食品机械与设备习题解答

《食品机械与设备2016》习题解答
2016年1月30日
1.食品加工机械设备用材的基本要求是什么？从哪些方面考察食品机械设备的材料的性
能？
答.基本要求：（1）对食品必须无害，不污染食品；（2）不受或少受物料介质和清洗剂的影响，以延长设备的使用寿命。

食品材料的性能主要为：（1）机械性能；（2）物理性能；（3）耐腐蚀性能。

2.食品加工机械设备的选型原则是什么？
答.（1）满足工艺要求；（2）生产能力匹配；（3）相互配套原则；（4）性能价格比合理原则；（5）可靠性原则；（6）兼容性原则。

3.判断：所有不锈钢材料在任何场合均不生锈。

F
4.判断：机械设备的安全操作参数包括额定压力、额定电压、最高加热温度等。

T
5.判断：所用CIP清洗系统的管路中物料流向必须采用自动切换阀。

F
6.判断：双端式自动洗瓶机卫生条件和空间利用率优于单端式。

F
7.判断：单端式自动洗瓶机主要用于新瓶的清洗。

F
8.影响CIP清洗效果的因素有：
(1)动能。

以Re来衡量,从壁面淌下薄液的Re>200；管道线的
Re>30000；但管道线Re>30000为效果最好；
(2)热能。

在一定的流量下，温度上升，可提高Re，污物与洗涤溶液的
化学反应速度增大；增大污物中可溶物质的溶解量；
(3)化学能，主要来自洗涤剂。

9.CIP清洗效率与D关系最小。

A.洗液有效浓度
B.洗液流速
C.洗液温度
D.洗液贮罐形状
10.双端式自动洗瓶机卫生条件A于单端式,空间利用率A于单端式。

A.优，次
B.优，优
C.次，次
D.次，优
11.为了贮罐内壁进行全方位清洗，可采用D喷头。

A.固定式
B.单轴旋转式
C.双轴旋转式
D.A、B和C
12.说明CIP系统清洗喷头的各项要点，并说明喷头的喷嘴数和旋转角度的主要作用。

答.（1）喷头的式样和结构关系到清洗质量的好坏，应该根据容器的形状和结构进行选择。

喷头一般有固定式和旋转式两种。

（2）喷头的关键参数是射程和覆盖角度。

对固定式，这与开孔数有关；对旋转
式，与开孔数和旋转速度有关。

固定式喷头开孔数较多，射程有限，一般用于小设备清洗。

旋转式喷头开孔数较少，射程较远。

旋转式喷头的旋转速度对清洗效果也有较大的影响。

一般较低的旋转速度能获得较好的清洗效果。

13.判断：蒸汽注入式无菌处理系统无须保温段。

F
14.判断：液体食品UHT系统中只能用蒸汽作换热介质。

F
15.判断：只有间接加热式UHT系统需要设背压阀。

F
16.液体食品超高温瞬时杀菌设备简称UHT设备，有间接加热式和直接加热
式两种。

17.回转式杀菌锅的优点是：温度均匀；可缩短杀菌周期；可提高产品的成品率；
质量稳定。

适用于罐头等杀菌。

它的缺点是：操作要求高，杀菌锅有效容积降低；因使用热水循环,因此有结垢作用，须对用水进行处理。

18.说明罐头食品杀菌设备的分类。

这些分类的依据如何？
答.按操作方式的分类依据：间歇式和连续式；
按杀菌压力的分类依据：常压杀菌设备和高压杀菌设备。

19.说明液态饮料（例如鲜奶）的连续灭菌过程的主要步骤与操作原理。

答.板式热交换器预热段−→85℃−→板式热交换器主加热段−→138∼150℃−→保温管保持2∼4s−→板式冷却器用冰水冷却至100℃−→预热段板式换热器热量回收−→最终冷却段冷却至灌装温度
20.判断：如果悬浮液中固形物含量大且粒度较大，可以采用碟式离心机进行分离。

F
21.按操作原理，离心分离机可以分为过滤式、沉降式和分离式三种。

22.说明离心机分离因数的概念，并说明碟式离心机、管式离心机和沉降离心机的分离因
数范围以及它们的适用性。

答.离心机分离因素：离心加速度与重力加速度之比。

碟式离心机：分离因数6000∼11000。

适用液-液系统的乳浊液、含有极细颗粒的悬浮液的分离。

乳品工业上用于奶油的分离、牛乳的净化。

在动物脂肪和植物油、鱼油精制上用于脱水和澄清。

还常用于果汁的澄清。

管式离心机：分离因数可达50000。

对粒度小、固液相密度差小的物料分离或澄清效果好，适于高分散难分离悬浮液的澄清和乳浊液及液液固三相混合物的分离。

沉降离心机：分离因数较低，1500∼3000。

适用的料液固形物浓度范围宽，1∼50%。

进料浓度几乎不影响分离效率。

对颗粒直径的适应范围大。

占地面积小，处理量大。

可通过降低转鼓与螺旋带转速差的方式处理沉降性差的物料。

不适合分离直径较小的细菌、酵母菌等微生物悬浮液。

23.碟式离心机的进液口设在上部中心套管。

出料口设在上部中心套管与碟片之间的通道。

24.过滤机按推动力，可分为：重力、加压和真空过滤机；按过滤介质可
分为：粒状介质过滤机、滤布过滤机、多孔陶瓷过滤机和
半透膜介质过滤机等。

25.内外相密度相差不大的乳状液可用B式离心机进行离心分离。

A.过滤
B.碟
C.沉降
D.B和C
26.将湿的生淀粉中的水分脱除可用A式离心机。

A.过滤
B.碟
C.沉降
D.B和C
27.球（棒）磨机中物料的充填系数一般范围为C。

A.18%∼38%
B.28%∼38%
C.28%∼40%
D.38%∼48%
28.气流粉碎机具以下特点：能获得50µm以下粒度的粉体；粗细粉粒可自动分
级，且产品粒度分布较窄；适用于低熔点和热敏性材料的粉碎；产品不易受金属或其它粉碎介质的污染；可以实现不同形式的联合作业；
可在无菌情况下操作；结构紧凑，构造简单，没有传动件。

29.气流式粉碎机能获最小粒度B的粉体。

A.=50µm
B.<50µm
C.=1µm
D.=20µm
30.如何选择液体搅拌器的形式？
答.按照以下原则：（1）根据介质黏度的高低选型；（2）根据搅拌过程的目的选型。

31.对比讨论高压均质机与胶体磨的特点及适用对象。

答.（1）高压均质机主要由柱塞式高压泵和均质阀组成。

均质压强靠手轮对弹簧的压缩程度调节，配有水冷系统。

出料口仍有较高压头，供料容器出口高于均质机进料口。

工作中不能中途断料。

它对物料剪切力的来源其一是流体流过阀座与阀芯的狭窄缝隙时所经历的高压低流速状态至低压高流速状态之间的能量转化和空穴作用变化，其二是之后流体与均质环的撞击。

高压均质机剪切力较高，可获得的最小粒度可达0.03µm。

但是，它所允许的黏度不太高，最小黏度为1MPa·s。

（2）胶体磨的均质部件由高速旋转的磨盘与固定磨盘组成，剪切作用来源于两者之间流速差。

高压均质机与胶体磨通用，只有所需均质压力大于20MPa的产品才适合用胶体磨处理，也就是较适于粘度较大物料。

它的最小黏度为1∼1000MPa·s。

经过胶体磨处理后的分散相粒度最低可达1∼2.5µm。

32.液体用的搅拌设备通常由搅拌装置、轴封和罐体等构成。

其中搅拌
装置由传动装置、搅拌轴和搅拌器构成。

用于低黏度液体搅拌的最常见形式有桨式、涡轮式、旋桨式、框式、锚式、螺带式、螺杆式等。

相对于搅拌轴轴线，搅拌轴的安装位置有平行式、倾斜和垂直式。

当搅拌轴与搅拌罐轴线相重合时，通常需要在罐体内加装挡板，以保证搅拌罐内流场的混合效果。

33.粉体物料混合设备，从运动方式上分有容器回转式和容器固定式两类形式。

从操作方式上分有间歇式和连续式两种。

只有容器固定式混合设备才能实现连续操作。

34.一般可根据C进行搅拌器型式的选择。

A.料液黏度
B.容器大小
C.A和B
D.容器的高度
35.容器固定式粉体混合器采用A结构作混合件。

A.螺旋带
B.涡轮
C.锚式
D.框
36.胶体磨与高压均匀机相比，可处理B的物料。

A.B、C和D
B.黏度较大
C.含一定纤维的
D.稠度较大
37.下列设备中，只有C无运动部件。

A.胶体磨
B.均质机
C.静态混合器
D.高速剪切管线式分散乳化器
38.判断：冷冻真空干燥系统的冷阱装在干燥室外的最大好处是可以连续除霜。

T
39.判断：制冷系数与制冷剂在制冷机内蒸发温度有关而与环境温度无关。

F
40.判断：人工制冷中以机械压缩循环制冷最为常用。

T
41.判断：所有用于蒸气压缩制冷的制冷剂必须在常压下能够被液化。

F
42.载冷剂又称冷媒，起着将制冷剂在蒸发器内所产生的冷量传递给
被冷却物体或工作场所的媒介作用。

选择载冷剂一般考虑以下因素：冰点低、比热容大、无金属腐蚀性、化学上稳定、价格低、容易获取等。

食品工业用的载冷剂还要求：无味、无臭、无色和无毒等因素。

食品工业常用的载冷剂有：空气、水、盐水和有机物水溶液等。

43.制冷量单位也可以用冷吨表示，它是指1t0℃的水在24h内凝固成0℃
的冰所需排除的热量。

冷吨的英文名称为：refrigeration ton，缩写为：RT。

44.使用液氮速冻时，食品直接与-196℃的冷媒接触。

液氮的蒸发潜热为192.6
kJ/kg，因此每1kg液氮只能冻结1kg的食品。

45.说明速冻过程的主要方式。

为使速冻过程高效化，可以作哪些设备配置。

答.主要方式：空气冻结法、间接接触式和直接接触式。

冷空气强制对流、螺旋带输送与冷空气逆流、流态化技术、回转式冻结、直接与冷媒接触和液氮喷淋等。

46.判断：最普遍采用的载冷剂是盐水溶液。

T
47.说明冷冻干燥过程的主要操作步骤。

答.在冷冻干燥机主机外的速冻装置中预冷冻−→在冷冻干燥机中抽真空并加热使物料中的水分升华。

48.判断：TBA型无菌包装机采用双氧水-无菌热空气混合物喷雾方式对包装材料灭菌。

F
49.判断：无菌包装设备内一般有一个对产品进行无菌化处理的机构。

T
50.判断：挤模成型设备只能用于软料。

F
51.挤压机内的挤压、剪切作用是如何形成的？它们与螺杆结构与转速的关系如何？
答.（1）挤压作用及其影响参数：原料被送入机膛内，然后被螺杆推动沿内膛移动。

在移动中，由于越来越窄的刮板限制了容量，这使物料受到的阻力，压力和剪切力逐步增大，物料受到挤压作用。

影响挤压作用的主要参数为螺杆直径、螺杆结构和螺距。

增加螺杆直径，减少螺距和刮板作节流处理，可增加通过模口的反压来增加挤压效果。

（2）剪切力作用及其影响参数：剪切力主要来源于螺杆表面与机膛内表面之间流畅的流动速度差。

影响剪切力的主要参数为机膛的内部设计与长度、螺杆的运动速度与刮板宽度。

高转速和窄的刮板可产生高的剪切力，而低转速和宽的刮板的剪切力最低。