食品机械与设备

一．名词解释1.直接制冷：制冷循环中，制冷剂吸热的蒸发器直接与被冷物体或被冷物体周围环境进行换热。2.二次蒸汽：蒸汽使用后形成的冷凝水，由于温度较高，再次产生的蒸汽。3.内热性干燥：在能量场下以微波、红外线、高频电场使被干燥物体产生分子运动而达到传热目的的干燥方法。4.空穴学说：在高压作用下使物液高速流过缝隙，因而产生高频振动。引起了迅速交替的压缩与膨胀作用，在瞬间引起空穴现象，使液滴破裂，达到均质目的。5.压缩比：指进料端第一个螺旋槽容积与最后一个螺旋槽容积之比。6.浓缩：是将料液中的水分去除，提高其浓度的方法7.筛分：是将粒子群按照粒子的大小，比重，带电性以及磁性等粉体学性质进行分离的方法8.色选：根据物料光学特性的差异，利用光电探测技术将颗粒物料中的异色颗粒自动分拣出来9.切割：是指利用工具使物体在高压或高温的作用下断开10.均质：是指借助流动中产生的剪切力将物料细化，将液滴碎化的操作11.分级:指对分选后的物料按其尺寸、形状、密度、颜色或品质等特性分成等级12.喷雾干燥: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。13.混合：是指使两种或两种以上不同的物料从不均匀状态通过搅拌或其他手段达到相对均匀状态的过程二．填空题1.带式输送机输送带主要以塑料袋为主，其类型主要包括：聚乙烯、聚丙烯、乙羧醛2.按操作原理分类，离心分离机可分为过滤式离心机，沉降式过滤机，分离式离心机3.斗式输送机中料斗分为深斗，浅斗和尖角形斗三种不同形式，其中浅口的斗口呈45度倾斜4.全自动洗瓶的清洗过程一般要经过六个工艺过程，分别是：预洗预泡、洗液浸泡、洗液喷射、热水喷射、温水喷射、冷水喷射5.长管式蒸发器一般采用內径30-50mm，长径比为100-150mm的长管制成6.按过滤推动力分类，过滤机械可以分为：重力过滤机、加压过滤机、真空过滤机7.间歇式过滤机是指过滤、洗涤、干燥、卸料8.板式换热器主要由换热板片、密封垫圈、压紧装置三部分组成9.保证摆动筛筛体平衡通常采用平衡重平衡法、双筛体平衡法10.单层流化床干燥器的床层颗粒静止高度一般约为300~400nm11.在带式输送机中补偿输送带伸长量的装置称为张紧装置，常用的张紧装置有下列三种形式：重锤式，螺旋式，压力弹簧式12.斗式提升机的装料方式分为挖取式和撒入式，卸料方式可分为离心式，无定向自流式和定向自流式三种形式，其中无定向自流式卸料方式适用于提升大块状，密度大，磨损性大和易碎的物料，定向自流式适用于低速运送物料的场13.膜分离是近二十年来在分离领域迅速崛起的高新科技，请举三种比较常使用的膜分离法：微滤，超滤，纳滤，反渗透，电渗析，透析14.将料液雾化所采用的雾化器是喷雾干燥设备的关键组件。用于食品工业的雾化器主要有三类压力雾化器，离心雾化器和超声波雾化器15.在搅拌罐容器壁内常要加设挡板。挡板有两个作用，一是防止漩涡发生，二是使流型较理想搅拌效果好16.超微粉碎设备有许多种，请举出三种你学过的超微粉碎设备：精磨机、行星磨、双锥磨。17.根据食品的形态，分装机械可以分为液体装料机,酱体装料机和固体装料机三种型式。18.现有固体装料机的定量方法，大多采用容积定量法和称量定量法。19.在筛分机械中，常见的筛面组合方式有:筛余物法、筛过物法和混合法三种形式。20.正位移泵的适用范围：输送温度下液体运动黏度高于650mm²/s，液体中气体含量允许稍大于5%。三．简答题1.简述带式输送机的结构，优缺点及使用范围结构：它主要由环形输送带、托辊和机架、驱动装置、张紧装置组成。优点：工作速度范围广，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，维护容易，无噪音，装料和卸料方便。缺点：输送轻质粉状物料时易飞扬，倾斜角度不能太大。适用范围：它常用于块状，颗粒状物料及整件物料进行水平方向或倾斜方向运送。2.说明下列四图分别为哪种叶片，简述其各自应用特点a.实体面型螺旋叶片：适用于松散性物料，满面式叶片系固定装置，不能随便调整。b.月牙式螺旋叶片：月牙式有较强的搅拌及松散作用，适用于输送粉状易结块物料。c.带式面型螺旋叶片：这种类型的螺旋由两个或多个不同直径的带状螺旋叶片构成，带状螺旋叶片彼此为左螺旋和右螺旋，一条叶片套在另一条内，通过刚性挂耳连接在同一根管子或轴上。一条带状叶片使物料向前移动，另一条带状叶片使物料向后移动，这样可使物料绝对而充分的混合。d.桨叶螺旋叶片：可调节一定角度的桨叶螺旋可使物料得到完全混合，并可控制物料的流动。3.搅拌机械如何分类？有何用途？搅拌器可以按搅拌桨叶结构分类、搅拌器的用途分类（）、流体流动形态、叶片运转速度分类按被搅拌物料的性质，可将搅拌机械分为：（1）搅拌机它以搅拌低粘度的液体为主，适用于液一液相混合及固一液悬浮液的混合，气一液混合等等。（2）调和机或称捏和机它以搅拌高粘度糊状物料及粘滞性固体物料为主。它适合于液一液相混合及固一液相混合伴有充气、传热、改性等其它一些过程的搅拌操作。（3）混合机它以搅拌干燥散粒状固体物料为主，适合于固一固相混合。4.简述均质机的结构，工作原理及使用范围a.高压均质机（1）原理：以物料在高压作用下通过非常狭窄的间隙，造成高流速，使料液受到强大的剪切力，同时由于料液中的微粒同机件发生高速撞击，以及料液流在通过均质阀时产生的漩涡作用，使微粒碎裂，从而达到均质的目的（2）结构：三级柱塞往复泵，双级均质阀（3）适用范围：主要用于生物、医药、食品、化工等行业，进行细胞破碎、饮品均质、精细化工，制备脂质体、脂肪乳、纳米混悬剂、微乳、脂微球、乳剂、乳品、大输液、染料、太阳能板涂层以及导电涂层等产品b.离心式均质机（1）原理：以高速回转鼓使料液在惯性作用下分成密度大中小三相，密度大的物料成分趋向鼓壁，密度中等的物料顺上方管排出，密度小的脂肪类被导入上室，上室内有一块带齿的圆盘，使物料以很高的速度围绕圆盘旋转并与其产生剧烈的相对运动，使得局部漩涡产生，引起液滴破裂而达到均质的目的（2）结构：转鼓，带齿圆盘（3）范围：一般用于处理奶制品c.超声波均质机（分为机械超声波均质机，磁控振荡式均质机，压电晶体振荡式均质机）（1）工作原理：是利用声波和超声波都同样是纵波，遇到物体时，就起了迅速交替的压缩和膨胀作用。（2）结构：机械超声波均质机由喷嘴和弹簧组成；磁控振荡式均质机主要有镍粒铁等磁控振荡式的超声波发生器；压电晶体振荡式均质机主要有钛酸钡或水晶振荡制作的超声波振荡器。（3）适用范围：d.胶体磨均质机（1）原理：一种磨制胶体或近似胶体物料的机械。它可以在极短的时间内对悬浮液中的固体进行超微粉碎，同时兼有混合搅拌分散和乳化作用，成品粒径可达1um以下（2）结构：进料口，外壳，定子，转子，电动机，调节装置和底座等（3）适用范围：果汁，果酱，植物蛋白，乳品，油脂及一些调味品，添加剂的生产中5.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？原理：升膜式浓缩设备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20~50m/s，在减压真空状态下，可达100～160m/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。影响：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。6.简述离心喷雾干燥原理，特点原理：离心喷雾是利用在水平方向作高速旋转的圆盘给予溶液以离心力，使其以高速甩出，形成薄膜、细丝或液滴，同时又受到周围空气的摩擦、阻碍与撕裂等作用，随圆盘旋转而产生的切向速度与离心力作用而产生的径向速度，结果以一合速度在圆盘上运动，其运动轨迹可设想为一螺旋形。特点：离心雾化所得的粒子大小要比压力雾化均匀。离心雾化与料液的物性、流量、圆盘直径、转速及周边形状有关。7.离心分配盘的种类，结构如何种类：光滑盘：科研、教学、实验用；非光滑盘：工业生产中用结构：润湿周边长，能使溶液达到高转速，喷雾均匀。离心盘本身结构要求坚固、质轻、结构简单、无死角、易拆洗、有较大的生产率。8.请举出四种固定容器式混合机，他们是以哪种混合为主？（1）螺带式混合机：对流混合（2）桨叶式混合机：对流混合，剪切混合，扩散混合（3）立式螺旋混合机：扩散混合（4）梨刀式混合机：湍流式混合9.均质阀是均质机的关键部件，由高压泵送来的高压液体，在通过均质阀时完成均质，请简要叙述均质阀的工作原理。均质机工作时，脂肪球或带有细小颗粒的物料，经高压泵的排料阀被压入均质阀阀座入口处。在压力作用下，阀芯被顶起，阀芯与阀座之间形成了极小的环形间隙（一般小于0.lmm）,当物料在高压下流过此极小的间隙时，受到两侧压力作用，速度增大，在缝隙中心处速度最大，而附在阀座与阀芯表面上的物料速度最小，形成了急剧的速度梯度。由于速度梯度引起的剪切力，物料流过均质阀时的高速（200～300m/s）撞击，以及高速液料在通过均质阀缝隙时由于压力剧变引起迅速交替的压缩与膨胀作用在瞬间产生的空穴现象，这样物料中脂肪球或软性、半软微粒就在空穴、撞击和剪切力的作用下被粉碎得更小，达到均质目的。10.将料液雾化所采用的雾化器是喷雾干燥设备的关键组件。用于食品工业的雾化器主要有哪三类？他们各自的主要原理是什么？压力式：使用高压泵，将浓缩后的料液痛过雾化器使料液的表面张力得以克服而雾化为直径为10~200μm的雾状颗粒而后干燥的干燥方法。离心式：调整转速可以调整雾化料液的粒径，转速高则液滴细，也像的比表面积就大，从而可以提高干燥的传热、传质效率气流式：在一个设备中，将颗粒物料堆放在分布板上，当气流由设备的下部通入床层，随着气流速度加大到某种程度，固体颗粒在床内就会产生沸腾状态。11.旋风分离器和丝网分离器的气液分离机理和效果比较1、净化天然气通过设备入口进入设备内旋风分离区，当含杂质气体沿轴向进入旋风分离管后，气流受导向叶片的导流作用而产生强烈旋转，气流沿筒体呈螺旋形向下进入旋风筒体，密度大的液滴和尘粒在离心力作用下被甩向器壁，并在重力作用下，沿筒壁下落流出旋风管排尘口至设备底部储液区，从设备底部的出液口流出。旋转的气流在筒体内收缩向中心流动，向上形成二次涡流经导气管流至净化天然气室，再经设备顶部出口流出。2、、丝网分离：由于气体与液体的微粒大小不同，液体与气体混合一起流动时，如果必须通过丝网，就象过筛一样，气体通过了，而液体被拦截而留在丝网上，并在重力的作用下下流至分离器底部排出12.光电检测和分选技术与传统手工分选相比，具有那些明显的优越性？食品物料在种植、加工、贮藏、流通等过程中难免会出现缺陷，例如含有异种异色颗粒、变霉变质粒、机械损伤等，因而在工业生产中有必要对产品进行检测和分选。然而，常规手段无法对颜色变化进行有效分选。大多依靠眼手配合的人工分选，其主要特点是：生产率低、劳动力费用高、容易受主观因素的干扰、精确度低。光电检测和分选技术克服了手工分选的缺点，具有以下明显的优越性：①既能检测表面品质，又能检测内部品质，而且检测为非接触性的，因而是非破坏性的，经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理；②排除了主观因素的影响，对产品进行全数（100%）检测，保证了分选的精确和可靠性；③劳动强度低，自动化程度高，生产费用降低，便于实现在线检测；④机械的适应能力强，通过调节背景光或比色板，即可以处理不同的物料，生产能力大，适应了日益发展的商品市场的需要和工厂化加工的要求。13.沸腾干燥适用特性及优缺点是什么？为什么要对有关参数进行选择？沸腾干燥设备有哪些类型？1.物料与干燥介质接触面大，搅拌激烈，表面更新机会多，