2025年食品加工機(jī)械與設(shè)備習(xí)題含參考答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.錘片式粉碎機(jī)工作時(shí)，物料的主要粉碎方式是（）A.擠壓B.剪切C.沖擊與摩擦D.研磨答案：C2.膠體磨主要用于處理（）物料A.高粘度液態(tài)B.塊狀固態(tài)C.顆粒狀固態(tài)D.低密度氣態(tài)答案：A3.碟片式離心機(jī)的分離因素與以下哪項(xiàng)無關(guān)（）A.轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速B.轉(zhuǎn)鼓直徑C.物料密度差D.轉(zhuǎn)鼓高度答案：C（分離因素公式為Fr=ω2r/g，與轉(zhuǎn)速ω、半徑r相關(guān)，與物料密度差無關(guān)）4.板式換熱器的主要優(yōu)點(diǎn)是（）A.耐高溫高壓B.結(jié)構(gòu)緊湊、傳熱效率高C.適合高粘度物料D.維修難度低答案：B5.噴霧干燥中，最常用的霧化方式是（）A.壓力式霧化B.氣流式霧化C.旋轉(zhuǎn)式霧化D.超聲波霧化答案：C（乳制品生產(chǎn)中旋轉(zhuǎn)式霧化應(yīng)用最廣）6.斬拌機(jī)的核心功能是（）A.混合物料B.破碎肉粒C.乳化脂肪D.提升出品率答案：C（通過高速斬切實(shí)現(xiàn)脂肪與肉蛋白的乳化）7.超高壓殺菌的典型壓力范圍是（）A.10-100MPaB.100-600MPaC.600-1000MPaD.1000MPa以上答案：B8.壓延成型機(jī)中，“壓延比”指的是（）A.進(jìn)料厚度與出料厚度之比B.輥筒轉(zhuǎn)速之比C.輥筒直徑之比D.電機(jī)功率之比答案：A9.真空濃縮設(shè)備相比常壓濃縮的主要優(yōu)勢(shì)是（）A.能耗更低B.物料受熱時(shí)間短C.設(shè)備投資少D.適合高沸點(diǎn)溶劑答案：B（真空降低沸點(diǎn)，減少熱敏性物質(zhì)損失）10.流化床干燥機(jī)適用于（）物料A.大顆粒塊狀B.粘性膏狀C.細(xì)小顆?；蚍勰〥.高水分液態(tài)答案：C二、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述錘片式粉碎機(jī)的主要工作部件及其作用。答案：主要工作部件包括：①錘片：高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生沖擊力粉碎物料；②篩片：控制出料粒度，未通過篩孔的物料繼續(xù)粉碎；③齒板（或粉碎室襯板）：與錘片配合形成剪切作用，增強(qiáng)粉碎效果；④主軸與軸承：支撐旋轉(zhuǎn)部件并傳遞動(dòng)力；⑤喂料裝置：均勻送料防止堵塞。2.膠體磨與均質(zhì)機(jī)在結(jié)構(gòu)和應(yīng)用上的主要區(qū)別是什么？答案：結(jié)構(gòu)差異：膠體磨由固定磨盤和旋轉(zhuǎn)磨盤組成，間隙可調(diào)節(jié)（0.02-1mm）；均質(zhì)機(jī)由高壓泵和均質(zhì)閥（或均質(zhì)頭）組成，依賴高壓（20-100MPa）使物料通過狹窄間隙。應(yīng)用差異：膠體磨適合高粘度物料（如果醬、巧克力漿）的細(xì)化，處理量較大；均質(zhì)機(jī)適合低粘度液態(tài)物料（如牛奶、果汁）的均質(zhì)，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)細(xì)化和混合，能達(dá)到更均勻的粒徑（1-2μm）。3.碟片式離心機(jī)如何實(shí)現(xiàn)乳脂與乳漿的分離？請(qǐng)結(jié)合分離原理說明。答案：乳脂（密度約0.9g/cm3）與乳漿（密度約1.03g/cm3）存在密度差。離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，物料從中心進(jìn)入碟片組間隙，在離心力作用下，高密度乳漿向外側(cè)（轉(zhuǎn)鼓壁方向）運(yùn)動(dòng)，低密度乳脂向內(nèi)側(cè)（中心方向）運(yùn)動(dòng)。碟片上的小孔引導(dǎo)乳漿沿碟片下表面流向轉(zhuǎn)鼓壁，經(jīng)出口排出；乳脂沿碟片上表面流向中心，經(jīng)另一出口排出，從而實(shí)現(xiàn)分離。4.板式換熱器的結(jié)構(gòu)由哪些部分組成？其主要優(yōu)缺點(diǎn)是什么？答案：結(jié)構(gòu)組成：①傳熱板片（波紋狀，增加湍流）；②密封墊片（防止介質(zhì)泄漏）；③框架（固定板片）；④進(jìn)出口接管。優(yōu)點(diǎn)：傳熱效率高（傳熱系數(shù)3000-6000W/(m2·K)），結(jié)構(gòu)緊湊（單位體積傳熱面積大），清洗方便，流量調(diào)節(jié)靈活。缺點(diǎn)：耐溫（≤150℃）和耐壓（≤2.5MPa）能力有限，不適合高粘度或含顆粒物料（易堵塞），密封墊片易老化需定期更換。5.噴霧干燥系統(tǒng)通常由哪幾部分組成？各部分的作用是什么？答案：①空氣加熱系統(tǒng)（熱風(fēng)爐/蒸汽換熱器）：將空氣加熱至設(shè)定溫度（150-250℃），提供干燥介質(zhì)；②霧化器（離心式/壓力式/氣流式）：將料液分散為20-200μm的霧滴，增大蒸發(fā)面積；③干燥室：霧滴與熱風(fēng)接觸，完成水分蒸發(fā)（停留時(shí)間5-30秒）；④氣固分離系統(tǒng)（旋風(fēng)分離器+袋濾器）：回收干燥后的粉末，減少粉塵損失；⑤通風(fēng)系統(tǒng)（風(fēng)機(jī)）：提供熱風(fēng)流動(dòng)動(dòng)力，維持系統(tǒng)負(fù)壓防止粉塵外溢；⑥控制系統(tǒng)（溫度、壓力、流量傳感器）：監(jiān)控并調(diào)節(jié)關(guān)鍵參數(shù)（進(jìn)風(fēng)溫度、霧化轉(zhuǎn)速、喂料量）。三、計(jì)算題（每題8分，共24分）1.某碟片式離心機(jī)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速為6000r/min，轉(zhuǎn)鼓內(nèi)半徑為0.2m，計(jì)算其分離因素Fr（g取9.81m/s2）。解：分離因素公式Fr=ω2r/g，其中ω=2πn/60=2×3.14×6000/60=628rad/sFr=(6282×0.2)/9.81≈(394384×0.2)/9.81≈78876.8/9.81≈8040答案：約80402.某板式換熱器用于牛奶殺菌，熱介質(zhì)為120℃蒸汽，牛奶進(jìn)口4℃，出口95℃，蒸汽出口105℃（冷凝水）。計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差ΔTm（逆流換熱）。解：逆流時(shí)，熱端溫差ΔT1=120-95=25℃，冷端溫差ΔT2=105-4=101℃對(duì)數(shù)平均溫差ΔTm=(ΔT1-ΔT2)/ln(ΔT1/ΔT2)=(25-101)/ln(25/101)=(-76)/ln(0.2475)≈-76/(-1.4)≈54.3℃答案：約54.3℃3.某噴霧干燥塔處理含水量50%（濕基）的料液，要求產(chǎn)品含水量5%（濕基）。已知進(jìn)風(fēng)溫度180℃，出風(fēng)溫度80℃，環(huán)境空氣濕度0.01kg水/kg干空氣，熱效率（有效蒸發(fā)耗熱/總供熱量）為60%。計(jì)算每小時(shí)處理1000kg料液時(shí)，需要的干空氣流量（水的汽化潛熱取2257kJ/kg，空氣比熱容取1.005kJ/(kg·℃)）。解：①水分蒸發(fā)量W=1000×(0.5-0.05)/(1-0.05)=1000×0.45/0.95≈473.68kg/h②有效蒸發(fā)耗熱Q有效=W×2257=473.68×2257≈1,069,000kJ/h③總供熱量Q總=Q有效/0.6≈1,781,667kJ/h④空氣帶入熱量=干空氣流量L×[1.005×(180-20)+0.01×2501]（假設(shè)環(huán)境溫度20℃，空氣顯熱+濕空氣潛熱）簡(jiǎn)化后，空氣放熱=L×1.005×(180-80)=L×100.5kJ/kg（忽略濕空氣潛熱變化）⑤Q總=L×100.5→L=1,781,667/100.5≈17,728kg/h答案：約17,728kg/h干空氣四、綜合分析題（每題13分，共26分）1.某企業(yè)計(jì)劃新建一條濃縮蘋果汁生產(chǎn)線，需選擇破碎、榨汁、澄清、濃縮設(shè)備。請(qǐng)結(jié)合蘋果汁加工特性，分析各工序設(shè)備的選型依據(jù)，并推薦典型設(shè)備。答案：（1）破碎工序：蘋果質(zhì)地脆硬，需控制破碎粒度（3-5mm）以提高出汁率，避免過碎導(dǎo)致果汁渾濁。推薦齒輥式破碎機(jī)（對(duì)輥表面帶齒，擠壓+剪切破碎）或錘片式破碎機(jī)（調(diào)節(jié)篩孔尺寸控制粒度）。（2）榨汁工序：蘋果漿含果膠，需高效榨汁。中小型生產(chǎn)線推薦螺旋壓榨機(jī)（連續(xù)作業(yè)，出汁率70-75%）；大型線推薦帶式壓榨機(jī)（多層濾帶加壓，出汁率75-80%）或氣囊式壓榨機(jī)（間歇式，壓力均勻，適合高果膠物料）。（3）澄清工序：需去除果膠、蛋白質(zhì)等膠體。酶解后推薦碟片式離心機(jī)（分離因素8000-10000，分離果肉微粒和膠體）+板框過濾機(jī)（精密過濾，濾液透光率≥90%）。（4）濃縮工序：蘋果汁含熱敏性物質(zhì)（VC、風(fēng)味物質(zhì)），需低溫濃縮。推薦降膜式真空濃縮設(shè)備（加熱溫度50-60℃，物料停留時(shí)間短，濃縮至65-70°Bx），或刮板式薄膜蒸發(fā)器（適合高粘度濃縮汁）。2.某奶粉廠計(jì)劃升級(jí)干燥設(shè)備，現(xiàn)有離心噴霧干燥塔（處理量5t/h，進(jìn)風(fēng)溫度180℃，出風(fēng)溫度85℃）和壓力噴霧干燥塔（處理量3t/h，進(jìn)風(fēng)溫度220℃，出風(fēng)溫度95℃）可選。該廠原料為標(biāo)準(zhǔn)化牛奶（干物質(zhì)12%），目標(biāo)產(chǎn)品為全脂奶粉（干物質(zhì)97%），需考慮產(chǎn)品質(zhì)量（顆粒度、溶解度）、能耗和生產(chǎn)效率。請(qǐng)分析兩種設(shè)備的適用性并給出選擇建議。答案：（1）產(chǎn)品質(zhì)量：離心噴霧干燥（旋轉(zhuǎn)霧化盤，轉(zhuǎn)速15000-30000r/min）產(chǎn)生的霧滴粒徑較均勻（80-200μm），奶粉顆粒大（100-300μm）、流動(dòng)性好、溶解度高（因顆粒多孔結(jié)構(gòu)）；壓力噴霧（高壓泵20-30MPa，噴嘴孔徑0.5-2mm）霧滴粒徑較?。?0-150μm），奶粉顆粒較細(xì)（50-200μm），溶解度略低但沖調(diào)性好。（2）能耗：離心噴霧進(jìn)風(fēng)溫度較低（180℃），出風(fēng)溫度85℃，熱效率約45-55%；壓力噴霧進(jìn)風(fēng)溫度高（220℃），出風(fēng)溫度95℃，熱效率約40-50%。處理相同干物質(zhì)時(shí)，離心噴霧單位能耗（kJ/kg水）更低。（3）生產(chǎn)效率：離心噴霧處理量5t/h（對(duì)應(yīng)牛奶處理量=5×(0.9