食品机械思考题(考试)

第一章绪论

1．食品机械与设备的性质

1）食品机械与设备的共性---机械性

a）机械的构成（动力、传动、执行、控制四部分）

动力部分－机器动力的来源，最常见的是电动机和内燃机。

传动部分－用来改变运动形式、运动快慢、运动方向，联接原动机和工作部分。

工作部分－完成预定的动作，位于传动路线的终点。

控制部分－保证机器的启动、停止和正常协调动作。

b)传动机构与工作零件

常用机构：连杆机构（曲柄摇杆机构、曲柄滑块机构）、凸轮机构（盘形凸轮机构、圆柱凸轮机构）、齿轮机构（圆柱齿轮机构、圆锥齿轮机构、蜗杆蜗轮机构）、带传动机构、链传动机构等；

常用零件：凸轮、齿轮、链、链轮、带轮、螺钉、螺母、轴承弹簧等；

强度、刚度、结构工艺性、可靠性、安全性、外观设计等。

2）食品机械与设备的特性---食品性

2．食品性

1）食品工艺性

①满足一定的食品工艺的要求，食品种类多，通用性小，食品机械单机性强。

②食品加工温升会影响食品质量，食品机械要考虑加工时间及采取降低温升的措施。

③食品加工受食品原料季节性生产的影响，要一机多能。

2）食品安全卫生性

①材料：无毒、不产生毒素；与食品直接接触区域、非接触区域

②结构：易清洗（拆卸、尖角、缝隙）；密封

③安装：采光、通风、温湿度（防细菌滋生）

第二章输送机械与设备

1．带式输送机的组成

主要由输送带、滚筒（驱动滚筒、张紧滚筒、导向滚筒）、托辊、张紧装置、传动系统、纠编装置等组成。

输送带：要求有一定的强度、挠性、延伸率，耐磨性，分橡胶带、纤维织带、塑料带；钢带、网状钢丝带等，钢带适用：饼干、糕点等烘烤，网状钢丝带适用于饼干等烘烤和食品清洗，塑料带具有耐磨、耐酸碱、耐油、耐腐蚀，适用于温度变化大等优点。

托辊：其作用是支承运输带及其上面的物料，保证带子平稳运行。其种类按位置分：上托辊（即载运托辊）、下托辊（即空载托辊），按形状分：平形托辊、槽形托辊。上托辊常为平形托辊和槽形托辊，而下托辊为平形托辊。

张紧装置：其作用是补偿输送带受力、受热变形，保证足够牵引力。种类有螺旋式、重锤式、弹簧式等。螺旋式张紧的特点是需要经常进行观察和张紧；重锤式张紧的特点是张紧力不变，但结构较庞大；弹

簧式张紧的特点紧凑，但张紧力不恒定。

纠偏装置：产生带跑偏的原因：1）沿带宽装料不均匀；2）接头不准确；3）托辊或滚筒的轴线安装偏斜；4）托辊、滚筒的形状制造误差。采取纠偏措施有：1）强制性纠偏，带易单侧磨损；2）自动纠偏。采用调心托辊等。

2. 生产能力计算

生产能力计算公式（适用物料连续移动类机械）：G = K q v Φ

G生产能力（吨/小时等）；q移动方向单位长度内的量（公斤/米等）；v速度（米/秒等）；Φ为充填系数，实际与理论的比值，Φ＜1；K为系数，根据G、、V的单位确定。如果G吨/小时，q千克/米，v米/秒，则K=3.6

对于酒瓶、包装箱的均匀分布离散体、整件物料： q = b*m*n 或 q =m/s

3。料斗结构、联接方式、布置形式、装卸料方法

料斗的结构形式有：深斗、浅斗、尖角形斗（角斗）

料斗与牵引构件的联接方式有：与牵引带的联接时，料斗后壁与带相连；与单条牵引链的联接时，料斗后壁与链相连（斗宽B较小）时；与双条牵引链的联接（斗宽B较大）时，料斗侧壁与链相联。

料斗的布置型式有疏散型布置（适用于浅斗和深斗）和密集型布置（适用于尖角形斗）。

装料方法有吸取装入即挖取法（适用于浅斗、深斗）和直接装入即撒入法（适用于尖角形斗）。

卸料方法有：

1）离心式利用离心力卸料，适用于粒状较小而且磨损小的物料；用深斗或浅斗。

2）无定向自流式利用重力卸料；适用于大块、易碎的物料，酱体；用尖角形斗。

3）定向自流式离心力和重力，速度较低，卸载角较小，易落在料斗后壁上，定向装置；适用于流动性不良或潮湿物料，一般用浅斗。

4。螺旋的作用（输送、混合、挤压）

1）用于需要密闭输送的物料，如飞扬性粉尘物料，要保持输送过程卫生的粒状物料。

2）一般用于短距离输送，水平或倾斜角度不大倾斜输送。

3）当螺旋螺距或直径变化时，会产生挤压作用，此时可用于挤压操作，如绞肉机、饺子机、榨汁机等上使用。

4）当采用适当的螺旋结构，还可产生混合作用，可用于连续混合操作。

第三章预处理机械与设备

1．清洗的目的、对象和方法

目的：清除污染、保证清洁；清洗对象：原料、容器和加工设备；清洗方法：浸泡、喷射、洗刷和搅拌等。

2．鼓风式清洗机原理与机械结构

清洗原理：用鼓风机把空气送进洗槽中，使清洗原料的水产生剧烈的翻动，物料就在空气对水的剧烈搅拌下进行清洗的。利用空气进行搅拌，既可加速污物清除，又能使原料的完整性不被破坏。适合：果蔬原料

机械组成：洗槽、输送机、鼓风机、喷水装置、传动系统等

输送机：采用双链式输送机：双链+承载构件。滚筒链式----番茄类圆球形易碎的物料；刮板链式---水果类圆球形坚硬的物料；金属丝网链式---块茎类多泥沙的物料，如土豆。输送部分分二个水平段和一个倾斜段。液面下水平段，浸泡、搅拌清洗；倾斜段，清水、沥干；上水平段，用于选择检查台。

传动系统：电机→鼓风机，采用一级增速；电机→输送机，采用带传动、齿轮传动三级减速。

3. 摆动筛不平衡的原因、危害及平衡方法、平衡效果

摆动筛不平衡的原因：摆动筛的筛体在连杆机构的作用下往复运动，有加速度和惯性力，由于加速度的大小和方向在运动中不断变化，筛体本身得不到平衡，产生不平衡。

不平衡的危害：引起剧烈的振动和噪声，影响零部件寿命。

筛体平衡方法：a、平衡重平衡，加设平衡重物；b、对称平衡，即采取双筛体。

筛体平衡效果：两种平衡法均为不完全平衡（惯性力部分抵消）

4．蘑菇定向切片机切片要求，如何实现（定位原理）

用于蘑菇罐头，切片要求：片厚薄均匀；同向切片；边片与正片分开

圆刀切片机：圆盘刀、垫辊和挡梳

切片机工作原理：由于蘑菇外形小而质软，不能机械定位。考虑到蘑菇重心在菇盖，设计一个弧形滑道，在水力作用和轻微振动下，菇盖朝下或朝前运动，实现定位，然后进入切割位置。

5．绞肉机的组成

料斗、螺旋供料器、十字切刀、格板、紧固螺母、机身、传动系统等。

第四章混合机械与设备

1．混合作用、混合机械分类

混合作用：物质的均匀混合；促进溶解、气体吸收；强化热交换；加速化学变化。

混合机械与设备按作用对象分为液体混合机械、固体混合机械、固液混合机械；按容器轴线位置分为立式混合机械、卧式混合机械；按搅拌器转速高低分为低速混合机械、高速混合机械；按工作情况分为间歇式混合机械、连续式混合机械。

混合机械与设备中，搅拌机适用于粘度较低的液体的混合；打蛋机适用于高粘度的液体的混合；混合机适用干燥散粒状固体物料的混合；调和机或称捏和机、揉合机，适用于高粘度糊状物料及粘滞固体物料的混合。

2。搅拌机搅拌器工作流型与结构

搅拌器工作流型有轴向流型、径向流型。

搅拌器按桨叶构造特征，有桨式搅拌器、涡轮式搅拌器、推进式搅拌器、锚式搅拌器。

3．两种类型混合机混合机理与适用物料

固定容器式混合机，以对流混合为主，适用于被混各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。

旋转容器式混合机，以扩散混合为主，适合于混合具有相近物理性质的粉粒体物料。

4、和面机搅拌器的种类及作用

a）Z型与∑型搅拌器：

搅拌器的拉延作用较好，剪切作用较弱，较好地促进面筋网络的生成。适于制作韧性面团。

b）桨叶式搅拌器：

搅拌器的剪切作用很强，拉延作用较弱，破坏面筋网络的形成。适于酥性面团的操作。

c）滚笼式搅拌器：

搅拌器模拟手工和面的打、压、揉、拉等操作，有利于面筋网络的生成。适于韧性面团和水面团的操作。

第五章成形机械与设备

1。饺子成形机的主要结构、操作顺序和调节方法

饺子成形机主要由输馅机构、输面机构、辊切成形机构、传动系统等组成。

1）前期准备工作：和面、制馅、零件清洗、装配

2）馅量调整：加馅于馅斗，开动机器，观看出馅情况，调节馅量调节手柄，使出馅连续、流量适当。

3）面量皮厚调整：旋转馅泵离合手柄到“离”。加面到面斗，开动机器，观看出面情况，调整面量调节螺母到面量合适位置，调整皮厚调节螺母到皮厚合适位置。

4）包空饺子：旋转成形机构到工作位置，开动机器，看成形机构切割情况和干粉量，可以调整辊间隙。

5）包实饺子：旋转馅泵离合手柄到“合”。

6）故障排除：除机械故障外，成形故障主要发生饺子裂皮，原因是面团中有硬颗粒。

7）拆卸、清洗

第六章杀菌机械与设备

1．常压杀菌设备、加压杀菌设备的应用

常压杀菌设备的杀菌温度为100℃以下，用于pH小于4.5时的酸性产品杀菌。巴氏杀菌P（62~65 ℃，30min）高温短时杀菌HTST（85 ℃，15s）。

加压杀菌设备一般在密闭的容器内进行，大于一个大气压，杀菌温度常用120℃左右，用于肉类等罐头的杀菌。

2．反压杀菌、反压冷却，反压杀菌时，为何同时用温度计和压力表

反压杀菌：杀菌在外加压力下进行，外加压力通常为空气压缩机提供的压缩空气。反压冷却：冷却在外加压力下完成，外加压力通常是冷水泵提供的水压。

在反压杀菌时，压力表所指示的压力包括锅内蒸汽和压缩空气的压力，造成温度计和压力表的读数对应的温度不对应。这是既要有温度计又要有压力表的原因。

3.卧式杀菌锅的构成与工作原理

高压杀菌设备，主要水箱、锅体、锅门、水泵、蒸汽系统、空气压缩系统、排水排气装置、安全阀、温度计、压力表等构成。

卧式杀菌锅杀菌流程为：水箱加热、预热、杀菌、加压、冷却、排水、启锅

4。分析回转式杀菌锅的管路流程图

制备过热水、向杀菌锅送水、加热升温、杀菌、热水回收、冷却、排水、启锅。

第七章烘烤机械与设备

1．远红外辐射加热原理

远红外辐射加热特别适用：各种有机物、高分子化合物以及含水分的各种物质的加热处理。

远红外辐射是一种看不到的电子辐射，波长范围3~1000微米。直线传播，射到物体时，一部分能量反射，一部分穿入内部，其中有的会穿过物体继续前进，余下的为物体吸收，转换成分子热运动，温度升高，称为远红外辐射加热。

1）物质发射红外辐射的原因：

电子壳层，最外层能量最大。基态：各个轨道上的电子是处于能量最小的位置，各轨道上的电子容纳数目有限。基态是相对稳定的。激发态：从外部通过加热等获得能量后，电子就会从基态位置跃迁到能量较高轨道。激发态是不稳定的，瞬时就会退回到基态（通常只需10-4~10-8秒），就在激发态回到基态时，等于两位差的能量就以光的形式发射出来。不同物质会发射出波长不同的辐射。

2）、物质吸收红外辐射的原因

物质吸收红外辐射要具备两个条件：物质的选择性吸收（匹配吸收）；电极性的分子。不同物质对红外线吸收波长范围一般是不同的。

3）远红外辐射对食品物料加热作用

多数食品物质在红外区（特别是远红外区）有最佳吸收峰值。

2．烤炉分类

烘烤机械与设备（俗称烤炉）是通过热的传导、对流、辐射完成食品烘烤的机械设备。烘烤不仅可以使食品由生转熟，而且能形成食品独有的色、香、味及营养成分。

1）按热源分类：煤烤炉、煤气烤炉、燃油烤炉和电烤炉等。

常用煤气烤炉、电烤炉，电烤炉又可分为普通电烤炉、远红外烤炉和微波炉。

2）按结构型式分类：间歇式烤炉和连续式烤炉

间歇式烤炉：间歇操作，间歇式烤炉分为箱式炉、风车炉、水平旋转炉等。

连续式烤炉：连续操作，又称隧道烤炉。分为钢带炉、网带炉、链条炉等。

3．远红外辐射材料和常用辐射器的种类

高辐射系数远红外辐射材料：金属氧化物、碳化物、氮化物、硼化物四大类。

远红外辐射器结构：管状和板状两种。

管状远红外辐射器：常用金属氧化镁管和碳化硅管。

板状远红外辐射器：常用：碳化硅板状辐射器。

4．连续式烤炉的种类及适用的烘烤品种

钢带炉、网带炉、链条炉。

钢带炉：适用于饼干、糕点的烘烤；网带炉：适用于饼干的烘烤；链条炉：适用面包、糕点的烘烤。5．连续式远红外烤炉的结构

组成：炉体、远红外辐射器、反射器、排潮装置、输送装置及食品载体、传动系统、控制系统等。第八章制冷机械与设备

1。名词：冷凝温度（压力）、蒸发温度（压力）

冷凝温度、压力：制冷剂蒸气在冷凝器中凝结温度、压力。

蒸发温度、压力：制冷剂液体在蒸发器中蒸发温度、压力。

2。压缩式制冷循环各过程的状态变化

压缩机将来之蒸发器的低压低温制冷剂蒸气吸入汽缸内进行压缩，使蒸汽压力和温度均不断升高，待压力稍大于冷凝器内压力时，就将高压高温制冷剂蒸气排入冷凝器。

在冷凝器中，高压高温制冷剂蒸气在定压下把热量传给温度较低的冷却水后，而自身凝结成液体。

该制冷剂液体（高压高温）经节流膨胀降压降温后进蒸发器。

在蒸发器中，低压低温制冷剂液体在定压下吸收冷冻盐水（或空气）的热量再汽化为蒸气。此时冷冻盐水受冷却，温度降低，达到制冷目的。从蒸发器来的低温低压蒸气又进入压缩机，循环。

3。制冷剂的种类、国际编号

常用的制冷剂种类：无机化合物（如：氨）、氟里昂、烃类化合物

制冷剂国际编号由“R”和字母数字序列组成。（会编、会读）

1）氟里昂

分子通式为：CmHnFxClyBrz

编号为：“R”+（m-1）（n+1）x Bz。若m=1，第一个零可省略，若不含溴原子，不用Bz项。

环烷烃的卤族衍生物，编号是在数字前加字母“C”，如八氟环丁烷C4F8的编号为RC318。

2）烃类化合物

烷烃类化合物：编号规则同氟里昂，但C4H10的编号规定为R600。

烯烃类化合物：编号规则是在数字前加数字"1"，如乙烯C2H4的国际编号为R1150。

3）无机化合物

编号规则：是"R7"加分子量（取整）。如氨NH3的国际编号为R717。

4。蒸气压缩式制冷机的构成及作用、安装位置

蒸气压缩式制冷机是一个机械系统，由主要设备和附属设备组成，并由管道联接组成一个封闭系统。

主要设备有压缩机、冷凝器、节流膨胀阀和蒸发器，附属设备有油分器、贮液槽等。

压缩机作用：将来之蒸发器的低压低温制冷剂蒸气吸入汽缸内进行压缩，形成高压高温制冷剂蒸气排入冷凝器。

冷凝器作用：来自压缩机的高压高温制冷剂蒸气与冷却水热交换，先冷却后冷凝形成高压中高温液体。

节流膨胀阀作用：高压制冷剂液体经节流降压并降温成低压低温液体（部分为气体）。

蒸发器作用：低压低温制冷剂液体与载冷剂热交换汽化为低温低压蒸气，进入压缩机。

油分器的作用：用于分离压缩后制冷剂蒸气中所带出的润滑油，保证油不进入冷凝器，如果油进入冷凝器后，冷凝器壁面被油污损，则其传热系数大为降低。油分离器安装在压缩机的排气管道上，以靠近冷凝器为佳。

贮液槽的作用：高压贮液器常与冷凝器安装在一起，可以贮存从冷凝器来的高压氨液。当冷负荷变化时，用以调节蒸发器内氨液盈亏，适应供液量的变化。

第九章包装机械与设备

1。定量装置的要求、定量方法及物料适应性

定量要求：准确、快速、经济。

定量方法：计数法、容积法、称重法。

计数法适用于外形、体积相同的固体物料，有单件计数法和集团计数法。

容积法适用于液体物料和容积密度稳定的散体物料。

称重法适用于一般固体物料。

2．液体物料定量方法、具体方式、定量装置的工作原理

液体物料的定量方法：容积法，具体方式有控制液位法、定量杯法。

双管式定量原理：瓶塞插着双管：进液管、排气管，容器顶入瓶塞与外界空气隔离。

进料阀门开，液体进进液管流入容器，瓶内空气沿排气管排出，液面上升；当液面升到排气管底部时，瓶内空气被密封，根据连通器原理，液体继续沿排气管上升到贮料槽液面平齐；此时在静压力作用下，瓶内液面比排气管底部高出，液面不再升高。进料阀门关闭，瓶子下降离开瓶塞，瓶内空气解除密封，排气管内液体流入瓶子内，完成灌装。

弹簧阀门式定量：下面没有瓶子时，阀门关闭。当瓶子上升并顶住皮碗带动滑管上升，阀门就自动打开，液体流入瓶子内，瓶内空气沿排气管排出，液面上升；当液面升到排气管底部时，瓶内空气被密封，根据连通器原理，液体继续沿排气管上升到贮料槽液面平齐；此时在静压力作用下，瓶内液面比排气管底部高出，液面不再升高。瓶子下降，滑管在弹簧的作用下下滑，阀门被自动关闭，瓶内空气解除密封，排气管内液体流入瓶子内，完成灌装。

3．液体灌装基本方法及灌装时物料流动、适用物料

灌装基本方法：常压法、等压法、真空法、压力法

常压法：容器与贮料槽都为常压，液体流动依靠静压力，适用不含气的低粘度液体，如果汁饮料。

等压法：容器与贮料槽都加压，液体流动依靠静压力，适用含气的低粘度液体，如碳酸饮料。

真空法：容器与贮料槽同时真空，液体流动依靠静压力，适用防氧气的低粘度液体，如加VC的液体饮料。或者仅容器真空，液体流动依靠静压力和真空压力，适用于中等粘度液体

压力法：依靠泵加压，使液体流动，适用高粘度液体。

4。灌装机生产能力计算、影响因素

灌装机械生产能力计算公式（适用于连续旋转工作的机械）：G=60nZ（瓶/时）

影响灌装机生产能力的因素有：回转盘转速n，转速越高，生产能力越大，但转速过高，将产生过大的离心力，容器在灌装过程中不稳定，而且灌装时间不够；工位数Z，Z越大，生产能力越大，但过大的Z，将提高设备制造成本，空间利用率下降。