食品机械与设备思考题答案

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$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(GB/T7635.1-2002)(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常用的输送带有哪些?(2)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。3简述螺旋输送机的结构、工作原理、1.工作原理: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。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。垂直螺旋输送机结构图1-进料口2-下部机壳3-固定圈4-中间机壳5-螺旋体6-中间吊轴承7-上部机壳8-端部连接法兰9-驱动装置10-推力承轴装置11-带轮及护罩12-出料口4螺旋输送机的叶片有几种?各有何用途?旋转轴上焊有螺旋输送机螺旋叶片,叶片的面型根据输送物料的不同有实体面型、带式面型、叶片面型。(1(2(3)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。6斗式提升机的料斗有几种?何谓极距?极距实际意义1)料斗深斗:浅圆底斗;尖角形料斗极距: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。从极点P到驱动轮中心之间的距离称为极距(h)h=895/n2式中:n-驱动鼓轮转速(rpm)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。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r0的范围,所以极距是决定斗式提升机转速n及驱动轮半径r0等参数的主要因素。7掌握斗式提升机的卸料方式,离心卸料用途离心式,重力式,离心重力式离心式卸料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。斗与斗之间疏布。离心式卸料适用于粒状较小而且磨损性小的物料。8食品厂用的容积泵类型有哪些?(一)离心泵(二)齿轮泵(三)螺杆泵(四)滑片泵(五)往复泵$3搅拌及微粒化机械1何谓搅拌?搅拌起何作用?搅拌是指借助于流动使两种或多种物质在彼此之中相互散布的一种操作。其作用可以实现物质的均匀混合、也可以促进溶解、气体吸收、强化热交换等物理及化学的变化。2搅拌机械如何分类?:(1)搅拌机。(2)调和机(3)混合机。3搅拌中产生几个速度分量?哪些有益,哪些有害?三个速度分量:垂直于搅拌轴的径向分量;与轴平行的轴向分量;与叶轮相切的切向分量。液流的径向分量和轴向分量都能促进混合;切向分量则不同,在搅拌轴对中安装于容器内的情况下,切向分量主要促使流体绕轴循环转动,形成速度不等的液层;当层间相对速度不高时,对流作用很小,所以几乎没有混合,同时还会使液流产生向下凹的漩涡,这些流动都对混合不利。4说明搅拌容器中档板的作用、数量及安装方式。1、作用:一是改变切向流动;二是增大被搅拌液体的湍动程度,从而改善湍动效果。2、挡板数量:据Mack等学者证明,宽度和容器内径之比为1:10的四块挡板一般已足够用了。3、挡板安装方式(1)搅拌低粘度液体时,挡板紧贴壁内侧安装(2)搅拌中等粘度的物料时,可把挡板离开壁面安装,以阻止在挡板背后形成停滞区,还可防止固体在挡板后聚积。挡板与容器壁的间距约为挡板宽度的0.1-0.5倍。(3)随着粘度的增加,挡板宽度还可以适当地减小,当搅拌物料粘度大于12000cp(12Pa·s)时,流体的粘度足以抑制打漩,故无需加设挡板。9打蛋机的浆叶的种类?①筐形搅拌桨②拍形搅拌桨③钩形搅拌桨10固体混合机有几类?各有何特点和用途?调粉机(Kneader)13简述高压均质机的结构、工作原理(一)高压均质机工作原理1.剪切作用2.撞击学说3.空穴学说(二)高压均质机结构1.泵体结构(1)结构:三级柱塞往复泵、双级均质阀14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)耗能性质不同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,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;而胶体磨研磨后颗粒度为2-40um。$4食品浓缩设备4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?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。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。5降膜分布器有几种?作用?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。6刮板式薄膜浓缩设备的结构、原理和特点是什么?结构;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。有立式、卧式两种型式。工作过程:它的料液从上部的进料管2,以稳定流量进入,先经由转轴带动旋转的料液分配盘7,在离心力的作用下,被抛向夹套加热室内壁,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6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4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8,把夹带的液沫分离,从顶部出口9排出,进入冷凝器。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1163~3489w/m2·K。适合于浓缩高粘度(50~100Pa·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,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2~45s左右。它的动力消耗较大,一般在1.5~3kw/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。7离心薄膜式浓缩设备的结构、原理和特点是什么?1.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,由中间空心轴疏水装置排出。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1~2s,形成0.1mm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200CP8片式浓缩设备的结构、原理和特点是什么?片间垫圈起何作用?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。11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、水环式真空泵它主要是由泵体和泵壳组成的工作室。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。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换,功率消耗较大。4.蒸汽喷射泵它与水力喷射器相似,主要不同点是采取较高压力的水蒸气作动力源。它由喷嘴、混合室和扩散器组成。喷嘴结构为不锈钢,在各级喷射泵上多与混合式冷凝器相连。冷却水通入冷凝器内,喷成柱状冷水幕,以冷凝水蒸汽。$5食品干燥设备3何谓滚筒干燥器?影响料膜形成的因素是什么?滚筒干燥器主要由—只或两只滚筒所组成。滚筒是中空的金属圆筒,由蒸汽或其他加热剂通入其内部进行加热。被干燥物料覆附在烘缸的表面进行接触传热,以达到干燥的目的。1.料膜的形成形成膜的厚度,与物料性质(形态、表面张力、粘附力、粘度等)、滚筒的线速度、筒壁温度、筒壁材料以及布膜的方式等因素有关。料液的表面张力是同类液体分子之间的引力、粘附力是料液与金属筒壁之间不同分子的引力。只有粘附力大于表面张力时,料液才能附于滚筒上成膜。4何谓喷雾干燥喷雾干燥是通过机械的作用,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。5简述喷雾干燥系统组成及主要设备。1.空气加热、输送系统:空气过滤器、空气加热器,风机等。2.料液供送、喷雾系统:包括高压泵或送料泵、喷雾器等。3.气液接触干燥系统:干燥室。4.制品分离、气体净化系统:包括卸料器、粉末回收器,除尘器等。6简述压力喷雾干燥原理、特点、喷嘴结构,作用①压力喷雾干燥原理主要是采用高压泵,以7-20MPa的压力,将溶液通过雾化器(喷枪),使之克服溶液的表面张力,而聚化成直径10-200um的雾状微粒喷入干燥室,由于同热空气直接接触,进行热交换和水分的传递,其表面水分迅速蒸发,在很短的时间内即被干燥成球状颗粒,沉降于室底。②压力喷雾微粒化装置压力喷雾微粒化装置是保证成品质量,提高干燥效率的关键性部件,目前较为常用的有“M”型(Monarch)和“S”型(SprayingSystems)两种。喷嘴一般均有使液流产生旋转的导沟,使料液形成旋流。8离心分配盘的种类、光滑盘:非光滑盘:10微波干燥原理是什么?微波与各材料间的关系如何?原理:微波焙烤主要利用了微波的热效应。并不会生热,它是一种高频的电磁波,微波所形成的交变电场的方向发生着高速的改变,这种改变使处于微波场中的极性分子也处于高速振荡状态。在微波常用到材料可分为导体、绝缘体、介质、磁性化合物4类;微波在传输过程中会遇到不同的材料,会产生反射、吸收和穿透现象;这情况完全取决于材料本身的几个特性,如介电常数、介电损耗系数、比热、形状和含水量的多少等。11简述影响微波干燥的因素,微波干燥有何特点???影响微波焙烤的
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