农产品加工机械基础复习资料.docx
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农产品加工机械基础复习资料
农产品加工机械复习资料
名词解释：
1食品机械：
把食品原料加工成食品（或半成品）过程中所应用的机械设备和装置。
2橡胶带：
橡胶带是由2～10层棉织品或麻织品、人造纤维衬布用橡胶胶合而成。
其外表面附有胶作为保护层，称为覆盖层。
3极距（斗式提升机）：
斗式提升机工作时，重力和离心力的合力R作用方向的延长线与驱动轮的垂直中心线交点至驱动轮中心距离称为极距。
4分选：
清除物料中的异物和杂质。
5分级：
对分选后的物料按其尺寸，形状，密度，颜色或品质等特性分成等级。
6振动分选：
通过机械的振动或其他形式的运动将原料通过一层或数层带孔的筛面，使物料按宽度或厚度分成若干粒度级别的过程。
7开孔率（筛面利用系数、筛孔系数）：
筛面上筛孔所占的面积与总面积之比。
8粉碎：
用机械力的方法克服固体物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。
9气流粉碎机：
利用物料的自磨作用，用压缩空气产生的高速气流或热蒸汽对物料进行冲击，使物料相互间发生强烈碰撞和摩擦作用，以达到细碎目的粉碎机械。
10导程角：
刮板对称安装于轴的两侧，与打浆机轴线有一夹角，称为导程角。
11平衡浓缩：
利用两相在分配上的差异而获得溶质和溶剂分离的方法。
12降膜浓缩：
料液由加热器顶部加入，经分配器导流管分配进入加热管，沿管壁成膜状向下流动，故称降膜式。
13喷雾干燥：
利用不同的雾化器将溶液、乳浊液、悬浊液或含有水分的膏糊状物料在热风中喷雾成细小的液滴，在下落过程中，与加热介质进热交换，水分被蒸发而成为粉末状或颗粒状的产品，在单一工序中同时完成喷雾与干燥两种工艺过程。
14滚筒干燥机（转鼓干燥器、回转干燥机）：
将料液分布在转动的、蒸汽加热的滚筒上，即料液与热滚筒表面接触，料液的水分被蒸发，然后被刮刀刮下，经粉碎成为产品的干燥设备。
15流化床干燥：
在一个干燥设备中，将颗粒物料堆放在分布板上，当气体由设备下部通入床层，随着气流速度加大到某种程度，固体颗粒在床层内就会产生沸腾状态，这种床层称为流化床。
采用这种方法进行物料干燥称为流化床干燥。
16CIP：
CIP是洗涤定位或定位洗涤的简称。
是不用拆开或移动装置，即可用高温、高浓度的洗净液，对装置加以强力的作用，能与食品的接触面洗净的方法。
填空：
1螺杆泵的主要部件：
转子（螺杆）：
呈圆形断面、单头螺旋的钢转子。
定子（螺腔）：
由弹性材料制造、无毒耐磨的、具有双头螺旋孔的定子。
转子在定子内转动。
2胶带连接形式：
皮线缝合法、胶液冷粘缝合法、带扣搭接法和加热硫化法。
3斗式提升机卸料方式；
A离心式适合于提升速度较快（1～2米/秒），斗间距一定，物料粒状小，磨损性少的物料。
B无定向自流式适用于低速下（0.5～0.8米/秒），大块，比重大，磨损性大和易碎的物料。
C定向自流式适用于低速下（0.6～0.8米/秒），流动性不良的散状，纤维状物料或潮湿物料。
4料斗布置形式：
料斗疏散型，料斗紧接型。
5除石机常用方法：
A筛选法除石机利用砂石的形状和体积大小与加工原料的不同，利用筛孔形状和大小的不同除去砂石。
B密度除石机利用砂石和食品原料的比重不同，在不断振动和外力作用下，出现自动分层现象而除去砂石。
6筛面组合方式有哪几种：
（a）筛余物法（b）筛过物法（c）混合法
7三滚筒式分级机对物料的要求：
其主要用于球形体或近似球形的果蔬原料。
如苹果、柑橘、番茄和桃子等。
8螺旋连续榨汁机分为哪两段：
喂料螺旋：
直径不变而螺距逐渐变小，输送物料，初步挤压。
压榨螺旋：
根径带有锥度，螺距逐渐变小，不断增加挤压程度，两段螺旋转速相同，转向相反，物料经第一段挤压后翻转进入第二段螺旋，受到更大的压力，因而提高榨汁率。
注意：
两段螺旋之间转速相同而方向相反，旋向相反。
9多效真空浓缩设备操作流程4种方法：
顺流逆流平流混流。
10中央循环管式浓缩加热器中，管长与管径之比为20～40。
11升膜式浓缩设备加热器中，管长与管径之比为100～150
12真空浓缩装置的附属设备：
气液分离器，蒸汽冷凝器和抽真空系统。
13雾化方法（喷雾干燥的）：
离心式，压力式，气流式雾化方法。
14干燥室热风与料液的干燥形式（压力喷雾干燥设备）：
顺流型，逆流型，混流型。
15冷冻干燥机主要组成：
制冷系统、真空系统、加热系统、干燥系统和控制系统等。
16食品干燥最好用冷冻干燥。
17巴氏杀菌：
是低温长时间的杀菌法，杀菌温度在60～90℃，保持较长时间。
高温短时杀菌法（HTST）的杀菌温度一般在100℃以下，保持较短时间。
超高温瞬时杀菌法（UHT），杀菌温度在120℃以上，仅保持几秒钟。
HTST和UHT杀菌法效率高，而且食品组织、外观、营养和风味的保存都更为优良。
简答与问答：
1浓缩苹果汁生产线的主要设备，生产工艺
生产工艺：
原料选择→配果→洗果→破碎→榨汁→过滤→灭酶→一效蒸发器浓缩→酶解脱胶→过滤→《清汁》→灭菌→罐装→清汁成品
《清汁》→二效蒸发器浓缩→三效蒸发器浓缩→灭菌→罐装→浓缩汁成品
设备：
洗果机，检果机，破碎机，榨汁机，振动式过滤机，贮罐，双联过滤机，板式灭酶换热器，三效蒸发浓缩器，酶解脱胶罐，超滤装置，瞬时灭菌机，无菌灌装机。
2脱脂奶粉生产线的主要设备，生产工艺：
生产工艺
原料乳验收→预处理→标准化→《脱脂》→预热杀菌→浓缩→喷雾干燥→冷却→包装→成品《脱脂》→奶油
主要设备包括：
巴氏杀菌设备、平衡罐、过滤机、双效蒸发器、喷雾式干燥机组。
3离心泵的工作原理：
启动前，先将泵壳内灌满被输送的液体或水。
启动后，泵轴带动叶轮旋转，叶片之间的液体随叶轮一起旋转，在离心力的作用下，液体沿着叶片间的通道从叶轮中心进口处被甩到叶轮外围，以很高的速度流入泵壳，液体流到蜗形通道后，由于截面逐渐扩大，大部分动能转变为静压能。
于是液体以较高的压力，从排出口进入排出管。
当叶轮中心的液体被甩出后，叶轮中心处形成了一定的真空。
泵的吸入管一端与叶轮中心处相通，另一端浸没在被输送液体内，在液面压力与泵内压力的压差作用下，液体经底阀和吸入管进入泵内，填补了被排出液体的位置。
这样，只要叶轮旋转不停，离心泵便不断地吸入与排出液体。
（小心“气缚”）
4带式输送机特点：
①工作速度范围广（0.02～4.00m/s）；②输送距离长，生产效率高，所需动力较小；③结构简单可靠，使用方便，维护检修容易；④无噪音；⑤能够在全机身中任何地方进行装料和卸料。
⑥缺点是输送轻质粉状物料时易产生粉尘飞扬现象，倾斜角度不能太大，否则工作不可靠。
5气力输送原理：
物料颗粒在管道中在气流的作用下，形成悬浮状态而被输送。
颗粒的沉降速度Vf当颗粒的重力，浮力和空气阻力平衡时，颗粒做匀速降落，此时称颗粒为自由沉降，颗粒的运动速度为沉降速度
颗粒的悬浮速度Vα空气以颗粒的沉降速度自下而上流过颗粒时，颗粒必将自由悬浮在气流中，此时气流的速度称为颗粒的悬浮速度。
气流速度V在垂直管道中：
当气流速度大于颗粒的悬浮速度，颗粒呈输送状态。
6常用的分选、分级方法：
（作为简答题则只需答以下几点，若为综述题则需要对每点做说明）
①按物料的宽度分选、分级（一般可采用筛分，通常圆形筛孔可以对颗粒物料的宽度差别进行分选和分级，长形筛孔可以针对颗粒物料的厚度差别进行分选和分级。
）
②按物料的长度分选、分级（是利用旋转工作面上的袋孔对物料分选分级。
）
③按物料的密度分选、分级（主要用于颗粒的粒度或形状相仿但密度不同的物料，利用颗粒群相对运动过程中产生的离析现象进行分选和分级。
）
④按物料的流体动力特性分选、分级（是利用物料的流体动力特性的差别，在垂直、水平或者倾斜的气流或水流中进行分选和分级。
）
⑤按物料的电磁特性分选、分级（主要用于食品原料中去除铁杂质。
）
⑥按物料的光电特性分选、分级（是利用物料的表面颜色差异，分出物料中的异色物料。
）
⑦按物料的内部品质分选、分级（是根据物料的质量指标进行分选和分级，采用的方法往往是物料的某些成分对光学特性、磁特性、力学特性、温度特性的影响等无损检测的方法。
）
⑧按物料的其他性质分选、分级（是指采用某些与物料品质指标有关联的物理方法检测物料并进行分选、分级。
）
7摆动筛的结构特点：
⑴、因筛面是平的，故全部筛面都在工作；
⑵、结构简单，制造、安装较容易，调换筛面方便；
⑶、适用于多种物料和同一种物料的不同规格的筛分
⑷、动平衡困难，连杆易损坏，噪音大。
8摆动筛的工作过程：
摆动筛通常用曲柄连杆机构来传动，使偏心轴旋转，带动筛体作定向往复运动，小于第一层筛孔的物料从第一层筛子落到第二层筛面，而大于第一层筛孔的物料则被截留从第一层筛面的倾斜端排出收集为一个级别，第二层以下的物料按同样方式进行筛选，从而获得多种不同级别的物料。
9光电检测分选技术克服了手工分选的缺点，具有明显的优越性。
1能检测表面和内部品质，检测过程中没有破坏性，经过检测和分选的产品可以直接出售或进行后续工序的处理。
2排除了主观因素的影响，对产品进行全数检测。
3劳动强度低，自动化程度高，生产费用降低，便于实现在线检测
4可以处理不同的物料，生产能力大，适应工业化加工的要求
10色选机的工作原理：
果蔬表面的颜色与其成熟度、味道、糖分与维生素含量等有密切关系，因此果蔬按颜色分选实质上是按品质分选。
水果表皮的颜色可以利用光反射特性来鉴别。
将一定波长的光或电磁波照射水果，根据其反射光的强弱可以判别其表面颜色。
11粉碎的目的：
1制取一定粒度的制品
2将固体物料破碎成细小颗粒，以便进一步加工
3将两种或两种以上的固体原料粉碎后，使其能均匀的混合
4使固体原料经粉碎处理后，便于干燥或易于溶解
12粉碎操作的方法
A干法粉碎：
当进行粉碎作业时物料的含水量不超过4%。
a开路粉碎
物料经过粉碎作用区后即作为产品卸出，粗粒不作再循环。
由于有的粗粒很快通过粉碎机，而有的细粒在机内停留时间很长，故产品的粒度分布很宽，能量利用不充分。
b自由粉碎
物料在作用区的停留时间很短，当与开路磨碎结合时，让物料借重力落入作用区，限制了细粒不必要的粉碎。
在动力消耗方面较经济，但粉碎物的粒度分布较宽。
c滞塞进料粉碎
在出口处插入筛网，将物料滞塞于粉碎区直至粉碎成能通过筛孔的大小为止。
细粒受到过度粉碎，功率消耗大。
常用于需要微粉碎或超微粉碎的场合
d闭路粉碎
出口的物料流先经分粒系统，分出过粗的料粒后重新送入粉碎。
粉碎只针对颗粒较大的，物料的停留时间短，可降低动力消耗。
B湿法粉碎：
将原料悬浮于载体液流（常用水）中进行粉碎，粉碎时物料的含水量超过50%。
特点：
可克服粉尘飞扬的问题，且可获得更微细的粉碎物，在超微粉碎作业中应用广泛。
13胶体磨的工作原理:
上圆盘（定盘）固定，下圆盘（动盘）高速旋转时，原料在狭窄的间隙内受到摩擦和碾压而被粉碎，并在离心力的作用下，从转盘四周抛出。
14气流粉碎机的特点：
1粉粒体的粒度达到5um以下，属于超微粉碎
2粗细粉粒可自动分级，且产品粒度分布较窄
3可粉碎低熔点和热密性的物料
4产品不易受金属或其他粉碎介质的污染
5可以实现联合作业
6可在无菌情况下操作，适合于食品及药物的超微粉碎
7结构紧凑，构造简单，没有传动件，磨损低，可节约金属材料，维修方便。
15行星式搅拌器：
运行方式:
：
工作时，一方面桨叶绕容器旋转，另一方面，桨叶本身绕轴自转。
运行效果：
桨叶自转与公转两种动作的联合作用，产生了一种复杂的搅拌，能激起强烈的涡流，进而产生良好的搅拌效果。
16高压均质机的工作原理
1剪切学说流体在高压作用下高速流动，通过均质机的均质阀缝隙处，产生极大的速度梯度，在剪切力的作用下使液滴破碎
2撞击学说高压作用下，液滴与均质阀发生高速撞击现象
3空穴学说高压作用下料液高速流过缝隙，产生高频振动，引起了迅速交替的压缩与膨胀作用，引起了空穴现象，使液滴破裂，达到均质的目的。
17多效真空浓缩设备操作流程（顺流逆流平流混流）及特点
a.顺流法
优点蒸发室压力依效序递减，故液体在效间的流动不用泵。
料液沸点依效序递降，当前效料液进入后效时，便在降温的同时放出显热，供部分水分汽化，增加蒸发器的蒸发量。
料液浓度依效序递增。
末效中料液高浓度低温。
缺点料液黏度显著升高使末效蒸发增加困难。
b.逆流法
优点：
随料液向前效流动，浓度增加，温度也增加，料液黏度增加没有顺流法显著。
对改善循环条件，提高传热系数都有利。
缺点：
效间料液流动需用泵输送水分蒸发量稍减，料液在浓缩器中停留时间较顺流长。
c.平流法特点：
各效平行加入料液，并排出成品。
只用于有晶体析出的料液。
这种方法对结晶操作较易控制，并节省了粘稠晶体悬浮液的效间泵送。
d.混流法
此法起协调顺流和逆流优缺点的作用，对黏度极高的料液很有用处，特别是料液黏度随浓度而显著增加的场合下。
18升膜式浓缩设备加热器特点：
1结构简单，占地面积少，设备投资少
2生产能力大，传热系数高
3热能利用率较盘管式浓缩设备高，而蒸汽消耗量低。
4可连续出料，缩短了料液的受热时间
5由物料静压力引起的浓缩液的沸点升高几乎为零，从而提高了热媒与料液间的温度差，增加了传热量，加快了蒸发速率
6需连续进行，尽量避免中途停车，否则易使加热管内表面结垢，甚至结焦。
7料液在管内速度较高，特别适用于易起泡沫的物料，而不适宜于粘稠性或高浓度的物料浓缩。
8设备检修方便，但管子较长，清洗较不方便。
19压力式雾化器的雾化原理：
利用高压泵使料液获得很高的压力能，沿切线方向进入喷嘴的旋转室，经涡旋室、孔板或旋转斜槽等装置，使料液加速，最后由喷孔高速喷出。
由于料液在喷雾器中受孔板等作用而做涡旋式圆周运动，所以喷出时亦以极高的速度形成雾状呈一定的角度喷出。
20离心式雾化器的雾化原理：
当在水平方向作高速旋转运动的圆盘上注入液体时，液体受离心力、重力及与周围空气的摩擦作用，通过加速而分裂雾化。
离心雾化得到的液滴比压力雾化均匀。
离心雾化与料液的物性、流量、圆盘直径、转速及周边形状有关。
21卧式多室流化床干燥器的工作过程：
其操作为湿颗粒由加料器加入干燥器的第一小室，由小室下部的支管供给热风进行流化干燥，然后逐渐依次进入其他小室进行干燥，干燥后卸出。
在干燥过程中，由于热空气分别通入各小室，所以在不同的小室中的热空气的流量可以控制。
热空气经过与湿物料热交换后，废气经干燥器的顶部排出，再经旋风分离器或袋滤器分离后排出。
22APV超高温瞬时板式杀菌装置的操作流程
①由就地清洗系统（CIP）自动清洗全机。
②原料牛奶自贮奶罐流入平衡槽。
③通过泵将原料奶送至热回收段，与杀菌后的产品进行热交换，使其温度加热到85℃左右，进人温度保持槽内，稳定约5分钟，使牛奶对热产生稳定作用以及除臭。
④由泵将牛奶送入均质机进行均质。
其后进入第一加热段、第二加热段进行杀菌。
杀菌加热蒸汽压为第一段20～30kPa，加热到85C，第二段蒸汽压为250～450kPa，牛奶瞬时可达135～150℃，保持2秒后，被送至分流阀。
⑤由仪表自动控制的分流阀，将已达到杀菌温度的产品送到第一冷却段；将未达到杀菌温度的牛奶送至水冷却器，将其降温后回流到平衡槽中。
⑥产品奶在第一冷却段再流入热交换段，在冷水或冰水冷却段中冷却，使温度降至4℃流出装罐。
23无菌处理装置的工作流程
离心泵把物料从平衡槽抽出，送至高压泵。
经循环消毒器，进入第一换热器中，与管外流动的杀菌后热物料进行换热，被加热到大约65℃。
在压力约20MPa下通过均质阀进行均质。
均质后进入第二换热器，物料温度升高到约120℃，最后进入环形套管，由蒸汽间接加热到135～150℃。
经过上述过程，物料已杀菌完毕，则进入换热器的冷却段，由流入的冷原料使其冷却到65℃。
在5MPa的压力下再次均质。
此后，物料先由水冷却器冷却到大约15℃，若需要，再用冰水冷却器冷却到接近5℃。
最后经三通阀进入无菌贮槽。
工作完毕，整个装置由CIP清洁、消毒。
计算：
1筛分效率计算：
从数量上衡量筛分过程的指标
η=G`/Gx
η为筛分效率（％），G为筛分物料总量（kg）。
G`为筛过物料总量（kg），x为可筛过物的质量百分比（％）
2开孔率计算：
K=b²/（b+d）²
K为开孔率（％），b为孔边长（mm），d为编织丝直径（mm）
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