華中農(nóng)業(yè)大學(xué)試題標(biāo)準(zhǔn)答案

課程名稱食品加工機(jī)械與設(shè)備

專業(yè)、班級(jí)學(xué)號(hào)姓名

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題號(hào)一二三四五六七八九十總計(jì)核查人署名

得分

閱卷人簽

名

□匚名詞解釋(6)

(I)CIP裝置

CIP是CleaningInPlace的簡(jiǎn)稱。乳業(yè)辭典將其定義為：“不用拆開或移動(dòng)裝置，即可

用高溫、高濃度的洗滌液，對(duì)裝置加以強(qiáng)力的作用，把與食品的接觸面洗凈的措施”?？?/p>

見，CIP即為完全不用拆開機(jī)械裝置和管道，就可進(jìn)行清洗工作。適合用于與流體物料直

接

接觸的槽、罐、管道等的清洗，假如汁飲料、乳品、濃縮果汁、豆?jié){等。

CIP裝置的特點(diǎn)如下：

(1)清洗效率高。

（2）衛(wèi)生水平穩(wěn)定。

（3）操作安全、節(jié)約勞動(dòng)力。

（4）節(jié)約清洗劑、水、蒸汽等的用量。

（5）自動(dòng)化程度高。

（2）混合均勻度

混合物的混合均勻程度是衡量混合機(jī)性能好壞的重要技術(shù)指標(biāo)之一。一般用混合物中

定量統(tǒng)計(jì)組分含量的變異系數(shù)CV（%）來衡量。變異系數(shù)是指混合物中定量統(tǒng)計(jì)組分的含

量偏離配方要求含量的程度。通過充足混合后，混合物為無秩序的，不規(guī)則排列的隨機(jī)完

全混合狀態(tài)。這時(shí)，在混合物內(nèi)任意處的隨機(jī)取樣中，同一個(gè)組分的摩爾分?jǐn)?shù)應(yīng)當(dāng)接近一

致。從混合機(jī)中取〃個(gè)樣品，每個(gè)樣品中定量統(tǒng)計(jì)組分的摩爾分?jǐn)?shù)分別為埼、X2…XN,當(dāng)測(cè)

定次數(shù)為有限次數(shù)〃時(shí)，定量統(tǒng)計(jì)組分摩爾分?jǐn)?shù)的算術(shù)平均值為：

n

XXX

Xn+++

—...........12

標(biāo)準(zhǔn)偏差為：

1

()

z=

n

xx

則變異系數(shù)為：

(%)=X100

x

CVs

混合物的變異系數(shù)愈大，則混合均勻程度愈差。

□□填空(30)

(1)帶式輸送機(jī)的帶速視其用途和工藝要求而定，用作輸送時(shí)一般取0.8?2.5m/s,用

B卷

2

作檢查性運(yùn)輸時(shí)取0.05?0.1m/so

(2)斗式提升機(jī)的裝料方式分為挖取式和撒入式，卸料方式可分為離心式、重力

式和離心重力式三種形式，其中重力卸料方式適合用于提升大塊狀、密度大、磨損性

大和易碎的物料，適合用于低速運(yùn)輸物料的場(chǎng)。

(3)膜分離是近二十年來在分離領(lǐng)域迅速崛起的高新技術(shù)，請(qǐng)舉三種較常使用的膜分離

措施：超濾、反滲透、電滲析。

(4)將料液霧化所采取的霧化器是噴霧干燥設(shè)備的核心組件。用于食品工業(yè)的霧化器重要

有三類，即壓力式霧化器、離心式霧化器和氣流式霧化器。

(5)在攪拌罐容器壁內(nèi)常要加設(shè)擋板。擋板有兩個(gè)作用，?是變化切向流動(dòng)，二是增大

被攪拌液體的湍動(dòng)程度，從而改進(jìn)湍動(dòng)效果。

(6)在帶式式輸送機(jī)中賠償輸送帶伸長(zhǎng)量的裝置稱為張緊裝置，常用的張緊裝置有下列三

種形式：重錘式、螺桿式和壓力彈簧式。

(7)超微粉碎設(shè)備有許多個(gè)，請(qǐng)舉出三種你學(xué)過的超微粉碎設(shè)備精磨機(jī)、行星磨、雙

錐磨。

(8)依照食品的形態(tài)，分裝機(jī)械能夠分為液體裝料機(jī)、醬體裝料機(jī)和固體裝料機(jī)三種

型式。

(9)既有固體裝料機(jī)的定量措施，大多采取容積定量法和稱量定量法。

(10)在篩分機(jī)械中，常見的篩面組合方式有：篩余物法、篩過物法和混合法

三種形式。

簡(jiǎn)答題(40)

(1)光電檢測(cè)和分選技術(shù)與老式手工分選相比，具備那些明顯的優(yōu)越性？

食品物料在種植、加工、貯藏、流通等過程中難免會(huì)出現(xiàn)缺陷，例如含有異種異色顆粒、

變霉變質(zhì)粒、機(jī)械損傷等，因而在工業(yè)生產(chǎn)中有必要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測(cè)和分選。然而，常規(guī)

伎倆無法對(duì)顏色變化進(jìn)行有效分選0大多依托眼手配合的人工分選，其重要特點(diǎn)是：生產(chǎn)

率低、勞動(dòng)力費(fèi)用高、輕易受主觀原因的干擾、精準(zhǔn)度低。

光電檢測(cè)和分選技術(shù)克服了手工分選的缺陷，具備如下明顯的優(yōu)越性：

①既能檢測(cè)表面品質(zhì)，又能檢測(cè)內(nèi)部品質(zhì)，并且檢測(cè)為非接觸性的，因而是非破壞性的，

通過檢測(cè)和分選的產(chǎn)品能移直接出售或進(jìn)行后續(xù)工序的處理：

②排除了主觀原因的影響，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全數(shù)(100%)檢測(cè)，確保了分選的精準(zhǔn)和可靠性；

③勞動(dòng)強(qiáng)度低，自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)費(fèi)用減少，便于實(shí)目前線檢測(cè)；

④機(jī)械的適應(yīng)能力強(qiáng)，通過調(diào)整背景光或比色板，即能夠處理不一樣的物料，生產(chǎn)能力大,

適應(yīng)了口益發(fā)展的商品市場(chǎng)的需要和工廠化加工的要求。

(2)請(qǐng)簡(jiǎn)明論述分子蒸偌的原理；

蒸偏是分離均相液體混合物最常用的單元操作，對(duì)于溶劑和溶質(zhì)都有揮發(fā)性的均相液體混

合物，雖然各液體組分都能揮發(fā)，但有難有易，于是，在部分汽化時(shí)，汽相中所含的易揮

發(fā)組分將比液相中的為多，使本來的混合液達(dá)成某種程度的分離。而當(dāng)混合蒸汽部分冷凝

時(shí)，冷凝液中所含有的難揮發(fā)組分將比汽相中為多，也能達(dá)成一定程度的分高，這就是化

工操作中利用蒸饋來分離混合液的原理。分子蒸微就是利用分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的原理在

高真空狀態(tài)下將液體混合物稍稍加熱，使液體分子從液面逸出，輕分子落在冷凝面而重分

子又返回，從而將液體中的不一樣物料分離。

3

(3)擺動(dòng)篩慣性力的平衡有哪幾個(gè)措施，并對(duì)所用的平衡措施作簡(jiǎn)明的闡明。

擺動(dòng)篩的特點(diǎn)是人為地用機(jī)械的措施帶動(dòng)微振動(dòng)，使物料在振動(dòng)中移動(dòng)和分級(jí)。但振

動(dòng)帶來了噪音以及影響零部件的壽命，則必須控制。這就是擺動(dòng)篩中振動(dòng)和平衡一對(duì)矛盾。

為了預(yù)防發(fā)生激烈的振動(dòng)，除了在制造、安裝中確保其精度外，設(shè)計(jì)上還必須采取措施，

一般的措施是采取平衡重平衡，即在偏心裝置上加設(shè)平衡重物，或?qū)ΨQ平衡，即采取雙篩

體的措施平衡。

圖476平衡重的平衡作用

(a)平衡重在水平位置時(shí)；(b)平衡重在垂直位置時(shí)

圖4-17平衡輪

(a)

(b)

a.平衡重平衡

該措施是以平衡輪來平衡單篩體慣性力的措施。圖4T6為平衡重平衡作用的示意圖。

平衡重裝置的方位應(yīng)與篩體運(yùn)動(dòng)方向相平行，當(dāng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)到水平位置時(shí)，平衡重所

產(chǎn)生的離心慣性力恰好與篩體產(chǎn)生的慣性力方向相反而起平衡作用，如圖476(a)所示。

不過，當(dāng)轉(zhuǎn)到垂直方向，如圖4T6(b)所示的位置，反而會(huì)產(chǎn)生不平衡的慣性力。

采取平衡重平衡，需要確定平衡重物的重量和相位。

b.對(duì)稱平衡法

該法是在偏心軸上裝置兩個(gè)偏心輪，用兩個(gè)連桿帶動(dòng)上下篩體運(yùn)動(dòng)。同向雙篩體一上

一下，如圖4T8所示。因?yàn)樯舷聝蓚€(gè)偏心輪的偏心方向相反，則上下兩篩體的運(yùn)動(dòng)方向也

相反，使篩體水平方向的慣性力得以抵消而平衡。垂直方向的不平衡則不能防止。

圖4-18同向雙篩體平衡

(4)均質(zhì)閥是均質(zhì)機(jī)的核心部件，由高壓泵送來的高壓液體，在通過均質(zhì)閥時(shí)完成均質(zhì)，

請(qǐng)簡(jiǎn)明論述均質(zhì)閥的工作原理。

均質(zhì)機(jī)工作時(shí)，脂肪球或帶有細(xì)小顆粒的物料，經(jīng)高壓泵的排料閥被壓入均質(zhì)閥閥座

入口處。在壓力作用下，閥芯被頂起，閥芯與閥座之間形成了極小的環(huán)形間隙(一般小于

0.1mm),當(dāng)物料在高壓下流過此極小的間隙時(shí)，受到兩側(cè)壓力作用，速度增大，在縫隙中

心處速度最大，而附在閥座與閥芯表面上的物料速度最小，形成了急劇的速度梯度。因?yàn)?/p>

速度梯度引起的剪切力，物料流過均質(zhì)閥時(shí)的高速(200?300ni/s)撞擊，以及高速液料

在通過均質(zhì)閥縫隙時(shí)因?yàn)閴毫∽円鹧杆俳惶娴膲嚎s與膨脹作用在瞬間產(chǎn)生的空穴現(xiàn)

4

象，這么物料中脂肪球或軟性、半軟微粒就在空穴、撞擊和剪切力的作用下被粉碎得更小,

達(dá)成均質(zhì)目標(biāo)。

(5)請(qǐng)扼要論述圖1中蘑菇定向切片機(jī)的工作原理；

圖1磨菇定向切片機(jī)

1一支架；2一邊片出料斗；3—正片出料斗：4一護(hù)罩；5一擋械軸座；

6一下壓板；7一較桿；8一定向滑料板：9-上壓板；10—校銷；

11一進(jìn)料斗:12—進(jìn)料斗架：13—假推軸；14一供水管：

15—電動(dòng)機(jī)：16—墊輜軸承

蘑菇進(jìn)入料斗后，受上壓板的控制，定量進(jìn)入弧形槽滑料板。滑料板有一定傾角并因

偏心軸的傳動(dòng)而輕微振動(dòng)，加上水流的作用蘑菇自動(dòng)下滑。因?yàn)楣缴w的體積和重量都比菇

柄大，在水力作用和輕微振動(dòng)情況下，下滑過程中，形成菇蓋向下或向前實(shí)現(xiàn)定向進(jìn)入切

片區(qū)。兒十片圓形切刀裝在一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸上，圓刀的間距能夠調(diào)整，兩片圓刀之間有固定不

動(dòng)的擋梳板。刀片則嵌入墊輯之間。圓刀和墊輯轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)蘑菇切片，切下的菇片由擋梳板

擋出，正片和邊片分別落入料斗。

（6）請(qǐng)扼要論述振動(dòng)粉碎機(jī)的基本原理。

振動(dòng)式粉碎的原理是利用球形或棒形研磨介質(zhì)作高頻振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的沖擊、摩擦和剪切

等作用力，來實(shí)現(xiàn)對(duì)物料顆粒的超微粉碎，并同時(shí)起到混合分散作用。振動(dòng)磨是進(jìn)行高頻

振動(dòng)式超微粉碎的專門設(shè)備，它在干法或濕法狀態(tài)下均可工作。

（7）請(qǐng)指出真空干燥與真空濃縮有有那些不一樣。

真空干燥：因?yàn)闅鈮河停姆悬c(diǎn)也愈低，因此，只有在低氣壓條件下才有也許用

較低的溫度來干燥物料,當(dāng)壓力低至（2?0.1）mmHg（或266?13Pa）的高真空度時(shí),物體

內(nèi)的水分以冰晶體狀態(tài)直接升華干燥，這就是冷凍干燥，因?yàn)楦哒婵崭稍镅b置的設(shè)備造價(jià)

高，操作費(fèi)用大，我們稱之為真空干燥實(shí)際上是在非常稀薄的空氣（低壓）中進(jìn)行，真空

干燥時(shí)的干燥速度取決于真空度和物料受熱強(qiáng)度。真空干燥室內(nèi)熱量一般借助傳導(dǎo)或輻射

向物料傳遞。真空干燥具備如下特點(diǎn)：

①物料在干燥過程中的溫度低，防止過熱。水分輕易蒸發(fā)，干燥時(shí)間短，同時(shí)可使用

物料形成多孔狀組織，產(chǎn)品的溶解性，復(fù)水性，色澤和口感很好。

②能將物料干燥到很低的水分。

③可用較少的熱能，得到較高的干燥速率，熱量利用經(jīng)濟(jì)。

④合用性強(qiáng)，對(duì)不一樣性質(zhì)，不一樣狀態(tài)的物料，均能適應(yīng)。

⑤與熱風(fēng)干燥相比，真空干燥的控制能達(dá)成較高的精準(zhǔn)要求，然而設(shè)備投資和動(dòng)力消

耗較大，產(chǎn)量較低。

5

真空濃縮：溶液受熱時(shí)，溶劑分子取得動(dòng)能，當(dāng)某些溶劑分子取得的能量足以克服分子

間的吸引力時(shí)，溶劑分子就會(huì)逸出液面進(jìn)入上部空間，成為蒸汽分子。假如熱能不停地供應(yīng),

生成的蒸汽被不停地排除，則可打破溶劑氣相與液相之間化學(xué)勢(shì)的平衡，溶劑的氣化將連續(xù)

地進(jìn)行。工程上為了提升這種氣化速度，大多采取在沸騰狀態(tài)下的氣化過程，這種將溶液加

熱至沸騰，使溶液中部分溶劑氣化并排除的過程就是蒸發(fā)。食品產(chǎn)品的濃縮，大多是采取蒸

發(fā)的措施進(jìn)行的。真空濃縮具備如下特點(diǎn)：

①成份復(fù)雜的食品原料大多具備熱敏性，以及質(zhì)量上對(duì)產(chǎn)品色、香、味的要求，使得食

品的濃縮力求“低溫短時(shí)”，因?yàn)榱弦旱姆悬c(diǎn)與外壓有關(guān)，低壓相對(duì)應(yīng)于低溫，真空濃縮對(duì)

產(chǎn)品的質(zhì)量有保障。

②真空濃縮排除了溶解在料液中的空氣、氧氣，因?yàn)檎舭l(fā)空間無氧，對(duì)易氧化物料的

加工品質(zhì)有利。

③蒸發(fā)速度快，比常壓濃縮省時(shí)。

④起到預(yù)殺菌或部分殺菌的作用。

⑤操作空間密閉，有利于減少微生物對(duì)物料的污染。.

（8）請(qǐng)舉出四種固定容器式混合機(jī)，他們是以那種混合為主？

固定容器混合機(jī)：臥式螺帶式混合機(jī)、臥式槳葉式混合機(jī)、立式攪龍混合機(jī)、行星攪龍

混合機(jī)。固定容器混合機(jī)的容器是固定的，物料依托裝于容器內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)攪拌器的機(jī)械作用

產(chǎn)生流動(dòng)，在流動(dòng)過程中發(fā)生混合。此類混合機(jī)是以對(duì)流混合作用為主。

四、分析題（24）

1.圖2為單端式浸泡與噴射式洗瓶機(jī)，（1）請(qǐng)闡明其工作過程；（2）為了水的再利用和

降

低熱能消耗，水在洗瓶機(jī)中的流動(dòng)是怎樣進(jìn)行的？（8分）

圖2單端浸泡與噴射式洗瓶機(jī)

1一預(yù)泡池；2—新鮮水噴射區(qū)：3—冷水噴射區(qū)：4一溫水噴射區(qū)；5一第二次熱水噴射區(qū)；6—第?次熱水噴射區(qū)；

7一第一次洗滌劑浸泡槽：8一第二次洗滌劑浸泡槽：9一洗滌劑噴射區(qū)：10—改向滾筒

（1）工作過程：

待洗瓶從進(jìn)瓶處進(jìn)入抵達(dá)預(yù)泡槽1,預(yù)泡槽中洗液的溫度為30?40℃,在此處對(duì)瓶子進(jìn)

行初步清洗與消毒。預(yù)泡后的瓶子抵達(dá)第一次洗滌劑浸泡槽7,此處洗滌液溫度可達(dá)70?75

通過充足浸泡，使瓶子上的雜質(zhì)溶解、脂肪乳化,當(dāng)瓶子運(yùn)動(dòng)到10的地方升起并倒過

來時(shí)，把瓶?jī)?nèi)洗液倒出，落在下面未倒轉(zhuǎn)的瓶子外表，對(duì)其有淋洗作用。在洗滌劑噴射區(qū)9

處設(shè)有噴頭，對(duì)瓶子進(jìn)行大面積噴洗，噴洗后的瓶子達(dá)成第二次洗滌劑浸泡槽8,其重要目

的是使瓶上未被清除的少許污物充足軟化溶解。

從第二次洗滌劑浸泡槽出來的瓶子，依次通過第一次熱水噴射區(qū)6,第二次熱水噴射區(qū)

5、溫水噴射區(qū)4、冷水噴射區(qū)3、新鮮水噴射區(qū)2對(duì)瓶子上的洗液進(jìn)行清洗，并減少瓶子溫

6

度。最后，洗凈的瓶子由出瓶處出瓶。

（2）水在洗瓶機(jī)中的流動(dòng)：新鮮水一冷水池一溫水池一熱水池一預(yù)泡槽一排水溝。

2.圖3為HTST板式殺菌裝置的流程圖，HTST板式殺菌裝置適合用于各種食品、乳品和飲

料

的殺菌。（1）HTST板式殺菌裝置的結(jié)構(gòu)由哪幾部分組成？（2）并請(qǐng)以牛奶為例簡(jiǎn)介高溫

短時(shí)（HTST）板式殺菌裝置的工藝流程。（8分）

圖3高溫短時(shí)板式殺菌裝置系統(tǒng)圖

（1）熱互換部用作液料與液體制品之間的熱互換，如圖中R段；

（2）加熱部用熱水或蒸汽加熱殺菌。圖中山為預(yù)熱段，微為殺菌段；

（3）冷卻部用水或冷水冷卻成品，圖中C段：

（4）保持槽保持槽的型式有多個(gè)，槽內(nèi)有特殊裝置。液料能夠滯留在槽內(nèi)一定的時(shí)

間。最近有使用槽內(nèi)真空來提升脫腥、脫氣效果的方式；

（5）分流閥設(shè)在加熱殺菌后物料的出口部。液料達(dá)成殺菌溫度后，經(jīng)分流閥從成品

流路流出，未達(dá)成殺菌溫度的液料，則被分流閥切向（由切換器控制）回流流路至平衡槽。

以牛奶為例簡(jiǎn)介高溫短時(shí)（HTST）板式殺菌裝置的工藝流程。

（1）5℃的原料奶從貯奶燧流入平衡槽。

（2）由泵1將牛奶送到加熱回收段R,使5℃的牛奶與剛受熱殺菌后的牛奶進(jìn)行熱交

換到60℃左右。殺菌后的牛奶被冷卻。得到預(yù)熱后的牛奶，通過過濾器、預(yù)熱器加熱

到65℃左右，通過均質(zhì)機(jī)后，進(jìn)入加熱殺菌段H2,被蒸汽或熱水加熱到殺菌溫度。

（3）殺菌后的牛奶通過溫度保持槽。在85℃的環(huán)境中保持15?16s.然后流到分流閥（切

換閥）。若牛奶已達(dá)成殺菌溫度，分流閥則將其送到熱回收段。若未達(dá)成殺菌溫度，分流閥

則將其送回平衡槽。

（4）殺菌后的牛奶經(jīng)熱回收后，溫度約為20?25℃,再進(jìn)入冷水冷卻段C,使其溫度

降到10℃左右，成為產(chǎn)品流出。在此階段中，也能夠用5c的原料牛奶替代鹽水或冰水與

20?25℃的產(chǎn)品牛奶進(jìn)行傳熱冷卻，則更有利于熱回收。

3.篩分機(jī)械工作過程的基礎(chǔ)是物料與篩面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，篩面運(yùn)動(dòng)形式諸多，請(qǐng)例舉五種篩

面運(yùn)動(dòng)形式與其合用的場(chǎng)所。