2025年食品机械与设备考试题(附答案)

2025年食品机械与设备考试题(附答案)一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下哪种设备属于非机械分离设备？A.碟式离心机B.板框压滤机C.膜分离装置D.螺旋卸料离心机答案：C2.高压均质机的核心工作部件是？A.柱塞泵B.均质阀C.冷却系统D.传动机构答案：B3.用于液态食品超高温瞬时杀菌（UHT）的典型设备是？A.列管式换热器B.板式换热器C.盘管式杀菌锅D.微波杀菌装置答案：B4.喷雾干燥过程中，雾滴与热空气的接触方式对产品质量影响显著。以下哪种接触方式更易获得粒径均匀的粉末？A.并流（同向流动）B.逆流（反向流动）C.混流（部分并流+部分逆流）D.错流（垂直交叉流动）答案：A5.用于面团揉制的设备中，能通过低速搅拌形成均匀面筋网络的是？A.立式行星和面机B.卧式双轴和面机C.真空和面机D.高速打蛋机答案：B6.以下哪种粉碎设备适合处理高纤维、韧性强的物料（如甘蔗渣）？A.锤式粉碎机B.辊式粉碎机C.盘式粉碎机D.剪切式粉碎机答案：D7.斗式提升机的料斗类型中，适用于输送潮湿、易结块物料的是？A.深斗（疏斗）B.浅斗（密斗）C.三角斗（导向斗）D.弧形斗答案：B8.真空冷冻干燥设备的核心部件是？A.制冷系统B.真空系统C.加热系统D.冷凝系统答案：D（注：冷凝系统负责捕集升华的水蒸气，是维持真空度的关键）9.用于液态食品无菌灌装的关键技术是？A.灌装机内部无菌环境控制B.包装材料的无菌处理C.产品的超高温杀菌D.以上均是答案：D10.以下哪种混合设备属于强制式混合机？A.水平螺旋混合机B.双锥混合机C.V型混合机D.三维运动混合机答案：A二、填空题（每空1分，共20分）1.胶体磨的工作原理是通过（动磨盘与静磨盘的高速相对运动）产生剪切、摩擦和冲击作用，将物料细化至微米级。2.板式换热器的主要结构包括（传热板片）、（密封垫片）、（压紧板）和（框架）。3.超高压杀菌（HPP）的典型压力范围为（400-1000MPa），温度一般控制在（常温或低温）。4.喷雾干燥设备中，雾化器的常见类型有（压力式）、（离心式）和（气流式）。5.滚筒干燥机的关键参数是（滚筒转速）、（蒸汽压力）和（料膜厚度），直接影响产品的干燥速率和质量。6.螺旋输送机的输送能力计算公式为（Q=47D²Snρψ），其中D为（螺旋直径），S为（螺距），n为（转速）。7.用于啤酒酿造的关键设备“糖化锅”的主要功能是（将麦芽中的淀粉转化为可发酵糖），而“煮沸锅”的主要功能是（麦汁煮沸、灭酶、析出热凝固物）。8.真空包装机的核心工艺步骤包括（抽真空）、（热封）和（回气）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述斗式提升机选型时需考虑的主要因素。答案：需考虑以下因素：（1）物料特性：包括密度、粒度、湿度、粘性、腐蚀性等（如潮湿物料需选择浅斗，粘性物料需选择带导向的三角斗）；（2）输送量与提升高度：根据生产需求确定输送能力（Q）和提升高度（H），匹配电机功率和斗速；（3）料斗类型与间距：深斗适用于干燥、松散物料，浅斗适用于潮湿、易结块物料；（4）驱动方式：根据场地条件选择垂直或倾斜提升，倾斜角度不超过60°；（5）材质要求：腐蚀性物料需采用不锈钢或防腐涂层；（6）能耗与维护：优先选择低能耗、易清洁的机型（如链条式比带式更耐用）。2.比较板式杀菌机与管式杀菌机的优缺点。答案：（1）板式杀菌机：优点是传热效率高（板片间湍流强）、结构紧凑、易拆卸清洗、温度控制精准；缺点是处理高粘度或含颗粒物料时易堵塞（颗粒直径＜6mm）、密封垫片易老化、压力耐受低（一般＜0.6MPa）。（2）管式杀菌机：优点是可处理高粘度（如番茄酱）或大颗粒（直径≤25mm）物料、耐压高（可达4MPa）、无密封泄漏风险；缺点是传热效率较低（管内流速需更高以形成湍流）、清洗难度大（需CIP系统循环清洗）、设备体积较大。3.说明真空冷冻干燥设备中“升华干燥”与“解析干燥”的区别。答案：（1）升华干燥：物料温度低于共晶点（冰晶未融化），水分以冰→水蒸气的形式直接升华，需维持高真空（＜100Pa）和较低加热温度（-50~-10℃），主要去除物料中90%以上的自由水；（2）解析干燥：物料温度高于共晶点（冰晶已完全融化），剩余结合水（吸附于物料分子表面）需通过加热（20~50℃）和真空（10~100Pa）蒸发去除，此时物料可能出现收缩，需控制升温速率以避免塌陷。4.简述高压均质机的工作过程及影响均质效果的主要因素。答案：工作过程：物料由柱塞泵加压（20~100MPa）→通过均质阀的狭窄间隙（0.1~0.3mm）→因高速剪切、空穴效应（高压突然释放产生气泡破裂）和碰撞作用→液滴或颗粒被破碎至1~2μm。影响因素：（1）均质压力：压力越高，破碎效果越好（但能耗增加）；（2）均质温度：温度升高（如60~80℃）可降低物料粘度，提高均质效率；（3）均质次数：多次均质（2次）可进一步细化颗粒；（4）物料特性：初始颗粒大小、粘度、脂肪含量（如乳脂含量高需更高压力）。5.列举3种常见的食品成型设备，并说明其适用的产品类型。答案：（1）压模成型机（如月饼成型机）：通过模具压制，适用于糕点、糖果等形状规则的固态食品；（2）挤出成型机（如面条机、膨化食品机）：物料经螺杆挤压通过模具成型，适用于面条、通心粉、膨化食品等；（3）注模成型机（如巧克力成型机）：液态物料注入模具冷却成型，适用于巧克力、果冻、软糖等；（4）包衣机（如糖衣片机）：通过旋转滚筒将包衣液均匀包裹于核心物料表面，适用于片剂、坚果（如糖衣花生）等。四、计算题（10分）某食品厂需用滚筒干燥机将浓度为15%（质量分数，下同）的苹果浆干燥至含水量5%。已知苹果浆处理量为2000kg/h，滚筒干燥机的有效蒸发面积为12m²，干燥过程中水分蒸发强度为30kg/(m²·h)。（1）计算每小时需蒸发的水分量；（2）判断该滚筒干燥机的蒸发能力是否满足需求。答案：（1）设原浆中干物质质量为M，则M=2000kg/h×(1-15%)=1700kg/h。干燥后产品总质量=1700kg/h÷(1-5%)≈1789.47kg/h。需蒸发的水分量=2000kg/h-1789.47kg/h≈210.53kg/h。（2）滚筒干燥机的实际蒸发能力=蒸发面积×蒸发强度=12m²×30kg/(m²·h)=360kg/h。由于360kg/h＞210.53kg/h，因此该设备的蒸发能力满足需求。五、综合分析题（10分）某企业计划新建一条年产1万吨的浓缩橙汁生产线（原料为鲜橙，成品为浓缩橙汁，浓度65°Bx）。请结合橙汁加工工艺，说明需配置的关键设备及选型依据。答案：关键设备及选型依据如下：1.清洗分级设备：-设备：鼓式清洗机（带喷淋装置）、光电分级机（按果实大小分级）。-依据：鲜橙需去除表面泥沙、农药残留（清洗机需耐腐蚀，材质为304不锈钢）；分级可保证后续榨汁效率均匀（分级精度±2mm）。2.榨汁设备：-设备：螺旋榨汁机（用于甜橙）或带式榨汁机（用于多汁水果）。-依据：甜橙果皮较厚，螺旋榨汁机通过螺旋挤压可提高出汁率（≥75%）；需配置筛网（孔径0.5~1mm）分离果汁与果渣。3.澄清与过滤设备：-设备：离心分离机（碟式离心机，转速8000~10000r/min）、板框压滤机（过滤精度0.1μm）。-依据：果汁含果肉、果胶等悬浮物，离心机可快速分离大颗粒（处理量5~10t/h）；板框压滤机用于精密过滤，确保澄清度（透光率≥90%）。4.浓缩设备：-设备：降膜式蒸发器（双效或三效）。-依据：橙汁热敏性强（高温易褐变），降膜蒸发器可在低温（50~60℃）、短时间（30~60s）内蒸发水分，保留风味；多效蒸发可降低能耗（蒸汽消耗≤0.3kg/kg水）。5.杀菌与灌装设备：-设备：板式超高温杀菌机（UHT，110~120℃，15~30s）、无菌灌装机（袋式或桶式）。-依据：UHT可杀灭微生物并钝化酶（如果胶酶），保持营养；无菌灌装需确保包装材料（如复合袋）经H2O2或紫外线杀菌，避免二次污染（灌装环境洁净度≥10000级）。6.辅助设备：-CIP清洗系统（酸碱罐、热水罐、循环泵