菌 辐射杀菌法、冷冻杀菌法4食品超高压杀菌的定义和特点、原理、加压方式，超高压装置的组成。？5何谓CIP? 有何优点？CIP清洗的作用机理？CIP结构组成及其类型有哪些？ CIP为Clean in Place (洗涤定位) 或In-Place Cleaning (定位洗涤) 的简称。其定义为：不用拆开或移动装置，即可用高温、高浓度的洗净液，对装置加以强力的作用，把与食品的接触面洗净的方法。CIP有如下的优点：（1）能维持一定的清洗效果，以提高产品的安全性。（2）节约操作时间和提高效率，节省劳动力和保证操作安全，节约清洗用水和蒸汽。（3）卫生水平稳定，节约清洗剂的用量。 （4）生产设备可大型化，自动化水平高。（5）增加生产设备的耐用年限。CIP清洗的作用机理 (1) 运动能 作为CIP的运动能，能力的大小是以雷诺数 (Re) 来衡量的。Re数的一般标准为：从壁面流下的薄液，槽类的Re200；管道线则Re 3000；但管道线Re30000为效果最好。 (2) 热能 改变污水的物理状态。 增大污物与洗涤剂溶液的化学反应速度。 减少清洗液的粘度，使Re增大。 增大污物中可溶物质的溶解量。（3）化学能 化学能主要来自化学洗涤剂。（4）水的溶解作用 水为极性化合物，对油脂性污物几乎无溶解作用，对碳水化合物、蛋白质、低级脂肪酸有一定的溶解作用，对电解质及有机或无机盐的溶解作用较强。（5）机械作用 由运动而产生的作用，如搅拌、喷射清洗液产生的压力和摩擦力等。 结构：1管道 2、清洗装置：CIP洗净槽；回收装置；泵；阀；程序设计器 3、喷雾装置：喷头可分为固定式和旋转式$7辊压机械1何谓辊压及理想的辊压过程？辊压 (Roll) 亦称辊轧。辊压操作是指由旋转的成对压辊对物料施以挤压、摩擦，从而使得通过辊间的物料在此作用下变形成为具有一定形状规格的产品的操作。 理想辊压过程 1. 每对压辊的辊径相等、速度相等、且同时驱动。2. 被压物料等速运动。3. 物料仅承受压辊施加的力作用。 4. 辊压的对象是连续的，机械性质是均匀的。5. 被压物料的体积或体积流量不变。2分析正确的导入条件是 (1) 导入条件 tantan 或 f tan $8食品成型机械2冲印式饼干成型机的主要机构是什么？1、压片机构: 三道辊台 2、冲印成型机构 (1)连续式动作执行机构 (2)印模 3、拣分机构; 3冲印式饼干成型机的印模如何选择？冲印式饼干成型机的压片机构如何布置？4辊印式饼干成型机的成型过程是什么？影响成型的因素是什么？辊印饼干机的印花、成型、脱胚等操作是通过成型脱模机构的辊筒转动而一次完成的，并且不产生边角余料。5.三辊辊切式饼干成型机的技术关健是什么？辊切成型的技术关键在于应严格保证印花辊与切块辊的转动相位相同，速度同步，且两辊同时驱动，否则切出的生坯的外形与图案分布不能吻合。7简述面包真空切块机的结构和工作过程？真空吸入式面包切块机工作过程 (1)吸入（2）充填（3）排出 8简述伞形面包搓圆机的结构、工作原理及特点。电机;皮带轮;蜗轮;蜗轮箱 ;机架;主轴支撑架;轴承座;支撑架;调节螺钉;固定螺钉;控制板;开放式翼形螺栓;撒粉盒;轴;拉杆;顶盖;转体;贮液桶;放液嘴;托盘;法兰盘;轴承;主轴 ;连接板 工作原理：双生面团 9简述水平面包搓圆机影响成型的三个因素10馒头成型机有哪几种？卧式双螺旋辊馒头成型机、盘式馒头成型机$9食品焙烤机械2何谓选择性辐射、选择性吸收、正匹配、偏匹配？对红外线能产生吸收的物质，并非对所有波长都可以产生吸收，而是在某几个波长范围上吸收比较强烈，物质的这种特性通常叫做物质的选择性吸收。对辐射体来说，也并不是对所有波长的辐射能都具有很高的辐射强度，也是按波长不同而变化的，辐射体的这种特性叫做选择性辐射。对于只要求表层吸收的食品（如饼干），应使辐射峰带与吸收峰带相对应，使入射辐射能在刚进入受热体表层时，即引起强烈的共振吸收，而转变为热量，这种匹配叫“正匹配”；对于表里同时吸收均匀升温的物质（如面包），应根据受热体的不同厚度，使入射辐射的波长不同程度的偏离吸收峰带所在波长范围。一般说来，偏离越远则透射越深，从而使表里同时均热。这种匹配方法称为“偏匹配”。 4辐射元件的组成及分类是什么（1）发射体或热源（2）红外涂层（3）基体及附件 分类：1. 金属氧化镁管 2.碳化硅管3 硅碳棒电热元件 6乳白石英管的节电机理是什么？SHQ乳白石英管元件的节电机理 红外加热能否取得节电效果，主要取决于两个重要因素，一是辐射能在整个电热转换中占的比例大小。二是主要辐射波段与被烘烤物的主要吸收波段是否相匹配。外在因素：在食品烘烤过程中，加热形式主要以辐射为主，因此辐射在电热转换中占的比例越大越好。 内在因素：乳白石英管由于在管壁中含有0.05-0.5mm的气泡，2000-8000个/cm2，气泡与玻璃折射率不同，形成乳白效应。 7辐射涂料的选择原则、使用目的是什么？常用涂料有哪些？选择辐射材料的原则就是使辐射元件的主辐射波长匹配在被加热物体的主吸收带。在表层吸收匹配时，吸收长波的物质选用长波辐射涂料；吸收短波的物质选用