食品機械與設備.doc

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填空 1. 食品機械與設備的分類：p2 按照食品的種類和行業(yè)的不同分為：糧油加工、果蔬保鮮與加工、畜禽產(chǎn)品加工、水產(chǎn)品加工、方便食品加工、飲料食品加工設備和食品加工中廢棄物綜合利用； 按照食品加工的單元操作的不同：食品輸送、清理與分選、粉碎、分離、壓榨、混合、濃縮、干燥、殺菌、熟化、冷凍、食品包裝機械等、食品發(fā)酵設備、食品保鮮貯藏設備。 2. 簡答題 離心泵工作原理： 啟動前，泵殼內灌滿被輸送的液體，啟動后，泵軸帶動葉輪旋轉，進一步帶動液體旋轉，在離心力的作用下，液體沿著葉片間的通道從葉輪中心處甩出進入泵殼，液體流到蝸形通道后，由于截面面積增大，大部分動能變?yōu)殪o壓能，于是液體以較高的壓力，從排出口進入到排出管，輸送到所需的場所。 P7 3. 填空 離心泵的主要部件 葉輪、泵殼和軸封裝置。軸封裝置有填料密封和機械密封兩種 p8 4. 名詞解釋 氣縛 離心泵工作時，低壓區(qū)壓力不夠低，導致液體無法吸入泵內，而產(chǎn)生的這一現(xiàn)象稱為氣縛。 P8 5. 名詞解釋 氣蝕： 離心泵工作時，若真空區(qū)壓力過低，以至于低于液體飽和蒸汽壓，則液體汽化，含氣泡的液體擠入高壓區(qū)，急劇凝結或破裂，產(chǎn)生強大的空穴爆炸力，對葉輪和泵殼產(chǎn)生沖擊。 P8 6. 齒輪泵輸送的液體必須具有潤滑性。P11 7. 真空吸料裝置適用于果醬、番茄醬或帶有固體塊粒的料液。P11 8. 填空 帶式傳送帶的輸送帶有： 橡膠帶、鋼帶、鋼絲網(wǎng)帶、塑料帶、帆布帶、板式帶。 P13 9. 簡答 帶式輸送機為什么采用張緊裝置？有哪幾種張緊裝置？ 由于輸送帶具有一定的延展率，在拉力作用下，本身長度會增加，而增加的長度需要得到補償，否則帶與驅動滾筒間不能緊密接觸而打滑，使傳送帶無法正常運轉 。有重錘式、螺旋式、壓力彈簧式三種。 ....p15 10. 填空 斗式提升機有幾種裝料方式，對料斗和物料各有什么要求？ 有挖取式和撒入式兩種。挖取式適用于粉末狀、散粒狀物料，料斗間隔排列； 撒入式適用于大塊和磨損性大的物料，料斗緊密排列。..p17 11. 填空 斗式提升機有幾種卸料方式，對料斗和物料各有什么要求？ 有離心式、混合式、重力式三種。 離心式：物料提升速度較快的場合（1~2m/s)利用離心力將物料拋出，料斗與料斗之間保持一定距離；混合式：適用于低速運送物料（0.5~0.8m/s)，斗與斗之間緊密相連；重力式：提升速度為（0.6~0.8m/s)的物料，即流動性不良的散狀、纖維狀或潮濕的物料，斗與斗之間緊密相連。...p18 12. 料斗的分類 填空 P19 a) 深斗：用于干燥的流動性好的粒狀物料的輸送； b) 淺圓底斗用于運送潮濕且流動性差的粉末、粒狀物料 c) 尖角形料斗：粘稠性大和沉重的塊狀物料，斗間沒有間隔 d) 無底斗：流動性特別好的物料 13. 名詞解釋 氣力輸送： 運用風機（或其他氣源）使管道內形成一定速度的氣流，達到將散粒物料沿一定的管路從一處輸送到另一處。..p21 14. 名詞解釋 （三個速度）氣力輸送原理： a) 沉降速度：物料顆粒在靜止的空氣中自由降落時，收到顆粒重力g、浮力F和阻力f,當顆粒因重力作用下落時導致空氣阻力增大，而G=F+f時，顆粒勻速降落，此時的速度即為沉降速度。 b) 懸浮速度：當空氣自下而上流過顆粒時，顆粒將懸浮于氣流中，此時的氣流速度即為懸浮速度。 c) 氣流輸送速度：若氣流速度再次提高時，即它大于懸浮速度時，則將氣流中的懸浮的顆粒被氣流帶走，產(chǎn)生氣流輸送，此速度即為氣流輸送速度。..p21 15. 分離器：分離方法是適當?shù)慕档蜌饬魉俣龋淖儦饬鬟\動方向或靠離心分離的作用，將物料顆粒分離出來。 16. 填空 氣力輸送的類型 吸送式氣力輸送： b.壓送式氣力輸送: C.混合式氣力輸送： D.循環(huán)式氣力輸送 17. 填空：常用的剝殼方法：碾搓法、撞擊法、剪切法、擠壓法。P27 18. 33頁 19. 填空 食品分選和分級的方法： 按物料的寬度、長度、密度、流體動力特性、電磁特性、光電特性、內部品質、其他性質分級。 20. 篩分效率：每一層篩面都可以將物料分成篩過物（也叫篩下物）和篩余物（也叫篩上物）兩部分。 21. 篩面組合三種方式： a) 篩余物法：特點是先提細粒后提粗粒，物料和篩網(wǎng)都是由小到大。 b) 篩過物法：先提粗粒后提細粒。物料和篩網(wǎng)都是由大到小。 c) 混合法：結合了前兩種的優(yōu)點。 22. 填空 慣性力的平衡及特點 a) 平衡重平衡：平衡重裝置的方位應與篩體運動方向相平行，在水平位置時，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，當轉到垂直方向，就會產(chǎn)生不平衡的慣性力。， b) 對稱平衡法在偏心軸上裝置兩個偏心輪，用兩個連桿帶動上下篩體運動。當兩偏心輪偏心方向相反，此時篩體的運動方向也相反，使篩體水平方向的慣性力得以抵消而平衡，垂直方向的不平衡不能避免 23. 名詞解釋 粉碎：用機械力將固體物料破碎為大小符合要求的小塊、顆?；蚍勰┑膯卧僮?。 粉碎比：粉碎前后的粒度比稱為粉碎比或粉碎度。 24. 超微粉碎機械： 膠體磨、錘磨機、摩擦圓盤機、碾盤機、超音速噴氣粉碎機。...p68 25. 低溫粉碎: 根據(jù)低溫脆化的特性，在低溫下使物料粉碎的技術。 P75 26. 低溫粉碎工藝 1) 冷卻方式有：浸漬法、噴淋法、氣化冷媒與物料接觸法。 2) 按操作方式 : 27. 錘片式粉碎機構成和工作過程（簡答）p62 1) 構成：進料斗、轉子、銷連在轉子上的錘片、篩片和排料口 2) 工作過程：物料從料斗進入粉碎室后，便受到高速回轉錘片的打擊，然后撞向固定于機體上的篩板或篩網(wǎng)而發(fā)生碰撞。落入篩面與錘片間的物料則受到強烈的沖擊、擠壓和摩擦作用，逐漸被粉碎。當粉粒體的粒徑小于篩孔直徑時便被排出粉碎室，較大顆粒則繼續(xù)粉碎，直至全部排出機外。 28. 填空 過濾機的分類：...p78 a) 過濾推動力：重力、加壓、真空過濾機三種； b) 過濾介質的特性：濾狀介質、濾布介質、多孔陶瓷介質、半透膜介質過濾機四種； C)操作方法：間歇式和連續(xù)式過濾機。 29. 簡答 過濾分離的原理及工作過程： 過濾過程一般包括過濾、洗滌、干燥、卸料四個階段。...p78 a) 過濾：懸浮液在推動力作用下，克服過濾介質的阻力進行固液分離，固體顆粒被截留，逐漸形成濾餅，且不斷增厚，因此過濾阻力也隨之不斷增加，致使過濾速度逐漸降低，當過濾速度降低到一定程度后，必須停止過濾。 b) 洗滌：停止過濾后，濾餅的毛細孔中包含的許多濾液，須用清水或其他液體洗滌，以得到純凈的固粒產(chǎn)品或得到盡量多的濾液。 c) 干燥：用壓縮空氣吹或真空吸，把濾餅毛細管中存留的洗滌液排出，得到含濕量較低的濾餅。 d) 卸料：把濾餅從過濾介質上卸下，并將過濾介質洗凈，以備重新進行過濾。 30. 填空 列舉常見的食品無損檢測與分級的方法： 聲學特性的檢測技術: 超聲波的檢測技術 31. 簡答 離心分離原理及分類p90 a) 離心過濾：在有孔的鼓內壁面覆以濾布，則液體甩出而顆粒截留在鼓內。 特點：轉鼓有孔，適用于含固量大、粒徑大的懸浮液。 b) 離心沉降：對于壁上無孔，且分離的是懸浮液，則密度較大的顆粒沉于鼓壁，而密度較小的液體集中與中央并不斷引出。 特點：轉鼓無孔，固相密度大于液相密度，含量低、粒徑小的懸浮液。 c) 離心分離：對于鼓壁上無孔且分離的是浮濁液，則兩種液體按照輕重分層，重者在外，輕者在內，各自從適當位置流出。 特點：轉鼓無孔，轉速更高，適合乳濁液。 32. 分離因數(shù)：物料所受離心力與重力的比值。表示離心機分離性能的主要指標。 33. 分類 a) 按操作原理：過濾式離心機、沉降式離心機、分離式離心機。 b) 按操作分類：間歇式離心機、連續(xù)式離心機。。 34. 過濾介質的作用：促進濾餅的形成，并作為濾餅的支承物。 類型 a) 粒狀介質：如焦炭、活性炭、白土、細砂； b) 織狀介質：不銹鋼絲、銅絲； c) 多孔固體介質：多孔陶瓷、多空玻璃、多孔塑料； 35. 名詞解釋 助濾劑： 為了提高過濾速度，在過濾前預覆在濾布上或添加于濾漿中的物質。 種類：硅藻土、活性炭、石棉、鋸屑。 目的：防止膠狀微粒對濾孔堵塞，形成滲透性好、壓縮性較低的濾餅，使濾液能夠順暢流通。 36. （一般）螺旋壓榨機主要工作過程和構成 （簡答）p88 a) 構成：傳動裝置、離合手柄、壓力調整手柄、料斗、機蓋、圓筒篩、環(huán)形出渣口、軸承、壓榨螺桿、出汁口、汁液收集斗、機架。主要部件是螺旋桿。 b) 工作過程：工作時水果由進端到出端的行進過程中，所受壓力逐漸增大，容積逐漸減小，將果汁壓榨出來。廢渣從兩個錐形環(huán)狀間隙中排出。 37. 簡答 碟片式離心機的碟片有無孔和有孔兩種，各用于什么場合？也就是沉降式和分離式原理。 P97 a) 無孔碟片式離心機;出液口只有一個，懸浮液從中心管加入，經(jīng)碟片底架引到轉鼓下方，密度大的固相顆粒沿碟片下表面沉積到轉鼓內壁，定期停機取出，而澄清液則沿碟片上表面向中間流動，由轉鼓上部的出液口排出，適用于懸濁液的離心； b) 有孔碟片式離心機：物料從中心管加入，由底架分配到碟片層的中性孔位置，分別進入各碟片間，呈薄層分離，密度小的清液沿碟片上表面向中心流動，由清液口排出，重液則有碟片下表面流向轉鼓外層，經(jīng)重液口排出。乳濁液含有少量固相時，它們則沉積于轉鼓內壁上，定期排渣，適用于乳濁液的離心。 38. 旋液分離器原理p98 a) 構成：分離腔、兩個出口（溢流口、底流口）、一兩個入口。 b) 工作原理：在互不相容且具有密度差的液體混合物以一定的方式及速度從入口進入旋流分離器后，在離心力場的作用下，密度大的相被甩向四周，并順著壁面向下運動，作為底流排出，密度小的相向中間遷移，并向上運動，最后作為溢流排出。 39. 名詞解釋 膜分離法：p103 用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學位差為推動力，對雙組份或多組分的溶質和溶劑進行分離，分級、提純和富集的方法。...p103 40. 填空 膜的分類： a) 按化學組成：纖維素酯類膜（醋酸纖維素膜）和非纖維素酯類膜（聚酰胺膜）； b) 按形狀分成：平板膜、卷式、管式、中空纖維膜。...p103 41. 膜分離研究的任務： 在于尋找同時高滲透率和高選擇性的膜，具有堅固性，溫度穩(wěn)定性，融化學和細菌侵蝕，低成本的膜材料，目前醋酸纖維酯膜和聚酰胺膜較為廣泛。 42. 名詞解釋 反滲透： 利用反滲透膜選擇性只能透過溶劑（通常呈水）的性質，對溶液施加壓力克服溶液的滲透壓使溶劑通過反滲透膜而從溶液中分離出來的過程 43. 簡答 超濾的基本原理： 被分離的溶液借助外界壓力的作用下，以一定的流速沿著有一定孔徑（孔徑范圍大致在5~1000nm）的超過濾薄膜上的流動，把溶液中的無機離子，低相對分子質量物質透過膜表面，把溶液中高分子、大分子物質、膠體、蛋白質、細菌、微生物等截留下來，從而實現(xiàn)分離與濃縮的目的。 用途： a) 濃縮：可有效進行乳液、動物膠、全蛋產(chǎn)品及膠體等的濃縮作業(yè)； b) 成分調整：用于牛奶、植物蛋白質、動物血液、淀粉、酵母、蛋白質、葡萄糖、氨基酸等產(chǎn)品的成分調整； c) 澄清：可有效處理果汁、葡萄糖、醋等產(chǎn)品，以獲得澄清的成品； d) 污染控制：對于油脂、乳劑、漂白污水、色料廢液、純化后的廢液等可進行有效過濾，減少污水污染的程度。 44. 名詞解釋 簡答 電滲析;使用具有選擇透過性的離子交換膜，在直流電場作用下，溶液中的離子有選擇性的透過離子交換膜所進行的定向遷移過程。 原理： 在操作單元中，在陽電極和陰電極之間，陽膜和陰膜交替排列，在相鄰的陽膜和陰膜之間形成隔室，通直流電后，水溶液中離子定向遷移，陰離子在隔室中穿過陰膜，向陽極移動，陽離子穿過陽膜，向陰極移動，在相鄰兩個隔室分別進行濃縮和稀釋。 應用：主要用于咸水淡化，此外電滲析其他方面的應用很多;將牛奶除鹽接近人乳，從海帶浸泡液中回收甘露醇，用于糖液精制，葡萄糖精制、酒及果汁的精制，氨基酸的分離與精制及溶菌酶、淀粉酶、肽、維生素C、甘油、血清的提純。 45. 分子蒸餾原理 簡答 p114 分子蒸餾是一種在高真空中進行的一種非平衡蒸餾。首先液體混合物沿加熱板流動并被加熱，其蒸發(fā)面與冷凝面的距離在平均自由程以內。輕重分子會逸出液面而進入氣相；在平均自由程以內，由于物質分子間引力較小，自由飛馳的距離較大，且因輕重分子的自由程不同，輕分子達到冷凝板被冷凝排除，重分子達不到冷凝板沿混合液排除。 46. 超臨界萃取幾個基本概念 a) 超臨界流體:如果流體被加熱或被壓縮至高于臨界點時，則該流體即為超臨界流體。是介于氣體和液體之間的特殊的聚集狀態(tài)。 b) 臨界溫度：（TC）氣體能夠液化的最高溫度-----當其氣體的溫度超過TC時，不管施加多大壓力都不能使其變?yōu)橐后w。 c) 臨界壓力：在臨界溫度下，液化氣體所需的壓力。 d) 超臨界區(qū)域：在壓縮圖中，高于臨界溫度和臨界壓力的區(qū)域。 47. 超臨界CO2的特點： a) CO2的臨界溫度和壓力都較低，易于工業(yè)化。 b) CO2不可燃，無毒、化學穩(wěn)定性好，一分離，不會產(chǎn)生副反應并且廉價易得。 c) CO2來源于化工副產(chǎn)物，應用過程中易于回收，能夠減少溫室氣體的排放。 d) 超臨界CO2的溶解能力可通過流體的壓力來調節(jié)。 e) 超臨界CO2處理后的產(chǎn)物易純化，無溶劑殘留。 f) 超臨界CO2對高聚物有很強的溶脹和擴散能力 g) 超臨界CO2對含氟和硅聚合物具有優(yōu)良的溶解性。 48. 超臨界系統(tǒng)構成和各部分作用 49. 名詞解釋 （三選一） P117 a) 攪拌：借助于流動中的兩種或兩種以上物料在彼此之間相互散布的一種操作，作用是可以實現(xiàn)物料的均勻混合、促進溶解和氣體吸收、強化熱交換等物理及化學變化。 b) 均質：借助于流動中產(chǎn)生的剪切力將物料細化、將液滴碎化的操作，其作用是將食品原料的漿、汁、液進行細化、混合、均質處理，以提高食品的質量和檔次。 c) 混合：是指兩種或兩種以上不同物料從不均勻狀態(tài)通過攪拌或其他手段達到相對均勻狀態(tài)的過程。 50. 填空 攪拌機的混合機理：對流混合、擴散混合、剪切混合、p118 51. 降低旋鈕的方法：偏心式攪拌安裝、傾斜式攪拌安裝、旁入式攪拌安裝形式、增加擋板四種。...p122 52. 填空 旋轉容器式混合機類型：...p136 水平型、傾斜性 、 輪筒形、雙錐形、V形、正方體型圓筒混合機 53. 填空 固定容器式混合機類型： 螺帶式、槳葉式、立式螺旋混合機。...p138 54. 調和機又稱捏合機，主要加工高粘度糊狀、膏狀物料及黏滯性固體物料。..p144 55. 打蛋機：常用來攪打多種蛋白液，攪拌物料主要是黏稠漿體、如軟糖、半軟糖生產(chǎn)所需的糖漿。...p145 56. 填空 舉例說明食品成型的主要方法：...p156。 a) 包餡成型，典型的設備有包餡機、餃子機、餛飩機等； b) 擠出成型，典型設備有軟料糕點成型機、蛋糕機 c) 輥壓切割成型，如面條、方便面和軟料糕點的加工。 d) 沖印、輥印成型，如餅干機和桃酥的加工。 e) 搓圓成型機，如面包機、饅頭機、元宵機。 57. 均質機的工作原理： 簡答 p149 高壓均質機時以物料在高壓作用下通過非常狹窄的間隙，造成高流速，使料液受到強大的剪切力，同時，由于料液中的微粒同機體發(fā)生高速撞擊，以及料液流通過均質閥時產(chǎn)生的漩渦作用，使微粒破裂，從而達到均質的目的。 58. 膠體磨均質機的構成：p154 59. 名詞解釋 真空濃縮: ..p182 指在負壓條件下，一般在18~8kpa低壓狀態(tài)下，以蒸汽間接加熱的方式，使其在較低溫度下沸騰蒸發(fā)，使物料濃縮。 60. 簡答 如何根據(jù)物料特性選擇濃縮設備？ a) 熱敏性：對熱過程很敏感，受熱后引起產(chǎn)物發(fā)生化學變化和物理變化而影響產(chǎn)品質量的性質稱為熱敏性。一般選用各種隔膜式或真空度較高的蒸發(fā)濃縮器，如果醬、果汁、中藥材。 b) 結垢性：適用于管內流速很大的升膜式蒸發(fā)設備或其他強制循環(huán)的蒸發(fā)設備，采用電磁防垢、化學防垢防止積垢生成，如糖漿、淀粉漿。 c) 發(fā)泡性：一般采用管內流速很大的升膜式蒸發(fā)器或強制循環(huán)式蒸發(fā)器。如牛奶濃縮。 d) 結晶性：選擇帶攪拌的或強制循環(huán)的蒸發(fā)器，用外力使結晶保持懸浮狀態(tài)。如味精生產(chǎn)。 e) 黏滯性：選用強制循環(huán)型、刮板式或降膜式濃縮器。如糖漿。 f) 腐蝕性：采用石墨加熱管或耐酸搪瓷夾層蒸發(fā)器。如檸檬酸的生產(chǎn)?！璸183 61. 簡答 升膜式濃縮器的主要結構、工作原理、及適用范圍。P189 a) 結構組成：加熱器、分離器、霧沫捕集器、水利噴射器、循環(huán)管。 b) 工作原理：料液預先加熱到接近沸騰狀態(tài)，由加熱管底部進入1/4位置，加熱蒸汽在管外將熱量傳給管內料液。管內料液的加熱與蒸發(fā)分三部分；最底部：管內完全充滿料液，熱量主要依靠對流傳遞。中間部：開始產(chǎn)生大量蒸汽泡，使料液產(chǎn)生上升力。最高部：由于膨脹的二次蒸發(fā)而產(chǎn)生強的上升力，料液呈薄膜狀在管內上行，在管頂呈噴霧狀，以較高速度進入氣液分離器，在離心力作用下與二次蒸汽分離，二次蒸汽從分離器頂部排出。 c) 適用范圍：蒸發(fā)時間短，僅幾秒到十幾秒，適用于熱敏性料液；高速的二次蒸汽具有良好的泡沫作用，故適用于易起泡沫的料液。 62. 簡答 降膜式濃縮器的主要結構、工作原理、及適用范圍。P191 a) 結構組成：加熱室、分離室、熱壓泵、物料泵、冷凝水泵、水環(huán)真空泵、螺桿泵、貯料桶。 b) 工作原理：料液自蒸發(fā)器頂部進入，在頂部有料液分布器，使料液均勻的分布在每根加熱管中，二次蒸發(fā)與濃縮液一般并流而下，料液沿管內壁下流時，因受二次蒸汽的作用使之呈膜狀，由于要加熱蒸汽與料液溫差較大，所以傳熱效果好。汽液進入蒸發(fā)室后進行分離，二次蒸汽由頂部排出，濃縮液則由底部排出。 c) 適用范圍：適用于蒸發(fā)易發(fā)生泡沫的原料，用于濃度較大、不易結晶、結垢的物料。 63. 簡答 真空濃縮系統(tǒng)的附屬設備的分類及其作用。P199 a) 分類：汽液分離器、蒸汽冷凝器、抽真空系統(tǒng)。 b) 汽液分離器作用;將蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的霧沫中的溶液聚集并與二次蒸汽分離，減少料液的損失，同時防止污染管道及其他濃縮器的加熱面。 c) 蒸汽冷凝器：將真空濃縮產(chǎn)生的二次蒸汽進行冷凝，并將其中的不凝性氣體分離，來減輕抽真空系統(tǒng)的容積負荷，同時保證達到所需的真空度。 d) 真空裝置：保證整個濃縮裝置處于真空狀態(tài)，并且降低濃縮鍋內的壓力，（即降低沸點）從而使料液在低溫下沸騰，有利于提高食品的質量，主要作用是抽取不凝性氣體。 64. 簡答 冷凍濃縮概念、原理、優(yōu)缺點、構成。 a) 冷凍濃縮是利用冰與水溶液之間的固液相平穩(wěn)原理的一種濃縮方法。 b) 當溶液中所含溶質濃度低于其共熔濃度時，則冷卻結果表現(xiàn)為溶劑成晶體析出。隨著溶劑成晶體析出的同時，余下溶液中的溶質濃度就提高了，這就是冷凍濃縮的基本原理。 c) 優(yōu)點：適用于對熱敏食品的濃縮特別有利；可以避免芳香物質因加熱所造成的揮發(fā)損失 d) 缺點：制品加工后需要冷凍或加熱處理，便于保藏；采用冷凍濃縮的方法，不僅受到溶液濃度的限制，而且還取決于冰晶與濃縮液可能分離的程度；過程中會造成不可避免的溶質損失，且成本高。 e) 冷凍濃縮裝置系統(tǒng)由結晶設備和分離設備構成。結晶設備有直接冷卻式和間接冷卻式。分離設備有壓榨機、過濾式離心機和洗滌塔。 65. 干燥的電加熱元件：（填空） 合金、PTC、硅鉬棒電熱元件。 66. 紅外輻射元件：（填空）金屬氧化鎂、碳化硅、乳白石英紅外輻射元件。 67. 冷凍干燥原理、特點、應用、過程： 1) 原理：水有三相，有三相共點。在三相共點以下，根據(jù)壓力減小、沸點下降的原理，物料中的水分不經(jīng)過液相直接升華為水汽。因此可將食品凍結至冰點一下，使水變?yōu)楣虘B(tài)冰，然后在真空條件下，將冰直接轉化為蒸汽而除去，再用真空系統(tǒng)中的氣凝結器將蒸汽冷凝，從而使物料干燥。這是發(fā)生在低溫低壓下，因此冷凍干燥的基本原理是在低溫低壓下傳熱傳質的機理。 2) 過程： a) 預凍階段：目的是將物料中的自由水分固化，使干燥前后形態(tài)基本相同，防止在抽空干燥時出現(xiàn)氣泡濃縮、收縮等現(xiàn)象。 b) 升華干燥階段：把凍結產(chǎn)品加熱，物料的冰晶就會升華而使產(chǎn)品脫水，升華界面在干燥過程中以一定速率推進，使冰晶全部除去。 c) 解析干燥階段：解析就是將被干燥物料的內外形成大的蒸汽壓差，來冷凍干燥物料。 3) 特點： a) 對熱敏性物質特別適合； b) 在真空和低溫下操作，微生物的生長和酶的作用受到限制； c) 脫水徹底、干制品重量輕體積小，運輸方便； d) 復水快，食用方便； e) 因真空操作，易氧化的物質得到保護。 4) 應用：土特產(chǎn)品（如菌類食品）、快餐類食品（如快食中的蔬菜）、調味品（香精）、保健品（花粉、名貴草藥的提取物）、旅游食品和嬰兒商品加工上也有很好的發(fā)展前景。 論述題： 1.常見食品干燥設備的原理、構成、工作過程、適用范圍、注意事項。 1) 流化床干燥：指在一個設備中，將顆粒物料堆放在分布板上，當氣流由設備的下部通入床層，隨著氣流速度加達到某種程度，固體顆粒再床內就會產(chǎn)生沸騰狀態(tài)，這種床層就稱為流化床，用這種方法進行干燥稱為流化床干燥。 工作過程：采用熱空氣為流化介質，在干燥濕物料時，熱空氣既為流化介質，又為干燥介質，而被干燥物料在熱空氣流中一方面被吹起，翻滾、互相混合和摩擦碰撞，另一方面又進行傳熱和傳質，達到干燥的目的。 構成： 風機、加料器。 特點和適用范圍：物料與干燥介質接觸面大，攪拌激烈，表面更新機會多，熱容量大，熱傳導效果好，可實現(xiàn)小規(guī)模設備大生產(chǎn)。物料在干燥室的停留時間由料口決定，故容易控制制品的含水率。裝置簡單，設備造價低廉，保養(yǎng)容易而維修費用低。對被干燥的物料顆粒度有一定的限制。對易結快物料因而容易產(chǎn)生與設備壁間粘結而不適用。 2) 噴霧干燥：將液態(tài)食品物料通過機械的作用，分散成霧一樣的細小液滴，使其表面積大幅度的增加，當被分散的細小液滴在與熱空氣的接觸中，水分瞬時就被去除大部分的方法。特點是干燥迅速。 適用范圍： 適應于液態(tài)物料的干燥。 構成： 空氣過濾器、鼓風機、空氣加熱器、熱風分配器、料液貯存器、過濾器、霧化器、出粉器、產(chǎn)品冷卻裝置、貯粉裝置、捕粉裝置、排風裝置，廢熱回收裝置。 注意事項：為了減少料液粘壁，一般采用不銹鋼材料，干燥室外壁設置物料震落裝置。為了便于檢查生產(chǎn)運轉情況，安裝人孔、燈孔、視孔。為了提高回收率，選用高效率的捕粉裝置。針對產(chǎn)品要求，合理選用霧化方式和霧化器。干燥室最好設置具有冷卻用水的水夾套裝置。 噴霧干燥的系統(tǒng)有壓力、離心和氣流式噴霧系統(tǒng)。 3) 冷凍干燥原理： 水有三相，有三相共點。在三相共點以下，根據(jù)壓力減小、沸點下降的原理，物料中的水分不經(jīng)過液相直接升華為水汽。因此可將食品凍結至冰點一下，使水變?yōu)楣虘B(tài)冰，然后在真空條件下，將冰直接轉化為蒸汽而除去，再用真空系統(tǒng)中的氣凝結器將蒸汽冷凝，從而使物料干燥。這是發(fā)生在低溫低壓下，因此冷凍干燥的基本原理是在低溫低壓下傳熱傳質的機理。 過程： a) 預凍階段：目的是將物料中的自由水分固化，使干燥前后形態(tài)基本相同，防止在抽空干燥時出現(xiàn)氣泡濃縮、收縮等現(xiàn)象。 b) 升華干燥階段：把凍結產(chǎn)品加熱，物料的冰晶就會升華而使產(chǎn)品脫水，升華界面在干燥過程中以一定速率推進，使冰晶全部除去。 c) 解析干燥階段：解析就是將被干燥物料的內外形成大的蒸汽壓差，來冷凍干燥物料。 特點： a) 對熱敏性物質特別適合； b) 在真空和低溫下操作，微生物的生長和酶的作用受到限制； c) 脫水徹底、干制品重量輕體積小，運輸方便； d) 復水快，食用方便； e) 因真空操作，易氧化的物質得到保護。 應用：土特產(chǎn)品（如菌類食品）、快餐類食品（如快食中的蔬菜）、調味品（香精）、保健品（花粉、名貴草藥的提取物）、旅游食品和嬰兒商品加工上也有很好的發(fā)展前景。 4) 微波干燥：微波輻射的效應是使食品物料的有機分子在激烈運動中產(chǎn)生摩擦而發(fā)熱，物料的加熱和干燥過程處在整體的，從外部到內部的同時均勻發(fā)熱的干燥。 構成：直流電源、微波發(fā)生裝置、冷卻裝置、微波傳輸元件、加熱器、控制及安全保護系統(tǒng)。 適用范圍： 食品的殺菌、消毒、脫水、烘烤。 注意事項：保證物料的加熱均勻，避免了干燥過程出現(xiàn)溫度梯度現(xiàn)象。加熱具有選擇性，只與溶劑而不與基質耦合，不會集中在已干燥的物料上，避免物料出現(xiàn)表面硬化現(xiàn)象。 食品殺菌設備的原理、適用范圍、構成、工作過程和注意事項。 1) 板式殺菌設備適用范圍：乳品、果汁飲料、清涼飲料以及啤酒等食品的高溫短時和超高溫瞬時殺菌。 構成： 平衡槽、熱交換器、均質機、貯液管、溫度計、分流閥、控制盤。 工作過程：就地清洗系統(tǒng)自動清洗全機。原料牛乳自貯料罐流入平衡槽。 通過泵將原料乳送至熱回收段，使其與殺菌后的產(chǎn)品進行熱交換，使溫度加熱到850C左右，使牛乳對熱穩(wěn)定以及除臭。 由泵將牛乳送至均質機進行均質?？刂品至鏖y將牛乳分離。產(chǎn)品乳再次流入熱回收段，進行冷卻。 使溫度降至40C流出裝罐。 2) 管式殺菌設備： 適用于高黏度液體的殺菌，如茄醬、果汁、咖啡飲料的殺菌。 構成： 循環(huán)消毒器、換熱器、超高溫加熱器、均質閥。 工作流程：離心泵把物料從平衡槽抽出，送至高壓泵。經(jīng)循環(huán)消毒器進入熱交換器中，與管外的殺菌后的物料進行熱交換，被加熱到650C左右后，通過均質閥進行均質，均質后再次進入熱交換器加熱到1200C，最后進入環(huán)形套管。經(jīng)過上述過程最后物料經(jīng)三通閥進入無菌貯槽。 3) 釜式殺菌設備：用作罐頭食品的殺菌。 全水式回轉式殺菌機構成：貯水鍋、殺菌鍋、管路系統(tǒng)、殺菌籃和控制箱。 工作流程： 制備過熱水，將水加熱到預定溫度后停止加熱。 向殺菌鍋中送水，當殺菌鍋內水位達到液位控制器位置時關閉連接閥。 殺菌鍋升溫，送入殺菌鍋里的過熱水與罐頭換熱，水溫下降，將加熱蒸汽送入殺菌鍋，當達到預定殺菌溫度時，升溫結束。 殺菌，保持一定時間，殺菌時間由殺菌定時鐘決定。 熱水回收，殺菌結束，冷水經(jīng)置換閥進入殺菌鍋的水循環(huán)系統(tǒng)，將熱水頂?shù)劫A水鍋，當達到一定位置時將加熱閥打開，通入蒸汽以程序制備過熱水。 冷卻，熱水回收后，進入降壓冷卻。 排水，時間到達后，排水閥和溢出閥打開。 起鍋，拉出殺菌籃，全過程結束。 4) 新型殺菌設備：微波殺菌設備原理： 微波是頻率比高頻還要高的電波，它遇阻擋就會引起反射、穿透、吸收等現(xiàn)象。微波在金屬表面引起反射，在介質損失較小的物質中能穿透。微波能穿透被內容物吸收，將電能轉化為熱能而得到加熱。這種熱效應破壞蛋白質的成分，從而殺死微生物。 構成：料斗、定量泵、微波照射部、測定溫度部、保溫管、冷卻管、調壓部、攪拌器。 適用范圍：醬料、調制食品、飲料、甜食、各種液體醫(yī)藥品。 CIP（洗滌定位） 就是不用拆開或移動裝置，即可用高溫高濃度的洗凈液對裝置加以強力的作用，把與食品的接觸面洗凈的方法。 3.食品速凍機械與設備 單機壓縮制冷循環(huán)的部件：膨脹閥、冷凝器、壓縮機、蒸發(fā)器、冷藏庫。 1) 冷凝器作用：將壓縮機排出的高溫制冷劑蒸汽冷凝成為冷凝壓力的飽和液體。 2) 膨脹閥的作用：把來自冷凝器的高壓制冷劑液體節(jié)流降壓和調節(jié)流量，使具有冷凝壓力的制冷劑壓力降至所要求的蒸發(fā)壓力，在降壓的同時，制冷劑液體因沸騰蒸發(fā)而吸熱，使其本身的溫度降低到需要的低溫，然后把低壓低溫的制冷劑液體按需要的流量送入蒸發(fā)器中。 3) 蒸發(fā)器：通過熱交換，把被冷卻介質的熱量傳遞給制冷劑。 4) 貯液器： 5) 氨液分離器：分離自蒸發(fā)器進入氨壓縮機氨氣中的氨液，防止壓縮機出現(xiàn)濕行程向蒸發(fā)器均勻供液。 6) 空氣分離器：分離排除制冷中的不凝性氣體，保證制冷系統(tǒng)的正常運行。 7) 中間冷卻器：使低壓級排氣冷卻為飽和氣體被高壓級吸入，氨液也吸收低壓排氣的熱量而蒸發(fā)。