2025年食品工廠(chǎng)機(jī)械與設(shè)備模擬練習(xí)題（附參考答案）一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種設(shè)備屬于食品工廠(chǎng)中的輸送設(shè)備？A.板式換熱器B.螺旋輸送機(jī)C.碟片式離心機(jī)D.噴霧干燥塔2.巴氏殺菌機(jī)的核心參數(shù)是：A.殺菌溫度121℃，時(shí)間15秒B.殺菌溫度72-75℃，時(shí)間15-30秒C.殺菌溫度135℃，時(shí)間2秒D.殺菌溫度60℃，時(shí)間30分鐘3.錘式粉碎機(jī)的主要工作原理是：A.擠壓破碎B.剪切破碎C.沖擊破碎D.研磨破碎4.噴霧干燥機(jī)中，霧化器的作用是將料液分散為：A.直徑5-10μm的霧滴B.直徑50-200μm的霧滴C.直徑500-1000μm的霧滴D.直徑1-2mm的液滴5.板式換熱器中，板片間的密封墊片通常采用的材料是：A.天然橡膠B.聚四氟乙烯C.丁腈橡膠D.硅橡膠6.離心分離機(jī)的分離因數(shù)（Fr）計(jì)算公式為：A.Fr=ω2r/gB.Fr=ωr/gC.Fr=ω2/gD.Fr=ωr2/g7.真空濃縮設(shè)備中，為降低料液沸點(diǎn)通常采用的措施是：A.增加加熱蒸汽壓力B.降低系統(tǒng)真空度C.提高料液流速D.降低系統(tǒng)壓力8.灌裝機(jī)按灌裝原理分類(lèi)，不包括以下哪種類(lèi)型？A.常壓灌裝機(jī)B.負(fù)壓灌裝機(jī)C.等壓灌裝機(jī)D.高壓灌裝機(jī)9.食品機(jī)械常用的不銹鋼牌號(hào)304對(duì)應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是：A.06Cr19Ni10B.12Cr18Ni9C.022Cr17Ni12Mo2D.10Cr1710.均質(zhì)機(jī)的工作壓力通常范圍是：A.5-10MPaB.20-40MPaC.50-80MPaD.100-150MPa二、填空題（每空1分，共20分）1.帶式輸送機(jī)的主要組成部件包括輸送帶、驅(qū)動(dòng)裝置、張緊裝置、（）和（）。2.滾筒清洗機(jī)的清洗原理主要是（）和（）的共同作用。3.碟片式離心機(jī)的分離因數(shù)一般在（）范圍內(nèi)，適用于（）的分離。4.板式換熱器的板片通常設(shè)計(jì)有（）結(jié)構(gòu)，其作用是（）和（）。5.噴霧干燥機(jī)的工藝流程包括（）、（）、（）、（）和產(chǎn)品收集。6.殺菌設(shè)備按殺菌方式可分為（）殺菌設(shè)備和（）殺菌設(shè)備，其中巴氏殺菌屬于（）殺菌。7.錘式粉碎機(jī)的主要參數(shù)包括（）、（）和（）。8.真空濃縮設(shè)備的核心部件是（）和（），其作用分別是（）和（）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.比較帶式輸送機(jī)與螺旋輸送機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。2.簡(jiǎn)述板式換熱器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在食品工廠(chǎng)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。3.噴霧干燥機(jī)中，霧化器有哪幾種類(lèi)型？各自的適用范圍是什么？4.選擇食品殺菌設(shè)備時(shí)，需要考慮哪些關(guān)鍵因素？請(qǐng)列舉并說(shuō)明。5.簡(jiǎn)述均質(zhì)機(jī)的工作原理及其在乳制品加工中的作用。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某果汁生產(chǎn)線(xiàn)需用板式換熱器將10噸/小時(shí)的果汁從20℃加熱至85℃，加熱介質(zhì)為95℃的熱水，出口溫度為70℃。已知果汁的比熱容為3.8kJ/(kg·℃)，熱水的比熱容為4.18kJ/(kg·℃)，總傳熱系數(shù)K=1500W/(m2·℃)，試計(jì)算板式換熱器的傳熱面積（對(duì)數(shù)平均溫差ΔT_m按逆流計(jì)算）。2.某離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)鼓直徑為800mm，轉(zhuǎn)速為3000轉(zhuǎn)/分鐘，試計(jì)算其分離因數(shù)（g取9.8m/s2）。五、綜合分析題（20分）某食品企業(yè)計(jì)劃新建一條濃縮蘋(píng)果汁生產(chǎn)線(xiàn)，需完成清洗、破碎、榨汁、過(guò)濾、濃縮、殺菌、灌裝等工序。請(qǐng)結(jié)合各工序要求，選擇對(duì)應(yīng)的設(shè)備并說(shuō)明選型依據(jù)（需至少列舉6種關(guān)鍵設(shè)備）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.B3.C4.B5.C6.A7.D8.D9.A10.B二、填空題1.托輥；卸料裝置2.摩擦；噴淋沖洗3.3000-15000；乳濁液或細(xì)顆粒懸浮液4.波紋；增強(qiáng)湍流；提高傳熱效率5.料液預(yù)處理；霧化；熱空氣接觸干燥；氣固分離6.熱力；非熱力；熱力7.轉(zhuǎn)子直徑；轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度；錘片數(shù)量8.加熱器；蒸發(fā)室；加熱料液使其沸騰；實(shí)現(xiàn)氣液分離三、簡(jiǎn)答題1.帶式輸送機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是輸送平穩(wěn)、噪聲低、輸送距離長(zhǎng)（可達(dá)數(shù)百米）、可水平或傾斜輸送（傾角≤15°），適用于顆粒、塊狀及散料；缺點(diǎn)是占地面積大、輸送帶易磨損、不宜輸送高溫物料。螺旋輸送機(jī)：優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、密封性好、可水平/傾斜/垂直輸送，適用于小顆?；蚍蹱钗锪?；缺點(diǎn)是輸送距離短（一般≤40m）、能耗高、物料易破碎。2.板式換熱器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由許多波紋金屬板片疊裝而成，板片間通過(guò)密封墊片形成通道，冷熱流體在相鄰?fù)ǖ滥媪髁鲃?dòng)。應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：傳熱效率高（因波紋強(qiáng)化湍流）、占地面積小（單位體積傳熱面積大）、清洗方便（可拆卸）、熱損失小（無(wú)保溫層）、調(diào)節(jié)靈活（可增減板片數(shù)量）。3.霧化器類(lèi)型及適用范圍：①壓力式霧化器：利用高壓泵將料液加壓（2-20MPa）通過(guò)噴嘴霧化，霧滴較粗（50-400μm），適用于高濃度、高黏度料液（如果漿）；②離心式霧化器：通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)（5000-20000r/min）將料液甩出霧化，霧滴均勻（50-300μm），適用于中等黏度料液（如乳粉）；③氣流式霧化器：利用壓縮空氣（0.1-0.7MPa）與料液混合霧化，霧滴極細(xì)（10-50μm），適用于低黏度、熱敏性料液（如酶制劑）。4.關(guān)鍵因素：①物料特性（如pH、黏度、熱敏性）：酸性物料需耐腐蝕材質(zhì)（316L不銹鋼），熱敏性物料選短時(shí)高溫殺菌（UHT）；②殺菌目標(biāo)（殺滅致病菌或商業(yè)無(wú)菌）：罐頭需121℃高壓殺菌，巴氏奶只需72℃殺菌；③生產(chǎn)規(guī)模：大規(guī)模生產(chǎn)選連續(xù)式設(shè)備（如板式殺菌機(jī)），小批量選間歇式（如殺菌釜）；④能耗與成本：板式換熱器能耗低于蒸汽殺菌釜；⑤衛(wèi)生要求：需CIP清洗功能，避免死角。5.均質(zhì)機(jī)工作原理：料液在高壓（20-40MPa）下通過(guò)均質(zhì)閥的狹窄間隙（0.1-0.3mm），因高速剪切、空穴效應(yīng)（液體內(nèi)部氣泡破裂）和撞擊作用，使脂肪球或顆粒破碎至1-2μm以下。在乳制品中作用：防止脂肪上?。ㄈ缗Ｄ叹|(zhì)后脂肪球細(xì)化，穩(wěn)定乳濁液）、改善口感（更細(xì)膩）、提高消化吸收率。四、計(jì)算題1.步驟1：計(jì)算換熱量Q果汁質(zhì)量流量m1=10噸/小時(shí)=10000kg/h=2.778kg/s果汁溫升ΔT1=85-20=65℃Q=m1×c1×ΔT1=2.778kg/s×3800J/(kg·℃)×65℃≈694,430W步驟2：計(jì)算對(duì)數(shù)平均溫差ΔT_m（逆流）熱流體（熱水）入口T1=95℃，出口T2=70℃冷流體（果汁）入口t1=20℃，出口t2=85℃逆流時(shí)，ΔT1'=T1-t2=95-85=10℃；ΔT2'=T2-t1=70-20=50℃ΔT_m=(ΔT2'-ΔT1')/ln(ΔT2'/ΔT1')=(50-10)/ln(50/10)=40/ln5≈40/1.609≈24.86℃步驟3：計(jì)算傳熱面積A由Q=K×A×ΔT_m得：A=Q/(K×ΔT_m)=694430/(1500×24.86)≈694430/37290≈18.62m22.分離因數(shù)Fr=ω2r/g轉(zhuǎn)鼓半徑r=0.8m/2=0.4m角速度ω=2πn/60=2×3.14×3000/60=314rad/sFr=(314)2×0.4/9.8≈98596×0.4/9.8≈39438.4/9.8≈4024五、綜合分析題1.清洗設(shè)備：選擇滾筒式清洗機(jī)（帶噴淋裝置）。依據(jù)：蘋(píng)果表面需去除泥土、農(nóng)藥殘留，滾筒旋轉(zhuǎn)摩擦配合高壓水噴淋，清洗效率高且損傷小。2.破碎設(shè)備：選用錘式破碎機(jī)（篩孔直徑8-12mm）。依據(jù)：蘋(píng)果質(zhì)地較軟，錘式破碎機(jī)通過(guò)高速錘片沖擊破碎，可控制出料粒度均勻，滿(mǎn)足后續(xù)榨汁要求。3.榨汁設(shè)備：采用帶式榨汁機(jī)（雙螺旋壓榨）。依據(jù)：蘋(píng)果出汁率要求高（≥75%），帶式榨汁機(jī)通過(guò)預(yù)壓、壓榨區(qū)遞增壓力，可連續(xù)作業(yè)且榨汁效率高于間歇式螺旋榨汁機(jī)。4.過(guò)濾設(shè)備：選擇板框壓濾機(jī)（過(guò)濾精度50-100μm）。依據(jù)：榨汁后汁液含果肉顆粒，板框壓濾機(jī)通過(guò)濾布攔截固體顆粒，可調(diào)節(jié)壓力控制濾液澄清度，適合中等規(guī)模生產(chǎn)。5.濃縮設(shè)備：選用降膜式真空濃縮機(jī)（操作壓力5-10kPa，溫度45-55℃）。依據(jù)：蘋(píng)果汁熱敏性強(qiáng)（高溫易褐變），降膜式濃縮機(jī)料液呈膜狀流動(dòng)，受