食品机械设备复习题目及答案(2)

2019-04-02 18:14

漂洗 :第一道水洗用以去除砂石,再过一遍冷水,完成清洗过程。破碎机:苹果在破碎机中被切成小块,然后加入酶,分解苹果的化学结构,以便炸出更多的汁液。浸渍桶:将苹果碎块放入浸渍桶,放置60~90min。液压机:碎块被抽进强大的液压机,液压机过滤桶留下了苹果的皮、核和茎。第一次过滤--滤膜过滤:非常小的杂质微粒由这层滤膜过滤,然后果汁通过这些贮液罐进入下一站。巴氏消毒:22℃的果汁进入交换器后加热至88 ℃,再冷却至50 ℃。第二次过滤--超滤:在进行超滤之前,要先加入酶分解果胶。滤膜上的微孔能过滤掉最微小的杂质粒子。超滤微孔小于0.01微米,能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质,保留水中原有的微量元素和矿物质。

辅助部门:原料的接收和暂存:苹果经过传送带送至检查处,苹果逆着传送带的运行方向滚下,潮湿的树叶和一些杂质就会粘在传送带上。原料、半成品和成品的检验:果汁制作的每一阶段都会有工作人员采集样品,检测其品质。包装和贮运:

(1)生乳的预处理:净化---净乳机,主要用于分离牛乳中的固性杂质,对牛奶进行澄清净化,以达标准。标准化。均质---高压均质机,均质的目的在于通过把牛乳中较大的脂肪球颗粒粉碎成无数接近于液体分子大小的脂肪球微粒,使之均一的分散在乳液中,利用颗粒和分子之间的耦合力,防止混合液体产生分层。(2)GEA牛乳分离机,在对牛乳的净化和分离中,分离设备被更形象的称为奶油分离机,它将牛乳分离成稀奶油和脱脂乳。它在分离的同时,还可通过调节稀奶油出口阀门控制其流量来进行脂肪含量的调节,同时也有净乳功能和标准化操作。(3)巴氏灭菌(4)冷却(5)预浓缩//反向渗透,反渗透膜能截留水中的各种无机离子、胶体物质和大分子溶质,从而取得净制的水。也可用于大分子有机物溶液的预浓缩。(6)浓缩---蒸发器,蒸发在乳粉操作中起到浓缩作用,用作干燥的初级阶段。(7)喷雾干燥,浓缩乳一般含有50%~60%的水分,要得到含水量不超过5%的乳粉,必须通过干燥工艺。(8)乳粉处理,由蒸发器内卸出的乳粉,须经冷却处理 。同时还要筛粉,通过筛粉可以去除乳粉中的焦粉、块粉或其他杂志,同时还可以使乳粉进一步冷却、颗粒均匀、结构蓬松。

辅助部门:原料的接收---高容量牛奶接收器,车间内生乳的运输,CIP清洗系统俗称就地清洗系统被就地清洗简称CIP,又称清洗定位或定位清洗(cleaning in place)。就地清洗是指不采用高温、高浓度的洗净液,对设备装置加以强力作用,把与食品的接触面洗净,对卫生级别要求较严格的生产设备的清洗、净化。成品的包装。

10. 列表比较超高压、脉冲电场、超声波的优点、局限性和适用产品。

名称 优点 局限性 适用产品 超高压 超高压灭菌的机理是通过破坏菌体蛋白中的非共价键,使蛋白质高级结构破坏,从而导致蛋白质UHP技术对杀灭芽孢效果似乎不太理想,由于糖和盐对微生物的保护作用,在粘度非常大的高浓国外超高压灭菌已在果蔬、酸奶、果酱、乳制品、水产品、蛋制品等生产中有了一定的应用。高压技术和其它技术相结合,能更有效杀灭微生物,破坏酶,延长货架寿命。 凝固及酶失活。超高压还可造成菌体细胞膜破裂,度糖溶液中,超高压灭菌效果并不明显。超高压使菌体内化学组分产生外流等多种细胞损伤,这些因素综合作用导致了微生物死亡超高压技术不仅能杀灭微生物,而且能使淀粉成糊状、蛋白质成胶凝状,获得与加热处理不一样的食品风味。超高压技术采用液态介质进行处理,易实现杀菌均匀、瞬时、高效。 脉冲电场 脉冲电场杀菌比起加热处理、辐射处理等有明显的经济优势。脉冲电场灭菌技术特别适用于液态食品的灭菌处理。其特点是:灭菌时间短。灭菌时间短。具有灭菌时间短、简单、方便、重复性好、效率高等优点。灭菌过程能耗低。能有效保存食品的营养成分,适用于热敏性物质。有效杀灭液体中的微生物。 脉冲电场(或放电)可以有效杀灭液体中的细菌。其实际应用须解决3个问题:①是否引起新的污染;②是否比传统方法有明显的经济优势;③实现规模化有一定难度 装置需要较高的投入,尚须解决其高成本的问题,不利于工业化推广。另外,超高压灭菌一般采用水作为为压力介质,当压力超过600 MPa时,水会出现临界冰的现象,因而只能使用油等其他物质作为压力介质。 目前该技术在国际上正处于实验室研究和发展阶段。例如,研究利用脉冲电场处理橘子汁,发现能在微秒级别时间内有效的杀灭其中的微生物及芽孢,而不破坏其中的维生素、蛋白质等营养成分。但运用该技术应综合考虑场强的大小、杀菌时间、微生物的种类等因素,以确定最佳方案。 6

超声波 由于其频率高、波长短、方向性好、功率大、穿透力强,能引起空化作用和一系列的特殊效应,如热学效应、生物效应等。超声波灭菌不仅不会改变食品的色、香、味,而且不会破坏食品的组成成分。如果把超声波和其它非加热灭菌工艺结合起来,比如采用超声—激光或超声—磁化联合杀菌,则效果更佳。 超声波灭菌也有局限性,只适用于液体灭菌 超声波灭菌技术已在美、日、欧洲等发达国家和地 区获得了普遍应用,在我国,已受到食品行业极大的关注。超声波灭菌适合于果蔬汁饮料、酒类、牛奶、矿泉水、酱油等液体食品。

11请比较说明,微滤,超滤,纳滤和反渗透等四种常用膜分离技术的异同点。

答:微滤(MF)

又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。

对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤(UF)

是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05um至1nm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。

对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤(NF)

是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在80~1000的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。 对于纳滤而言,膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在60~90%,相应截留分子量范围在100~1000,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。

反渗透(RO)

是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。

反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,对NaCl的截留率在98%以上,出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,也即能截留所有的离子,在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。

浸取:

浸取又称固液萃取,用溶剂浸渍固体混合物以分离可溶组分及残渣,是一种属于传质分离过程的单元操作。 浸取可分为物理浸取、化学浸取和细菌浸取。物理浸取是单纯的溶质溶解过程,所用的溶剂有水、醇或其他有机溶剂。化学浸取用于处理矿物,常用酸、碱及一些盐类的水溶液,通过化学反应,将某些组分溶出。细菌浸取用于处理某些硫化金属矿,靠硫细菌的氧化作用,将难溶的硫化物转变为易溶的硫酸盐而转入浸出液中。

浸取法分离可溶组分的操作步骤是:①溶剂与固体物料密切接触,使可溶组分转入液相,成为浸出液;②浸出液与不溶固体(残渣)的分离;③用溶剂洗涤残渣,回收附着在残渣上的可溶组分;④浸出液的提纯与浓缩,取得可溶组分的产品;⑤从残渣中回收有价值的溶剂。

浸取设备有间歇式、半连续式、连续式。按固体原料的处理方式,可分为固定床、移动床、分散接触式;按溶剂与固体原料的接触方式,可分为多级接触、单级接触与微分接触型

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在选择设备时,要根据所处理固体原料的形状、颗粒大小、物理性质、处理难易以及所需费用大小决定,处理量大时,一般用连续设备。

1. 渗滤浸取器

(1) 分批操作渗滤器

a. 矿床内浸取。直接从矿床中回收有利用价值的金属。目前应用范围还比较小。例如美国对于W(Cu)=0.5%的硫化铜矿,将坑道水循环,廉价回收铜,浸取液通过矿床平均需两天。

b. 堆积浸取。在不发生渗透性的床面上堆积粗碎矿石,其上喷浸取剂。如从智利硝石提取盐,用此法所得浸取液经自然蒸发可得粗盐。

c. 渗滤器。粗大颗粒固体可由固定床或移动床设备的渗滤器浸取。在渗滤器中装入待浸取固体,然后用溶剂渗滤、浸渍并间歇排泄滤液。槽内应放颗粒均匀的固体,这样才有最大的空隙率,使床层阻力降低和沟流少。槽的底部安装多孔板或木格子,固体原料堆放其上,浸取槽可用金属、水泥、木材,内衬沥青、铅板、耐酸砖等制成圆形或方形,固体颗粒小时,可放上滤布。当床层压降过高时,或为了避免溶剂的蒸发损失时,可以采用密封的渗滤器,溶剂可用泵循环通过各槽。 2) 连续操作渗滤器

类似于间歇逆流多级接触浸提器组,浸取器隔开成20个相等的扇形单元,整个槽在圆形轨道上慢慢旋转。固体物料连续地从某一固定地点加入,此后就受到多股溶剂喷淋,每一股溶剂依次比前面一股要稀,而物料排出前再用纯溶剂洗涤。各单元底板有翻板,浸取终了时,浸取残渣都将落下。浸取槽外侧装有密封罩,以防溶剂蒸汽外逸。 2 分散固体浸取器 (1) 搅拌槽

① 粗粒原料用搅拌式浸取槽,又分卧式、立式与回转圆筒式等类型,卧式与立式搅拌槽与搅拌反应釜相似,可用蒸汽夹套、蒸汽盘管或直接蒸汽加热。

回转式浸取槽与回转式干燥器类似,工业中广泛采用的是具有外夹套蒸汽加热的水平圆筒形。 ② 细粒原料搅拌式浸取槽

在浸取槽中,用搅拌使细粒原料悬浮在溶剂中,经过一定时间浸取抽提后,在同一槽中或在另一槽中使固体粒子沉降,或用过滤方式使固液分离,搅拌型式有机械与空气搅拌两种。用于从金银矿中氰化法提取或氯化锌的浸取。槽用木材、金属、水泥或铅制造,设备费低廉适宜长期操作。在槽的中部,从锥形底至液面附近有一根垂直管,下部吹入空气,悬浮液与空气在管内急剧上升,悬浮液在垂直管外侧向槽底部流动,造成循环。 (2) 连续分散浸取器

连续分散浸取器是一种垂直的板式浸取器,在一个长圆柱塔内等距离装置水平园板,水平园板以一定速度旋转。板上有刮刀,使固体在板上移动。相邻两板上的开孔互相错开1800,固体物从顶部加入,依次通过各板,直到降至底部,然后用螺旋输送器排出。浸取剂从底部进入,向上流动,当溶液由于浓度增加而密度增加时,会与溶剂发生轴向混合。 (3) 螺旋输送浸取器

在一个U形组合的浸取器中,分装三组螺旋输送固体,在螺旋线表面上开孔、溶剂可以通过孔进入另一螺旋中,以达到与固体逆流接触。螺旋转速以固体排出口达到紧密程度为好。也有双螺旋浸取器,其水平部分的螺旋用于浸取,倾斜部分的螺旋用于洗涤、脱水和排出浸取过的固体。 浸取率的提高:

1.将矿石粉碎、适当升高浸取时的温度、延长浸取的时间、增大浸取液的浓度、充分搅拌等; 2.助浸剂3.化学活化

12挤压

无论是哪种机型的挤压机,它们都必须包括以下5个主要部件:供料机构、螺杆及其传动机构、内槽壳套(通称螺套)、料流阻限器(通称模头),以及料流截断装置(也可称为截料机构)。 供料机构

挤压机的供料部件,有两种形式,水平型和垂直型,它们都配有一个料斗,用来接收和暂存待挤压的原料,并将其运送至螺杆。为了确保原料能有畅流的运动和避免产生“结拱”,料斗内配装搅拌机,或者采

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用宽大的出料口,这样,将有助于该机构保持不间断的均匀供料工况。供料机构保持均匀供料极为重要。因为,要保证挤压机具有恰当的功能作用,以及为了保证挤压料质量具有均质的品况,不间断的均匀供料是挤压机正常工作必不可少的前提条件。 螺杆

通常可以这样讲,螺杆是挤压机最重要的部件,它不仅决定挤压机的熟化和糊化功能强度,而且还决定最终成品的质量。不同的螺杆,有不同的挤压功能。螺杆的挤压功能,决定于螺杆的设计参数。螺杆的各种设计参数。

螺纹节距(t),是两个相邻螺纹轮廓上对应点之间的距离;螺纹旋转1周,螺纹线在轴向上推进的距离(螺距n),以螺纹节距计量的倍数,称为顺向螺槽数,或称为螺纹头数。单头螺纹的螺杆,螺距等于螺纹节距;双头螺纹的螺杆,螺距等于两倍螺纹节距;三头螺纹的螺杆,螺距等于三倍螺纹节距。多头螺纹的螺杆,能增大运送能力和粘性流(Qd)。在螺杆连续地混合和运送物料的过程中,螺杆产生机械摩擦作用和热量,从而物料将产生熔化。 螺套

围包在螺杆外面的螺套,可制成整体结构,但通常配装夹套,藉以用作蒸气或过热油的循环加热,或用作循环水冷却,其目的是使挤压机能准确地调节各工作区段的温度。大多数的螺套,都配装压力传感器和温度传感器,并配装温度控制装置。螺套内表面通常制成凹槽形状,有的是直线型凹槽,有的是螺线型凹槽。螺线型凹槽,产生助推的顺流,而直线型凹槽,则阻碍顺流。因而,直线型凹槽会导致较低的流速,但其机械剪切作用则更大。螺杆与其螺套之间的间隙距离,通常保持在最小程度,藉以减少渗漏流。 模头

在螺套的终端,通常配装具有各种形状孔眼的模压盘,一般被称之谓模头。模头具有双重功能:将挤压料模压成所要求的形状;用作为阻流器,以增大挤压机熟化作用区段内的压力。确定模头孔眼的几何形状,对于挤压产品外形及质量有很重要的作用。目前,已开发应用多种孔眼形式的单程模压模头,例如圆筒形孔眼模头,狭槽形孔眼模头,环状形孔眼模头,以及双程模压模头。在双程模压模头内的进料,来自两台挤压机单程模压的出料口,可加工成具有双重颜色或双重味道的挤压制品。 截料机构

模压后的挤压料的成型,必须装配截料机构。截料机构所需具备功能的要求是:能够将模压之后的挤压料,按规定的长度要求,均匀地切断成整齐表面的制品。截断料的长度,取决于切刀转速;切刀转速越快,截断料长度越短。截断料的整齐度,在很大程度上取决于切刀与模头的间隙距离:该间隙距离,应小于0.2mm,藉以确保整齐地切断挤压料;但应大于0.05mm,以免刀刃与模头之间形成高的摩擦阻力。常用的截料机构,有垂直切刀和水平切刀两种型式。 挤压机类型

挤压机按传动方式可以分为机械传动方式和液压传动方式两种。机械传动的挤压机,在负荷变化时容易产生冲击,对挤压速度的调节反应不灵敏,防止过载能力小并且难以大型化,一般用于小吨位,高速冷挤压,目前使用很少。液压传动的挤压机运行平稳,对于过载能力的适应性较好,挤压速度容易调整,适用于挤压各种管、棒、型、线材产品,目前被广泛采用。工业生产中主要应用的几种类型的挤压机有卧式正向挤压机、卧式反向挤压机、立式挤压机、静液挤压机、连续挤压机等。 A卧式正向挤压机

这是最基本的挤压方法,具有以下特点:技术最成熟,可以制造和安装大型挤压机,同时可以用于挤压铜及铜合金的管、棒、型、线材各种产品,挤压制品的规格不受限制,工艺操作简单,生产灵活性较大,容易实现挤压机设备的机械化和控制的自动化等,是目前最广泛使用的方法之一。其缺点是:挤压制品时,锭坯与挤压简壁之间产生很大的外摩擦力,造成金属流动不均匀,从而给挤压制品的质量带来不利影响,挤压管材时易产生偏心。另外,挤压工具磨损很快,挤压能耗大,占地面积较大。 B卧式反向挤压机

在挤压倒品时,锭坯与挤压筒之间无相对滑动,金属流动集中在模孔附近,变形较均匀。反向挤压管材时偏心度比正向挤压好,挤压能耗低,压余小,成品率高。但是反向挤压操作较为复杂,间隙时间较正向挤压长,挤压制品质量的稳定性仍需要进一步提高,反向挤压技术仍需完善 C立式挤压机

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只要挤压机和挤压工具的调整精度符合要求,就可以保证挤压制品的几何尺寸精度,一般管材挤压不易产生偏心缺陷。但是立式挤压机需要构建很深的地坑,需要较高的厂房,所以向大吨位发展受到限制。立式挤压机的吨位一般都比较小,适合于挤压小尺寸的管材和型材制品。 D静液挤压机

它与芷向挤压、反向挤压方法不同,金属锭坯不直接与挤压筒壁产生接触,而是介于高压介质之间。挤压力通过高压介质传递到锭坯上实现挤压,挤压过程中几乎没有摩擦存在,金属流动均匀。静液挤压主要用于各种包覆材料的成形、低温超导材料的成形、难加工材料的成形、精密型材成形等方面。由于静液挤压机使用高压介质,需要进行锭坯的预加工和介质充填与排放等操作,降低了挤压机生产的成材率,挤压周期长,所以应用受到很大限制。 E Confonn连续挤压机

它是利用变形金属与工具之间的摩擦力而实现挤压,这种挤压机,由旋转挤压槽轮上的矩形断面槽和固定模座所组成的环形通道起到普通挤压机中挤压筒的作用,当挤压槽轮旋转时,借助于槽壁上的摩擦力不断将杆状坯料送入而实现连续挤压。对于铜及铜合金等较高熔点的材料,靠摩擦发热很难达到金属变形的热挤压温度,一般需要对挤压轮槽和模座进行辅助加热,才能实现稳定的挤压。Conform连续挤压机具有结构简单、能耗小、挤压制品沿长度方向上的组织性能均匀、减少挤压几何废 料,以及设备占地面积小等优点,可以用棒料、粉料、熔态料来生产挤压制品,适合于中小型企业专业化生产。Conform连续挤压的缺点是:对坯料预处理要求高,线杆进入挤压轮前的表面清洁程度,直接影响挤压制品的质量,会产生夹杂、气孔、针孔、挤压裂纹等缺陷。另外,挤压槽轮表面、槽封块、堵头等工具始终处于高温、高摩擦的状态下,对工模具的材料性能要求较高,工模具的更换比其他挤压机困难,所以作为大型工厂的主要设备进行大规模的生产还存在着差距。 双螺杆、单螺杆 应用:膨化食品

13、CIP清洗设备概述

CIP清洗系统俗称就地清洗系统,广泛的用于饮料、乳品、果汁、酒类、制药行业等对卫生级别要求较严格的生产设备的清洗、净化。包括容器罐体、管道、泵、过滤器等及整个生产线在无需人工拆卸或打开的前提下,在一个预订时间内,将一定温度的清洁液通过密闭的管道对设备内表面进行喷淋循环而达到清洗的目的。CIP清洗又称清洗定位或定位清洗。就地清洗是指不用拆开或移动装置,即采用高温、高浓度的洗净液,对设备装置加以强力作用,把与食品、要求的接触面洗净的方法。 清洗设备结构

CIP在线清洗系统主要有单个或多个清洗液贮罐及管道、分布器、增压泵、回流泵、气动控制阀、酸碱计量泵、板式换热器、温度控制仪、电导率检测仪、液位控制仪,PLC触摸屏及控制柜等部件组成。全自动单回路CIP系统,采用三罐制方形联体式结构,板式换热器在线加热。酸液罐、碱液罐、热水罐均为2000L双层全封闭罐,内胆板材为不锈钢SUS316L,其中酸碱罐配置搅拌器;浓酸、浓碱罐为100L不锈钢罐,材质为不锈钢SUS316L。CIP系统与所有的加工设备连成一个循环的清洗回路,系统采用全自动控制。浓酸、浓碱用隔膜阀自动泵打入酸液罐、碱液罐.优秀国际知名供应商,个性化人机界面的设计,实现了操作控制的全面自动化。 工作原理

根据设置程序(程序可调)由CIP清洗系统自动配置清洗液,经气动控制阀与增压泵、回流泵来完成清洗液的输送及回流循环清洗、排放、回收整个清洗过程。通过电导率、温度控制仪、酸碱计量泵及PLC触摸屏组成的控制系统达到了自动在线清洗。可以对每一道清洗程序时间、流量、电导率进行检测与记录,可打印输出,同时能确保清洗液温度和浓度在相应清洗过程中自动恒定,系统清洗结构有电导率仪自动检测显示。 特点

1、设计紧凑、安装、维护和调试简便;气动元件及电器元件全部采用进口材料,性能稳定可靠,用功能块组成的模块结构,可分手控、自动选择、触摸屏提示操作,直观易懂。

2、清除药物残留,防止微生物污染,避免批次之间的影响; 3、符合GMP要求,实现清洗工序的验证; 4、能使生产计划合理化及提高生产能力;

5、按程序安排步骤进行,与手洗作业比较,能有效防止操作失误,提高清洗效率,减少劳动强度,节省劳动力,提高药品质量;

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