食品机械与设备思考题要点.docx

1、食品机械与设备思考题要点$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(SB/T10084-2009)分类$2 食品供排料机械1食品厂常用的输送带有哪些？ 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、优缺点及适用范围。 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。优点：带式输送机工作速度范围广( 0.02-4.00m /

2、s) ，输送距离长，生产效率高，所需动力不大，结 构简单可靠，使用方便，维护检修容易，无噪音，能够在全机身中任何地方进行装料和卸料。 缺点：输送轻质粉状物料时易飞扬，倾斜角度不能太大。3简述螺旋输送机的结构、工作原理、优缺点及适用范围。结构：1 螺旋 2 轴 3 轴承 4料槽 工作原理：a 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。b 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

3、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。优点：( 1)构造简单，横被面的尺寸小， 因此制造成本低。 (2)便于在若干位置进行中间加载和卸载。 ( 3)操作安全方便。 ( 4)密封好。缺点：(1)在运输物料时，物料与机壳和螺旋间都存在摩擦力，因此单位动力消耗较大。 (2)由于螺旋叶片的作用，可使物料造成严重的粉碎及损伤， 同时螺旋叶片及料槽也有较严重的磨损。 ( 3)运输 距离不宜太长，一般在30m以下，过载能力较低。4螺旋输送机的叶片有几种？各有何用途？ 叶片的面型根据输送物料的不同有实体面型、带

4、式面型、叶片面型。( 1 )实体螺旋 : 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)带式螺旋 : 运送块状的或粘滞性的物料时，宜采用带式螺旋。( 3)叶片式螺旋 : 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。5简述斗式提升机的结构、优缺点及适用范围。结构：主要由料(畚)斗、牵引带 (或链 ) 、驱动装置、机壳和进、卸料口组成优点是占地面积小，可把物料提升到较高的位置 (30-50m),生产率范围较大 (3-1000ni/h)。提升范围广，密封性好，环境污染少。缺点是过载敏感，必

5、须连续均匀地供料。进料：a挖取式 适用于粉末状、散粒状物料，输送速度较高，可达 2m/s，料斗间隔排列。b撒入式 适用于输送大块和磨损性大的物料，输送速度较低(1 m/s)，料斗呈密接排列。6斗式提升机的料斗有几种，各有何作用？a深斗：斗口呈65的倾斜，斗的深度较大。用于干燥、流动性好、能很好地撒落的粒状物料的输送 b浅圆底斗：斗口呈45倾斜，深度小。它适用于运送潮湿的和流动性差的粉末、粒状物料。由于倾 斜度较大和斗浅，物料容易从斗中倒出。c 尖角形料斗 ： 斗的侧壁延伸到底板外，使之成为挡边，卸料时，物料可沿一个斗的挡边和底板所形 成的槽卸料。适用于粘稠性大和沉重的块状物料的运送，斗间一般没

6、有间隔7何谓极距，有何实际意义？斗式提升机的卸料方式有几种？极距：从极点P到驱动轮中心之间的距离称为极距（h）（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。）实际意义：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。反之，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ro的范围，所以极距是决定斗式提升机转速 n及驱动轮半径 r 0等参数的主要因素。卸料方式：a 离心式 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

7、间疏布。离心式卸料适用于粒状较小而且磨损性小的物料。b重力式（也称无定向自流式）适用于低速运送物料，速度为 0.5-0.8m/s，物料沿前一个料斗的背部 落下。斗与斗之间密布。它适用于提升大块状、比重大、磨损性大和易碎的物料。c 离心重力式（也称定向自流式）适用的提升速度也较低，一般在 0.6-0.8m/s ，料斗疏布。适用于流 动性不良的散状、纤维状物料或潮湿物料 .8食品厂用的容积泵类型有哪些？各有何结构和原理？（一） 离心泵（二） 齿轮泵：在互相啮合的一对齿轮中，主动齿轮由电动机带动旋转，从动齿轮与主动齿轮相啮 合而转动。当两齿逐渐分开， 工作空间的容积逐渐增大， 形成部分真空。这时液体

8、在大气压作用下 经吸入管内吸入，吸入的液体沿泵体壁被齿轮挤压推入推出管，当主动、 从动齿轮不断旋转， 泵便 能不断吸入和排出液体。（三） 螺杆泵（四） 滑片泵 送料泵主要由泵体，行星齿轮减速器及传动系统，盛料桶及其提升系统组成。泵体主 要有泵体座及转子滑片和两侧盖板等 工作原理：滑片泵的转子为圆柱形，具有径向槽道，槽道中安放滑片，滑片能在槽道中自由滑动。 泵腔内置有偏心套， 转子表面与偏心套内表面形成一个月牙形空间。 转子旋转时， 滑片依靠离心力 的作用紧贴在泵内腔。在转子的前半转时， 相邻两滑片所保持的空间逐渐增大，形成真空， 吸入液 体；而在转子的后半转时，此空间逐渐减小，就将液体挤压到排

9、出管。（五） 往复泵9各种气力输送装置有何特征？主要零部件有哪些？a吸送式：吸送式气力输送装置是借助压力低于 O.IMPa的空气流来进行工作的。供料简单方便，能够从几堆或一堆物料的数处同时吸取物料1-吸嘴 2- 旋转阀 3- 输送管 4- 压力开关 5- 阀门 6- 除尘器 7- 料位计 8- 贮罐 9- 罗茨风机b压送式：是在高于O.IMPa的条件下进行工作的。压送式又可分为高压式（0.1-0.7MPa）和低压式（小 于0.05MPa）两种。可同时把物料输送至几处，且输送距离较长，生产率较高。此外是容易发现漏气 位置，且对空气的除尘要求不高。它的主要缺点是由于必须从低压往高压输料管中供料，

10、故供料装置较复杂，并且不能或难于由几处同时吸取物料。l- 贮气罐 2- 汽水分离器 3- 发送罐 4- 输料管 5-除尘器 6-贮料仓 7- 分离器c 综合式气力输送装置 : 既可以从几处吸取物料，又可以把物料同时输送到几处，且输送的距离可较 长。其主要缺点是含尘的空气要通过鼓风机，使它的工作条件变差，同时整个装置的结构也较复杂 1-吸嘴2-输料管 3-分离器 4-供料器 5-卸料器 6-分离器 7-除尘器 8-风机 10气力输送装置中供料器有何作用？类型有几种？各有何用途？供料器的作用是把物料供入气力输送装置的输送管道，造成合适的物料和空气的混合比。a 吸送式气力输送供料器 : 吸嘴 吸嘴主

11、要用于车船、仓库及场地装卸粉粒状及小块状的物料。有单筒和双筒吸嘴 固定式受料嘴 （又称喉管 ）喉管主要用于车间固定地点的取料， 如物料直接从 料斗或容器下落到输料管的场合b 压送式气力输送供料器两类 : 旋转式供料器能连续定量供料 喷射式供料器用于低压短距离压 送装置螺旋式供料器用于工作压力p 7-12o时液体的流动状态。（3） 为旋桨与容器中心线相垂直时液体的流动状态。6双轴卧式调粉机有几种？各有何特点？a 切分式和面机：它的两只回转搅拌桨在公切线位置是分离布置的。两桨的运动相互独立，无干涉， 各桨的速度可以任选。这相当于将两台单轴式调粉机合并在同一容器中。b 重叠式和面机：它的两只搅拌桨是

12、交叉布置的。由于桨间运动轨迹重叠，因此，设计搅拌桨叶的结 构、形状与选择相对运动的相位及速度关系时都应以确保两桨互不干涉为前提。 通常两桨的相对速度 比为1: 2或1:1。当选择1: 2时，即可产生快速桨追慢速桨的运动现象，从而使两桨间的物料受 到充分的折叠、拉伸、揉捏等。7卧式调粉机的浆叶类型有哪些，各有何用途？a Z型、刀型与鱼尾型搅拌器 它们的适用范围较广，对各种高粘度物料的搅拌都能得到较好的效果。 如Brabender面团测试仪上的调粉机就是采用 Z型搅拌桨。一般情况下多采用刀型；鱼尾型适用于高 粘度食品物料的边捏合、边进行真空干燥； Z型适用于色素和颜料在食品中的均匀分散。b桨叶式搅

13、拌器，桨叶式搅拌器结构简单，制造成本低，适于酥性面团的操作c 滚笼式搅拌器 , 滚笼式搅拌器直辊有加活动套管与不加套管两种。加套管的作用在于压延、拉伸面 团时，减少直辊与面团间的摩擦及硬性挤压，以降低功耗，减少面筋网络的破坏。d 其它形式搅拌器 花环式搅拌器，为叶片式搅拌器，为椭圆式搅拌器。它们桨叶的外缘母线都与调 和容器内壁形状相似， 并且距离很近， 这样有利于清除死角， 驱使全容器范围内的物料均匀地受到搅 拌；8怎样选择打蛋机的浆叶？ 筐形搅拌桨主要适用于工作阻力小的低粘度物料的搅拌 （如稀蛋白液 ）。 拍形搅拌桨有一定的结构强度， 而且作用面积较大， 它与前述的锚栅式桨类似， 主要适用于

14、中等粘 度物料的调和 （ 如糖浆、蛋白液等 ） 。钩形搅拌桨此类桨的结构强度较高， 借助于搅拌头或回转容器的运动， 钩形桨的各点也能够在容器 内形成复杂的运动轨迹，所以它主要用于高粘度物料 （如面团 ） 的调和。9固体混合机有几类？各有何特点和用途？旋转容器式混合机 , 扩散混合为主的混合机械设备，最适合于混合具有相近物理性质的粉粒体物料 a 圆筒型混合机 按其回转轴线位置可分水平型及倾斜型两种。水平型圆筒混合机一般不常采用。倾 斜型圆筒混合机，使流型复杂化，混合能力增加。它常用于混合啤酒麦芽及调味料等物料的操作。 b 双锥型混合机 转动时，被混物料翻滚强烈，由于其流动断面的不断变化，能够产生

15、良好的轴流及 径向流效应。它对流动性好的物料混合较快，且功率消耗较低。CV型混合机混合时间约为4min左右。混合量最适合的范围约为容器体积的 10-30 %。由于其非对 称性，使得被混物料时紧时散，其混合效果和混合时间比双锥型混合机更好更短。 V型混合机适用于各种干粉类食品物料的混合。d三维型混合机,正方体型混合机（Cube mixer）、“金字塔”型混合机、六角型混合机、 Y型混合机物料在混合过程中无离心力作用， 无比重偏析及分层， 积聚现象， 各组份可在悬殊的重量配比下均匀 混合，混合率达 99.9%以上。装料系数高，可达到 80%（普通混合机仅为 40%左右）且混合时间短， 是目前各种混

16、合机中的一种较理想产品。固定容器式混合机，容器固定，而旋转搅拌器装于容器内部。这种混合机以对流混合为主。它主要 适用于被混合物料的物理性质差别及配比差别较大的散体物料的混合操作 。a 螺旋带式混合机。 螺旋带式混合机的长度，一般为其宽度的 3-10 倍，搅拌器的工作转数约在 20-60rpm 之间，混合机的混合窄量最大不超过容器体积的 60%，最适合值为 30-40%。不仅适用于处理易分离的物料， 而且对稀桨体和流动性较差的物料混合也具有良好的效果， 但不适用于易破损物 料的混合操作。另外，物体在容器两端面位置流动困难，有死角。b 立式螺旋混合机 （1） 垂直螺旋混合机 , 混合机的容器内，

17、中央设有螺旋状的驱动轴，容器的上端设 有驱动装置带动搅拌板回转。 它适用于粉粒体与粉粒体之间的混合， 特别是当物料含有一定水分的情 况下，混合的效果更佳。 （2） 反圆锥式螺旋（那塔）混合机 , 搅拌器做行星运动。混合机的容器以圆 锥型为基础，这样有利于立式容器排卸物料。 在容器内部， 螺旋搅拌器沿容器壁母线布置，其上端通 过转臂与旋转驱动轴连接。 当驱动轴转动时， 搅拌器借助力转臂传动装置来实现行星运动。 广泛应用 于专用面粉如营养自发面、多维粉等物料的混合操作中及奶粉、砂糖、咖喱粉等的混合。10旋转容器式混合机的临界转速对混合有何影响？ 旋转容器混合机的临界转速是指操作时，物料混合与分离作

18、用达到平衡时的容器转速。为保证混合操作的顺利进行， 容器的工作转速一定要低于临界转速。 以物料颗粒在容器内壁处所受离 心力与重力平衡时为条件，可以推导出混合机的临界转速 （ni）。即最佳脱离角a =54o401,最佳工作转 速（n）为 n=32/D 0.511 简述胶体磨的结构、工作原理。常用的胶体磨主要有以下几部分组成：进料斗、外壳、定盘 （ 定子）、动盘 （ 转子）、电机、调节装置 和底座等，胶体磨有卧式和立式两种形式工作原理：物料通过动、定盘形成的间隙时，由于转子高速旋转，附于转子面上的物料速度最大，而 附于定子面上的物料速度为零。 其间产生急剧的速度梯度， 从而物料受到带齿沟的动、 静

19、磨盘相对转 动产生的剪切力、推力、摩擦力、加速力，压力波和空化作用等，造成流体动力的冲击将原料破碎成 细小的微粒。12简述均质机的结构、工作原理及其类型。 均质机按构造分类有高压均质机，离心均质机，超声波均质机等。a 高压均质机结构 三级柱塞往复泵和双级均质阀工作原理 1. 剪切作用 2. 撞击学说 3. 空穴学说, 料液以很高的速度通过均质阀缝隙处，受到强烈 剪切作用而达到均质和乳化作用，料液流经缝隙后， 由于受到压力的作用，使颗粒延伸，当物料通过 均质阀时，将延伸部分切割为细小的微粒。b 喷射式均质机 结构域 1 过滤器 2- 蒸汽加热器 3- 喷嘴 4-160 号筛网 5- 泵 6- 贮

20、槽 7- 贮槽 8- 混合 室 9- 预热器 操作原理它是利用蒸汽或压缩空气流来供给物料均质的能量， 借高速运动的物料颗粒间 相互碰撞或使颗粒与金属表面高速撞击，使颗粒粉碎成更细小的粒子而达到均质的目的 .C超声波均质机是将频率为20-25KHz/s的超声波发生器放入料液中，或者使料液在高速流动过程中， 由于超声波在料液中进行复杂的搅拌作用使料液均质化 .13 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 . 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，

21、 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0.2Pa s的制品；而胶体磨适于处理粘度 较高（1.0Pa s）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 （最细可达到0.02-0.2um ）; 而胶体磨研磨后颗粒度为 2-40um。$4 食品浓缩设备1真空浓缩食品物料的性质有何特点？a 结垢性：采用流速较大的强制循环型浓缩器或升膜式浓缩b 结晶性 ：采用夹套带

22、搅拌的浓缩器或强制循环浓缩器c 粘滞性 ：选强制循环型，刮板式或降膜式薄膜浓缩器d 热敏性 ：运用各种薄膜式或真空度较高的浓缩器e 发泡性：采用强制循环型和长管薄膜浓缩器f 腐蚀性 ：使用不锈钢材料或者采用各种防腐涂层材料的钢材g 易挥发性：应备有回收芳香物装置2中央循环管式浓缩锅是怎样循环的？食品料液经过竖式的加热管面进行加热， 由于传热产生重度差， 形成了自然循环， 液面上的水汽向上 部负压空间迅速蒸发，从而达到浓缩的目的。3升膜式浓缩设备工作原理如何解释？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：a.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

23、液。b.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。c.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4简述降膜式浓缩设备工作原理，降膜分布器有几种？a 料液由加热器体顶部

24、加入，液体在重力作用下，沿管内壁成液膜状向下流动，由于向下加速，克服 加速压头比升膜式小，沸点升高也小， 加热蒸汽与料液温差大， 所以传热效果较好。汽液进入蒸发分 离室，进行分离，二次蒸汽由分离室顶部排出，浓缩液则由底部排出b 分布器的型式有多种，按其作用原理可分为三类：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。5刮板式薄膜浓缩设备的结构、原理和特点是什么？a 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。工作过程：它的料液从上部的进料管，以稳定流量进入，先经由转轴带动旋转的料液分配盘，在 b 离心力的作用下，被抛向夹套加热室内壁，

25、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， 把夹带的液 沫分离，从顶部出口排出，进入冷凝器。c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11633489w/m2- K。适 合于浓缩高粘度（50100 Pa - s）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

26、， 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1.53kw/m2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。6离心薄膜式浓缩设备的结构、原理和特点是什么？a 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

27、水装置排出 。b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0.1m m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 200CP7片式浓缩设备的结构、原理和特点是什么？a盖b蒸发浓缩液进入分离器c料液入口 d 冷凝水出口 e蒸汽入口 f蒸汽段g 入口部 h出口部i 蒸汽间隔j 密封垫圈 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

28、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。8各类捕集器的作用、原理是什么？捕集器的类型有惯性型、离心型及表面三大类。9不凝气体的来源及数量是什么？ 真空浓缩所产生的二次蒸汽其中的不凝结气体 如空气、二氧化碳等 10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a 它主要是由泵体和泵壳组成。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。b 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