食品机械与设备 重点.doc

第一章绪论 一 食品机械的技术经济指标都有哪些，它们含义是什么？1 单位生产能力 指机械设备生产食品产品的能力，也就是生产某种食品的速率，2消耗系数 消耗系数是对设备生产每单位产品所耗费的原材料及能量的一种度量指标。3 设备的性价比 在选用设备时，必须全面关注科学技术的发展和设备更新的趋势，合理确定特殊设备的使用寿命，在此基础上选择其性能价格比高的机械设备4 管理费用 管理费用包括劳动工资、操作维护以及检修费用等。5 产品总成本 产品总成本是生产中一切经济效果的综合反映。也是食品厂选用食品机械的基本出发点。、二 食品机械的设计要求1.满足既定的食品工艺要求，反映工艺的适用性和先进性；2.机械结构的合理性、可靠性和耐久性；3.机器的能耗尽可能低；4.卫生要求. 这是食品机械区别于其他机械的基本特征之第二章食品物性学基础（不考试）一 食品物性学的研究内容包括力学性质 热学性质 光学性质及电学性质二 牛顿流体与非牛顿流体的区别？非牛顿流体包括哪些？ 满足牛顿粘性定律的流体称为牛顿流体，牛顿流体的特征是:剪切应力与剪切速率成正比，粘度不随剪切速率的变化而变化 剪切应力与剪切速率之间不满足牛顿粘性定律，且流体的粘度不是常数，它随剪切速率的变化而变化，这种流体称为非牛顿流体。三 非牛顿流体还包括：假塑性流体、胀塑性流体、塑性流体、触变性流体等。四 如何能够判断常见的食品物料是牛顿流体还是非牛顿流体。 五 在食品发生断裂之前它的流变特性包括_六 什么是粘弹性、粘弹性体？ 我们把这种既有弹性又可以流动的现象称为粘弹性，具有粘弹性的物质称为粘弹性体(或半固态物质)。 七 食品的断裂形式有：脆性断裂和 塑性断裂第三章物料输送一 常用的固体物料输送机械设备及其原理？ 1 带式输送机P5 2 斗式提升机P8 工作时，传动机构将动力传递给牵引构件，使料斗运动，物料由机座进入运动的料斗，再被料斗沿机筒提升，在机头处，物料由料斗中抛出，经卸料管卸至机外。 3 螺旋式输送机 利用螺旋把物料在固定的机壳（料槽）内推移进行输送。物料不随螺旋旋转，滑动形式移动 4 震动输送机定义：振动输送机是一种利用振动技术使输送机中的输送构件达到接近共振或扩大共振状态，从而对松散态颗粒物料进行中、短距离输送的输送机械 二 气力输送装置工作原理？ 借助空气在密闭管道高速流动，物料在气流中被悬浮输送到目的地 三 用于流体物料输送的泵的类型及其定义？ 1.叶轮式泵 凡是依靠高速旋转的叶轮对被输送液体作功的机械，均属于此种类型的泵。如各种形式的离心泵、轴流泵、旋涡泵等。 2.往复式泵 利用泵体内往复运动的活塞或柱塞的推挤对液体作功的机械。属于这种类型的泵有活塞泵、柱塞泵或隔膜泵等。 3.旋转式泵 依靠旋转运动的转子对液体作功的机械。属于这种类型的泵有齿轮泵、罗茨泵、螺杆泵、滑片泵等。 离心泵：依靠高速旋转叶轮对被泵送液料的动力作用，把能量连续传递给料液， 实现连续地液体输送第四章 清洗 分选分级机械一 清洗、分选、分级的定义（不考试）1) 清理：系指清除异物或杂质。清理工作可以用手拣、洗涤、风选、筛选、磁选、光选等方法来进行。具体包括清洗和分选。2) 分级：系指把清理过的产品按质量不同分离开来,其质量可按照尺寸、形状、密度、结构和颜色来划分.3) 定级：指按商业价值和用途划分品级,与物理分级时所公认的考虑因素相比,定级取决于更多的因素。二 比较单端式洗瓶机和双端式洗瓶机的优缺点。 1) 双端式的瓶套自出瓶处回到进瓶处为空载,因而洗瓶空间的利用不及单端式的充分。单端式在洗瓶过程中容易因脏瓶而弄脏净瓶，影响洗瓶质量。 2) 单端式的只需一人操作而双端式的需两人操作。单端式的下部有一个很大的洗涤剂浸 泡池。但单端式对连续化生产不适应.三 气流清选机械的工作原理。 气流清选: 利用物料的空气动力学特性特性进行分选的方法叫气流清选。 气流清洗的工作原理：物料的悬浮速度是气流清选的主要理论依椐。由于谷粒与杂质的密度、大小和阻力系数不同，其悬浮速度也不同，因此，只要控制气流速度大于轻杂质的悬浮速度，而小于谷粒的悬浮速度，则可将二者分离。四 什么是空气动力学特性及悬浮速度？ 空气动力特性：是指不同尺寸、形状、密度的物料与空气产生相对运动时受到空气的作用力也不同，以致它们在外力（包括空气作用力、重力及浮力）作用下表现出不同的运动状态。 物料在气流中既不上升也不下降,而呈悬浮状态,那么 这时的气流速度V为该物料的悬浮速度五 筛分机械的工作原理及筛面运动的形式。 根据物料粒度的不同，利用一层或数层静止的或运动的筛面对物料进行分选的方法。 筛面运动的形式：静止倾斜筛面；往复振动筛面；高速振动筛面；平面回转筛面；滚动旋转筛面六 什么是筛分效率？筛网规格的表示方法。、 筛分效率定义：筛分效率是评价筛分操作质量好坏的指标。它是指筛分时实际筛下的筛下级别物料质量与原物料含同一级别物料质量之比， 筛网规格的表示方法有两种网目：以每英寸长度内的筛孔数表示，称为网目数，简称网目，以M表示；筛号: 以每厘米长度内的筛孔数表示，称为筛网的号数，简称筛号，以N表示。 2.54*N=M第五章分离机械一 名词解释（前四有改动） 悬浮液：悬浮液是由液体和悬浮于其中的固体颗粒组成的系统。固体颗粒是由许多单个颗粒及聚集在一起的颗粒团组成的混合体。 乳浊液：乳浊液是由液体和悬浮于其中的一种或数种其他液体所组成的系统，其中至少有一种液体是以液珠的形式，均匀地分散于一个不和它互溶的液体之中。 助滤剂：助滤剂是在过滤前预覆在涂布上或添加在滤浆中以提高过滤速度的物质。常用作助滤剂的物质有：硅藻土、珍珠岩、炭粉、石棉粉等。 分离因数：用来衡量离心设备分离性能的指标叫做分离因数，指的是被离心物料受到的离心力与自身重力之比。也等于离心加速度与重力加速度之比。 膜分离法 用天然的或人工合成的高分子薄膜或其他具有类似功能的材料，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法 反渗透 利用反渗透膜选择性透过溶剂（水）的性质，对溶液施加压力克服溶液的渗透压，使溶剂通过膜从溶液中分离出来。 超滤 被分离的溶液借助外界压力的作用，以一定的流速沿具有一定孔径的超过滤膜面上流动，让溶液中的无机离子、小分子物质透过膜，截留高分子物质、胶体、蛋白质、微生物，从而实现分离和浓缩目的。 电渗析 使用具有选择性透过性能的离子交换膜，在直流电场作用下，溶液中的离子选择性透过进行定向迁移。过滤操作过程一般包括过滤、洗涤、干燥、卸料四个阶段。二 过滤操作在食品工业中的应用形式。 1.滤饼过滤 以过滤介质上游所形成固体颗粒床层(滤饼)的渗滤作用为主要过滤机理，用于含大量不溶性固体的悬浮液的过滤（即含量大于1-2%）。如从饴糖液中脱去糖渣，葡萄糖、食用油脱色后滤去活性炭、漂白土等。 2.深层过滤 颗粒尺寸比介质孔道小的多，孔道弯曲细长，颗粒进入孔道后容易被截留。颗粒紧附在孔道的壁面上。介质表面无滤饼形成，过滤是在介质内部进行的。用于从液体中除去少量不溶性固体 3.膜过滤 采用有机膜，多孔陶瓷介质膜和半透膜介质膜等膜材料，从液体中除去少量极细小质点的过滤三 叙述板框式过滤机的工作过程。（有改动）（1）过滤：滤浆由滤框上方通孔进入滤框空间，固体颗粒备滤布截留，在框内形成滤饼，滤液则穿过滤饼和滤布流向两侧的滤板，然后沿滤板的沟槽向下流动，由滤板下方的通孔直接排出。（2）洗涤：当滤框内充满滤饼时，其过滤速率大大降低或压力超过允许范围，此时应停止进料，进行滤饼洗涤。可将洗涤水压入洗水通道，经洗涤板的左上角的小孔进入板面与滤布之间。洗涤水穿过滤布和滤框的全部向过滤板流动，并从过滤板下部排出。洗涤完后，除去滤饼，进行清理，重新组装，进入下一循环操作。四 旋液分离器与旋风分离器的异同。 相同点原理相同：都采用离心分离的方法除去内部杂质。 结构相同：就单个分离器而言，其结构大致相同。 异同点用途不同：旋液从液体中分离固体杂质，旋风从气体中分离固体杂质。设备体积不同：旋液由于用于液体分离，其密度较大，单个分离器的体积较小；旋风由于用于气体分离，其密度较小， 固分离器体积较大。设备组装方式不同：为了提高生产率，旋液一般多个分离器并联使用，而旋风一般单个分离器即可使用。第六章搅拌 混合及均质机械 一 名词解释。 搅拌：指借助于两种或两种以上流动的物料在彼此之间相互散布的一种操作，其目的是强化热交换过程和取得一种均匀的混合物。（有改动） 混合：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。 均质：指借助于流动中产生的剪切力将物料细化、将液滴碎化的操作，其作用是将食品原料的浆、汁、液进行细化、混合处理，以提高食品的质量和档次二 搅拌的机理。、 1.对流混合：也称为体积混合或移动混合，对于互不相溶组分，依靠搅拌装置的运动部件或重力，使物料各部分作相对运动。其混合均匀程度并不太高，对粉料和液料都是如此。 2.扩散混合：指互溶组分中存在的混合现象，实际上完全互不相溶组分是不存在的，在混合过程中有一个由对流混合到扩散混合的过渡，主要取决于分散尺度的大小。 3.剪切混合：主要因剪切力的作用，物料组分被拉成愈来愈薄的料层，使某一种组分原来占有区域的尺寸愈来愈小。三 叶片转动造成的液流有三个分速度：轴向速度、径向速度和切向速度。四 均质是一种特殊的混合操作，包括粉碎、混合双重作用。五 均质的目的在于减缓混合液分离、获得稳定的、液相均匀的产品及有利于消化和吸收六 简述一下均质理论。 1 剪切理论指颗粒高速度通过均质头中的窄缝时，由于涡流而对脂肪产生剪切作用，使脂肪球破碎。一般在缝隙中心处液体流速最大，在缝隙避面处液体流速最小，由极大的速度梯度产生很大的剪切力，从而使脂肪球破裂达到均质的目的。 2 撞击理论指当颗粒以高速度冲击均质阀时，使之破碎。具体过程是外界的高压作用使脂肪球与均质阀发生高速撞击，从而使脂肪球破裂达到均质目的 3 空穴理论指高压作用使料液高速流过均质阀缝隙处时，产生了巨大的压力降，当压力降低到液体在该温度下的饱和蒸汽压时，液体开始沸腾并迅速汽化，产生大量气泡；在向缝隙出口流出过程中流速逐渐降低，压力逐渐增加，当压力增大到一定程度时，气泡会突然破灭，瞬间会产生大量空穴；空穴的产生如同无数微型定时炸弹爆炸，释放大量能量，同时产生强烈的高频振动，同时伴随强烈的湍流，产生强烈的剪切力，使液滴及微粒破碎变小。 第七章食品成型机械一 食品成型机械分类？ 根据成型原理不同可以分为：压延成型机、模压成型机、搓圆成型机、挤压成型机、浇注成型机及包馅成型机。 根据成型加工对象不同，可分为：饼干成型机、面包成型机、糕点成型机等。二 伞形面包搓圆机的运动特点？ 搓圆机的作用主要是使面团的外形成球状，并使内部气体均匀分散，组织细密，同时通过高速旋转揉捏，使面团形成均匀的表皮，这样可使面团在下一段醒发时所产生的气体不致跑掉，从而使面团内部得到较大的并且很均匀的气孔 工作特点：面团滚动速度越来越慢，容易形成双生面团。第8章 食品杀菌机械设备一 简述一下食品杀菌、商业杀菌及生物杀菌的区别。 食品杀菌：是利用理化因素杀灭食品中因污染而存在的致病菌、腐败菌及其他病原微生物，同时要求杀菌过程中尽可能地保留食品的营养成分和风味，有一定的保存期。 商业杀菌：是从商品角度对食品所提出的杀菌要求。是指食品经过杀菌处理后，按照所规定的微生物检验方法，在所检食品中无活的微生物检出，或者仅能检出极少数的非病原微生物，但它们在食品保藏过程中，是不可能进行生长繁殖的，这种杀菌要求称商业杀菌或灭菌。 生物杀菌：是杀灭物品中一切致病性和非致病性微生物（包括病毒、细菌及芽孢等）。一般又称灭菌。不考虑保留杀菌对象的营养及其他因素。二 什么是D值、Z值？ D值：在一定的处理环境中和在一定的热力致死温度条件下活菌数减少一个对数周期所需的时间。 Z值：在热力致死曲线中时间降低一个对数周期所需升高的温度。三 超高温瞬时灭菌设备有直接加热灭菌法超高温瞬时灭菌设备、间接加热灭菌法超高温瞬时灭菌设备两种。热杀菌方法可分为（低温长时）巴氏杀菌设备（626530min ）、高温短时杀菌设备（75901520s ）和超高温瞬时灭菌设备（13514034s ）；非热杀菌方法主要有高电压脉冲电场非热杀菌、辐照杀菌、超高静压杀菌（UHP）等第9章 食品干燥机械设备一 简述一下干燥过程？ （1） 表面汽化：热量从周围环境传递到物料表面使其表面水分蒸发称为表面汽化，如果表面汽化速率小于内部扩散速率，则物料内部水分能迅速到达表面，使表面保持充分湿润，此时干燥过程由表面汽化控制（反应最慢的那一步的反应快慢决定整个反应的反应快慢）；干燥初期由表面汽化控制，在干燥介质状态不变的条件下为恒速干燥；（2）内部扩散：表面汽化的同时物料内部水分传递到物料表面称为内部扩散。如果表面汽化速率大于内部扩散速率，则没有足够的水分扩散到表面以供汽化，此时干燥过程受内部扩散控制；干燥末期，物料水分较少，整个干燥过程由内部扩散控制。（若为简答题则红色字体部分可不答，若为论述题，则全答。）二 什么是流化？什么是沸腾干燥？ 流化：“流化”是指固体颗粒被流体吹起呈悬浮状态，粒子可以相互分离，作上下、左右、前后运动，这种状态我们称作“流化”，或流态化，流动化或沸腾状态（即沸腾）。 沸腾干燥：是指干燥介质使固体颗粒在沸腾状态下进行干燥的过程。三 流化床干燥过程包括哪些阶段？（有改动）如果有三个空，为固定床阶段、流化床阶段、输送阶段；如果有五个空，为固定床阶段、松动床阶段、流态化开始阶段、流态化展开阶段、气力输送阶段，不用具体展开记。四 喷雾干燥原理？ 通过机械的作用，将需干燥的物料，分散成很细的雾状微粒(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。五 喷雾干燥设备的雾化器有压力式喷雾器、离心式喷雾器、气流式喷雾器三种。六 升华干燥过程的三个阶段：预冻阶段、升华干燥阶段、解析干燥。七 微波加热干燥原理。 物料的偶极子在电场作用下会定向排列，如果改变电场方向，偶极子的取向也会改变，而如果电场改变频率极高，则会引起由偶极子改变方向而产生热效应。八 比较微波干燥与一般干燥的区别。一般干燥微波加热过程食品首先外部受热干燥，然后向内部传递。而热量传递与水分扩散传递的方向相反。内部加热。物品的最内层首先干燥，最内层水分蒸发迁移至次内层、外层。结果热量向内层传递愈来愈慢，水分向外层传递也愈来愈慢。水分由内层向外层的迁移速度很快，即干燥速度比一般的干燥速度快很多特别是在物料的后续干燥阶段。九 红外干燥原理。 当被加热物体中的固有振动频率和射入该物体的远红外线频率（波长在2 15mm）一致时，就会产生强烈的共振，质点会吸收红外线并使运动进一步激化，转换成分子热运动，因而温度迅速升高，即物体内部分子吸收到红外辐射能而直接转变为热能而实现干燥。第10章 制冷机械设备一 什么是制冷量、制冷系数？ 制冷量 制冷剂从被冷却物体中所能取出的热量，称为制冷量或制冷能力。 制冷系数：制冷系数是评价某具体制冷循环经济性的一项指标。它是衡量制冷机工作的重要指标。它表示制冷循环中的制冷量q与该循环消耗的外功W之比。（有改动)二 什么是制冷剂、载冷剂？ 制冷剂在直接蒸发式制冷系统中循环，通过其本身的状态变化，来传递热量的工质称为制冷剂（冷冻剂）。如氨、氟利昂等。 载冷剂在间接蒸发式制冷系统中起传递冷效应的介质称为载冷剂（冷媒）。载冷剂在蒸发器中被制冷剂冷却，然后再去冷却物料或冷藏库。如盐水（氯化钠）、氯化钙盐水、冰、冰盐等。三 制冷过程是 将热能从低温物体取出，并将其放到高温物体中的物理过程。四 制冷循环的理论基础是逆卡诺循环。 五 逆卡诺循环的TS图中卡诺循环由两个定温过程和两个绝热过程所组成。1-2线为定温吸热过程 2-3线为绝热膨胀过程3-4线为定温放热过程 4-1线为绝热压缩过程（PV、TS为一种顺时针进行的热力循环）1-2线是工质作绝热过程，2-3线是工质作等温压缩过程，3-4线是工质作绝热膨胀过程，4-1线工质作等温膨胀过程 六 制冷循环系统中的油分离器作用是_。七 当实际情况满足当实际情况满足压缩比8，蒸发温度-25时，宜采用双级压缩制冷循环系统。八 活塞式压缩制冷设备主要由哪几部分组成？它们的作用是什么？ （1） 制冷压缩机：用来对制冷压缩机作用，获得能量，然后经冷凝 ，膨胀，能对物料进行吸热降温；（2） 冷凝器：制冷系统的一种热交换器，使制冷剂过热蒸汽受冷凝结结成液体；（3） 膨胀阀：又称节流阀，降低对制冷机的压力，控制制冷剂流量；（4）蒸发器：制冷剂吸收冷却介质的热量。第十一章 浓缩设备一 为什么多效浓缩的效数是有限度的？ 1.实际耗汽量要大于理论值； 2.设备费用增加，多效蒸发虽可节约蒸汽，但费用却随着效数增加而成倍增加，当增加到不能弥补所节约的燃料费用时，效数就达到了极限； 3.蒸发器有效传热温差有极限，随着效数不断增加，每效分配到的有效温差逐渐减小。 二 什么是并流（或顺流）浓缩、逆流浓缩、平流浓缩、混流浓缩？ 并流 溶液与蒸汽的流动方向相同，即均由第一效顺序至末效。 逆流 料液和蒸汽流动方向相反，即原料由最后一效进入，依次用泵送入前效，