第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備.ppt

食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 引言各種換熱設(shè)備及其換熱形式第一節(jié)熱交換器第二節(jié)熱處理機(jī)械設(shè)備第三節(jié)擠壓機(jī)械與設(shè)備第四節(jié)油炸設(shè)備第五節(jié)其它加熱機(jī)械設(shè)備本章小結(jié)思考題自測題 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 自測題 一 判斷題二 填充題三 選擇題四 對應(yīng)題 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 四 對應(yīng)題 1 找出下列熱交換器與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系 并將第二列的字母填入第一列對應(yīng)項(xiàng)的括號中 1 蛇管式熱交換器A 加熱蒸汽與料液呈并流 2 普通套管式熱交換器B 密封周界長 3 列管式熱交換器C 管外傳熱膜系數(shù)較低 4 夾層套管式熱交換器D 轉(zhuǎn)子組合件 5 多管套管式熱交換器E 單位加熱面積的設(shè)備較大 6 板式熱交換器F 內(nèi)部由多根縮徑波紋管子構(gòu)成 7 旋轉(zhuǎn)刮板式熱交換器G 由三層同心波紋管構(gòu)成 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 四 對應(yīng)題 2 找出下列熱處理設(shè)備與特點(diǎn)之間的對應(yīng)關(guān)系 并將第二列的字母填入第一列對應(yīng)項(xiàng)的括號中 1 螺旋輸送預(yù)煮機(jī)A 預(yù)熱淋水與冷卻水可換熱利用余熱 2 刮板鏈帶輸送預(yù)煮機(jī)B 占地面積小 對物料適應(yīng)性不廣 3 夾層鍋C 占地面積大 對物料適應(yīng)性大 4 蒸汽熱燙機(jī)D 小批量多品種預(yù)處理 5 淋水式熱燙機(jī)E 進(jìn)出熱燙室需要適當(dāng)?shù)拿芊獯胧?食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 三 選擇題 小批量多品種果蔬可用 進(jìn)行熱燙處理 A 螺旋輸送式熱燙機(jī)B 刮板輸送熱燙機(jī)C 夾層鍋D 水泥池螺旋式熱燙設(shè)備的熱燙強(qiáng)度可以通過調(diào)節(jié)加以控制 螺旋轉(zhuǎn)速B 熱燙水溫C 螺旋螺距D 列管式熱交換器可用作 殺菌器B 冷凝器C 蒸發(fā)加熱器D 和 旋轉(zhuǎn)刮板式熱交換器可用在 蒸發(fā)B 干燥C 冷凍D B和C板式熱交換器可用作 殺菌器B 冷凝器C 蒸發(fā)加熱器D 和 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 三 選擇題 下列熱交換器的加熱面積調(diào)整較方便 板式B 套管式C 旋轉(zhuǎn)刮板式D 和 在所有熱交換器中 熱交換器的密封圈最少 板式B 套管式C 列管式D 和 下列熱交換器中 最適用于黏稠物料 板式B 螺旋板式C 列管式D 旋轉(zhuǎn)刮板式混合式熱交換器可用于 冷凝二次蒸汽B UHTC 除去不凝性氣體D A和B用于冷凝二次蒸汽的混合式熱交換器 通常與相連接 機(jī)械真空泵B 蒸汽噴射泵C 水力噴射泵D A和B 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 判斷題 一換熱器管的傳熱系數(shù)不高 逆流和順流式列管式換熱器的管程為單程 列管式熱交換器也稱殼管式熱交換器 套管式熱交換器可方便地進(jìn)行逆流換熱操作 多管套管式熱交換器適用于大顆粒物料的熱處理 套管式熱交換器一般不能方便地改變換熱面積 管程為偶數(shù)的列管式熱交換器 管內(nèi)流體的進(jìn)出都在同一端封頭 當(dāng)兩種流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相差5倍以上時(shí) 宜采用翅片管式熱交換器 板式熱交換器的進(jìn)出管一定分設(shè)在傳熱板區(qū)兩端的壓緊板和支架板上 蒸汽注入式加熱器是將蒸汽注入產(chǎn)品的直接式加熱器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 判斷題 板式熱交換器中流體的滯留時(shí)間可以在不改變換熱面積和入口流速條件下加以改變 一般板式熱交換器的傳熱板四角有4個(gè)圓孔 旋轉(zhuǎn)刮板式熱交換器的刮板均以活動(dòng)鉸鏈方式與轉(zhuǎn)筒連接 旋轉(zhuǎn)刮板式熱交換器只能直立安裝 為了排料方便 所有的夾層鍋底均設(shè)有一個(gè)排料口 高位式冷凝器的大氣腿可以將二次蒸汽帶入的不凝性氣體排除 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī)對物料的適應(yīng)性不如刮板式預(yù)煮機(jī)的強(qiáng) 蒸汽熱燙機(jī)全部采用水封方式使物料進(jìn)入熱燙室或從熱燙室排出 蒸汽熱燙機(jī)一般均設(shè)有物料冷卻段 蒸汽熱燙機(jī)對物料的冷卻一般都用冷水作介質(zhì) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 填充題 用于流體食品的熱交換器可以分為和兩類 者又可分為式 具體的熱交換器有 等 和式 具體的熱交器有 等 新型管式換熱器主要型式有 等 板式換熱器主要由 等構(gòu)成 它有以下特點(diǎn) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 填充題 旋轉(zhuǎn)刮板式換熱器的主要特點(diǎn)是可使獲得高的 可用作 和的換熱器 直接式換熱器 也稱為 的特點(diǎn)是直接混合進(jìn)行 因此 在熱交換的同時(shí) 還發(fā)生 直接式與相比 由于省去了 因此簡單 效率高 操作成本低 但采用這種設(shè)備只限于場合 直接式換熱器在食品工業(yè)中既可用來對進(jìn)行 也可用作 在直接式UHT殺菌系統(tǒng)中所用的加熱器是的 應(yīng)用的加熱介質(zhì)是 具體的熱交換器形式有式和式 在真空蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)中 用于冷凝的也是直接式熱交換器 具體的型式有 式 式和式等 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 填充題 食品工業(yè)中 有兩種用以對作加熱外理的連續(xù)式設(shè)備 它們是 式和式連續(xù)預(yù)煮機(jī) 其中式對物料種類的適應(yīng)性較廣 夾層鍋是一種以為加熱介質(zhì)的熱處理 熱燙設(shè)備 有式和式兩種形式 可用于多種食品原料的熱處理 例如 果蔬的 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 引言 食品加工過程中 物料進(jìn)行加熱或冷卻處理 即熱交換 是一項(xiàng)普遍而重要的單元操作 物料涉及從原料到包裝半成品 物料的三種傳熱方式 對流 傳導(dǎo)和輻射 食品物料狀態(tài)有液體 固體兩大類 對它們加熱或冷卻操作可在通用或?qū)Ｓ脽峤粨Q設(shè)備進(jìn)行 例如 對于液體物料可用各種間接或直接式熱交換器 對于未包裝固體物料 一般可采用專用熱處理設(shè)備 如擠壓機(jī) 油炸機(jī) 熱燙機(jī)等 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 表7 1食品加工的熱交換熱處理設(shè)備類型 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 本章小結(jié) 食品工業(yè)普遍涉及不同形式的的熱交換熱處理設(shè)備 典型的設(shè)備類型包括各種形式的熱交換器 油炸設(shè)備 夾層鍋 熱燙設(shè)備 螺旋擠壓機(jī) 微波加熱和紅外加熱設(shè)備等 對于流體食品的加熱或冷卻可以用各種形式的間接或直接式熱交換器 這些熱交換器或以獨(dú)立形式存在 或結(jié)合在各種功能的組合設(shè)備中 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 本章小結(jié) 工業(yè)用的油炸設(shè)備可以分為間歇式和連續(xù)式油炸設(shè)備 油炸設(shè)備可用電加熱 也可用燃料直接燃燒加熱 還可采用導(dǎo)熱油方式加熱 油炸設(shè)備油鍋中炸渣的去除可以采用油水混合工藝設(shè)備 也可采用熱油循環(huán)過濾除渣的方式 連續(xù)式油炸鍋的性能與油槽結(jié)構(gòu)有較大關(guān)系 熱燙設(shè)備主要用于果蔬加工 熱介質(zhì)可用熱水也可用蒸汽 輸送裝置主要有螺旋式和帶式兩種 先進(jìn)的熱燙設(shè)備可同時(shí)完成具有熱燙與冷卻操作 而且往往采用余熱回收流程 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 螺桿擠壓機(jī)容破碎 捏合 混煉 熟化 殺菌 干燥和成型等功能于一體 可用于生產(chǎn)膨化 組織化或其它成型產(chǎn)品 螺桿擠壓機(jī)可按不同方式分為單螺桿型 雙螺桿型 高剪切型 低剪切型 自熱型和外熱型等 不同的應(yīng)用目的需要選用不同型式的螺桿擠壓機(jī) 遠(yuǎn)紅外加熱設(shè)備是輻射型加熱設(shè)備 其結(jié)構(gòu)形式有箱式和隧道式兩類 相應(yīng)的操作形式分別為間歇式和連續(xù)式 各種遠(yuǎn)紅外加熱設(shè)備的關(guān)鍵部件遠(yuǎn)紅外發(fā)熱元件 本章小結(jié) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 微波加熱設(shè)備利用微波能對食品加熱 其操作和結(jié)構(gòu)形式也分別有間歇加熱的箱式和連續(xù)加熱的隧道式兩種 用于加熱的微波頻率分別為915Hz和2450Hz 各種微波加熱設(shè)備均需要具有防止微波外泄的安全設(shè)計(jì) 本章小結(jié) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 思考題 1 舉例說明間接式熱交換器在食品加工過程中的應(yīng)用 2 舉例說明直接式換熱器在食品加工過程中的應(yīng)用 3 簡述螺桿擠壓機(jī)類型與適用原料狀態(tài)和產(chǎn)品類型 4 擠壓機(jī)內(nèi)的擠壓 剪切作用是如何形成的 它們與螺桿結(jié)構(gòu)的關(guān)系如何 5 比較雙螺桿和單螺桿擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn) 6 比較討論螺旋式與刮板式連續(xù)熱燙機(jī)的特點(diǎn)與適用場合 7 什么是IQB 用簡圖示意一個(gè)利用蒸汽對物料進(jìn)行快速熱燙和冷卻的設(shè)備流程 8 比較討論遠(yuǎn)紅外加熱設(shè)備與微波加熱設(shè)備的特點(diǎn)和適用場合 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 第一節(jié)熱交換器 熱交換器主要指的是用于對流體食品或流體加工介質(zhì)進(jìn)行加熱或冷卻處理的設(shè)備 兩大類型 間壁式熱交換器 直接式 混合式 熱交換器 一 間接式熱交換器二 直接式熱交換器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 間接式熱交換器 間壁式熱交換器的特點(diǎn)是換熱介質(zhì)和換熱物料被金屬材料隔開 兩者不相混合 通過間壁進(jìn)行熱量的交換 這種加熱方式符合食品衛(wèi)生要求 在食品工業(yè)中應(yīng)用最為廣泛 間壁式熱交換器按其傳熱面的形狀和結(jié)構(gòu)可分為管壁傳熱和板壁傳熱兩種形式 一 管式熱交換器 二 板式熱交換器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 板式熱交換器 板式熱交換器的特征是采用板壁作為換熱壁 常見的有板式 螺旋板式 旋轉(zhuǎn)刮板式以及夾套式熱交換器等 1 板式熱交換器2 旋轉(zhuǎn)刮板式熱交換器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 管式熱交換器 管式熱交換器的結(jié)構(gòu)特征是其傳熱面由金屬管構(gòu)成 這類熱交換器的主要形式有盤管式 套管式 列管式和翅片管式等 1 盤管式熱交換器2 套管式熱交換器3 列管式熱交換器4 翅片管式熱交換器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 1 盤管式熱交換器 也稱蛇管式熱交換器 應(yīng)用廣泛 例如 冷庫中的冷排管和盤管式冷凝器 某些大型攪拌反應(yīng)罐內(nèi)的盤管式熱交換器 乳品工業(yè)用這種形式的熱交換器作奶油 煉乳等高黏度制品的加熱或冷卻用 盤管式換熱用作超高溫滅菌器的加熱器 1 沉浸式盤管熱交換器 2 噴淋式蛇管熱交換器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 1 沉浸式盤管熱交換器 這種熱交換器盤管浸沒在裝有流體的容器中 管內(nèi)和容器內(nèi)的兩種流體通過盤管進(jìn)行熱交換 形狀 排管狀 螺旋形 稱為盤香管 也可根據(jù)容器特點(diǎn)將做成其它形狀的盤管 特點(diǎn) 這種熱交換器管外空間較大 因而管外流體流速較小 表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)不高 熱交換器傳熱效率低 是較古老的一種設(shè)備 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單 制造維修方便 造價(jià)低 能承受較高壓強(qiáng) 由于管外為大量流體 故對操作條件的改變并不敏感 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 2 噴淋式蛇管熱交換器 結(jié)構(gòu)如圖7 3所示 特點(diǎn) 與沉浸式相比 噴淋式盤管換熱器的管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)有所提高 因此所需傳熱面積 材料消耗和制造成本都較低 此外 作為衛(wèi)生式設(shè)備 清洗消毒也較方便 同時(shí) 冷卻水消耗量只有沉浸式的一半 但這種設(shè)備占地面積大 操作時(shí)管外有水汽發(fā)生 對環(huán)境不利 故常安裝在室外 另外 管子氧化快 壽命短 噴淋的液體量有變化時(shí) 溫度響應(yīng)極為敏感 圖7 3噴淋式蛇管熱交換器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 2 套管式熱交換器 套管式熱交換器有普通套管式和新型套管式兩種型式 換熱原理上兩者無本質(zhì)區(qū)別 但材料和結(jié)構(gòu)方式 后者作了較大改進(jìn) 因而目前已經(jīng)廣泛用于黏稠流體的加熱 1 普通套管式熱交換器 2 新型套管式熱交換器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 1 普通套管式熱交換器 結(jié)構(gòu)如如圖7 4所示 操作時(shí) 一種流體在內(nèi)管流動(dòng) 另一流體在套管環(huán)隙內(nèi)流動(dòng) 利用蒸汽加熱內(nèi)管中的液體時(shí) 液體從下方進(jìn)入套管的內(nèi)管 順序流過各段套管而由上方流出 蒸汽則由上方套管進(jìn)入環(huán)隙中 冷凝水由最下面的套管排出 套管式熱交換器每程的有效長度不能太長 否則管子易向下彎曲從而引起環(huán)隙中的流體分布不均 通常采用的長度為4 6m 特點(diǎn) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡單 能耐高壓 可保證逆流操作 排數(shù)和程數(shù)可任意添加或拆除 伸縮性很大 它特別適用于載熱體用量小或物料有腐蝕性時(shí)的換熱 缺點(diǎn) 管子接頭多 易泄漏 單位體積所具有的換熱面積小 且單位傳熱面的金屬材料消耗量是各種熱交換器中最大的 可達(dá)150kg m2 而列管式熱交換器只有30kg m2 適合于需要傳熱面不大的情況 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 2 新型套管式熱交換器 背景特點(diǎn)與型式 雙管同心套管式 多管列管式 多管同心套管式組合形式 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 背景特點(diǎn)與型式 背景 隨著材料科學(xué) 金屬加工技術(shù)的發(fā)展 以及對已有種類熱交換器分析研究 基于套管式的熱交換器的性能得到了很大的改善 出現(xiàn)了新型套管式熱交換器 特點(diǎn) 所用材料為薄壁無縫不銹鋼管 彎管的彎曲半徑較小 并可在一個(gè)外管內(nèi)套裝多個(gè)內(nèi)管 直管部分的內(nèi)外管均為波紋狀管子 大大提高了傳熱系數(shù) 大多采用螺旋式快裝接頭 由于管壁較薄 彎曲半徑小 以及多管套在一起 其單位體積換熱面積較傳統(tǒng)套管式熱交換器有很大的提高 型式 雙管同心套管式 多管列管式和多管同心套管式 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 雙管同心套管式 結(jié)構(gòu)如圖7 5所示 由一根被夾套包圍的內(nèi)管構(gòu)成 為完全焊接結(jié)構(gòu) 無需密封件 耐高壓 操作溫度范圍廣 入口與產(chǎn)品管道一致 產(chǎn)品易于流動(dòng) 適于處理含有大顆粒的液態(tài)產(chǎn)品 圖7 5雙管同心套管式結(jié)構(gòu)示意 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 多管列管式 結(jié)構(gòu)如圖7 6所示 外殼管內(nèi)部設(shè)置有數(shù)根加熱管構(gòu)成的管組 每一管組的加熱管數(shù)量及直徑可以變化 為避免熱應(yīng)力 管組在外殼管內(nèi)浮動(dòng)安裝 通過雙密封結(jié)構(gòu)消除了污染的危險(xiǎn) 并便于拆卸維修 這種結(jié)構(gòu)的熱交換器有較大的單位體積換熱面積 圖7 6多管列管式結(jié)構(gòu)示意 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 多管同心套管式 結(jié)構(gòu)如圖7 7所示 它由數(shù)根直徑不等的管同心配置組成 形成相應(yīng)數(shù)量環(huán)形管狀通道 產(chǎn)品及介質(zhì)被包圍在具有高熱效的緊湊空間內(nèi) 兩者均呈薄層流動(dòng) 傳熱系數(shù)大 整體有直管和螺旋盤管兩種結(jié)構(gòu) 由于采用無縫不銹鋼管制造 因而可以承受較高的壓力 圖7 7多管同心套管式結(jié)構(gòu)示意 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 組合形式 以上三種結(jié)構(gòu)形式的熱交換器單元均可以根據(jù)需要組合成如圖7 8所示的熱交換器組合體 圖7 8新型套管式熱交換器組合體 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 3 列管式熱交換器 也稱殼管式熱交換器 基本結(jié)構(gòu)折流擋板熱膨脹補(bǔ)償特點(diǎn)與應(yīng)用 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 特點(diǎn)與應(yīng)用 目前使用最廣的熱交換器 優(yōu)點(diǎn) 易于制造 生產(chǎn)成本低 適應(yīng)性強(qiáng) 可以選用的材料較廣 維修 清洗都較方便 特別是對高壓流體更為適用 在食品工業(yè)中常用作預(yù)熱器 加熱器和冷卻器 在冷凍系統(tǒng)中可以用作冷凝器和蒸發(fā)器 用蒸汽加熱時(shí) 蒸汽在管外流動(dòng) 在考慮食品的衛(wèi)生要求時(shí) 與食品物料直接接觸的部分應(yīng)采用不銹鋼作材料 缺點(diǎn) 結(jié)合面較多 易造成泄漏 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 折流擋板 對于管外殼間的流體 為了提高管外表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) 則在管外裝設(shè)折流板 或稱擋板 折流板形式常用的有弓形和盤環(huán)形兩種 見圖7 10 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 熱膨脹補(bǔ)償 熱交換器內(nèi)管內(nèi)外溫度不同 管壁溫度和殼壁溫度也不同 致使管束與殼體的熱膨脹程度有差別 這種熱脹冷縮所產(chǎn)生的應(yīng)力往往使管子發(fā)生彎曲 或從管板上脫落 甚至還會(huì)使熱交換器毀壞 當(dāng)管壁和殼壁的溫度差大于50 時(shí) 應(yīng)考慮補(bǔ)償措施以消除這種應(yīng)力 常用的熱補(bǔ)償方法有浮頭補(bǔ)償 補(bǔ)償圈補(bǔ)償和U形管補(bǔ)償 見圖7 12 圖7 12熱膨脹的補(bǔ)償 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 4 翅片管式熱交換器 為什么用翅片式熱交換器 形式 很多 常見如圖7 13所示 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 為什么用翅片式熱交換器 在生產(chǎn)上常常遇到一種情況 熱交換器間壁兩側(cè)流體的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相差頗為懸殊 例如 食品工業(yè)常見的干燥和采暖裝置中用水蒸氣加熱空氣時(shí) 管內(nèi)的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)要比管外的大幾百倍 成為傳熱過程的主要阻力 這時(shí)宜采用翅片管式熱交換器 一般來說 當(dāng)兩種流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)相差3倍以上時(shí) 宜采用翅片管式熱交換器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 1 板式熱交換器 1 結(jié)構(gòu) 2 傳熱板 3 板式熱交換器的分段 4 傳熱板在段內(nèi)的流程 5 板式熱交換器的特點(diǎn) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 2 旋轉(zhuǎn)刮板式熱交換器 這種熱交換器靠近傳熱面處有刮板連續(xù)不斷地刮掃運(yùn)動(dòng) 使料液成薄膜狀流動(dòng) 這種熱交換器因此也稱為刮板薄膜式熱交換器 或稱為刮面式熱交換器 旋轉(zhuǎn)刮板式熱交換器的結(jié)構(gòu)如圖7 17所示 主要由內(nèi)面磨光夾套換熱圓筒 刮板轉(zhuǎn)子 密封機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置等組成 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 1 結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)如圖7 14所示 主要由許多平行排列帶密封圈的傳熱板 分界板 機(jī)架 導(dǎo)桿 壓緊板 螺桿及接管等組成 懸掛于導(dǎo)桿上的傳熱板 夾在前支架板與壓緊板之間 由螺桿壓緊 隔斷板供熱交換器分段用 進(jìn)出熱交換器的接管可同時(shí)設(shè)在前支架板或設(shè)在壓緊板上 或分別設(shè)在此二板上 但隔斷板一定設(shè)有進(jìn)出流體的側(cè)面接管 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 2 傳熱板 沖壓而成的矩形不銹鋼薄板 壁厚0 5 2mm 長寬比在 3 4 1 每板四角開4個(gè)圓孔 每塊板一側(cè)沿四周及圓孔嵌有耐高溫密封圈 有流體入口 分布區(qū) 傳熱區(qū) 收集區(qū)和流體出口 每塊板一側(cè)通過密封圈結(jié)構(gòu)安排成同時(shí)只有兩孔與傳熱區(qū)相通 板的上下兩端中部開有相同的導(dǎo)軌槽口 因此根據(jù)需要可將傳熱板顛倒安排 板間距取決于密封圈的厚度 傳熱區(qū)波紋形式和加工精度 一般在3 8mm之間 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 3 板式熱交換器的分段 利用中間隔板可將板式熱交換器分成若干段 分段可使流體食品的預(yù)熱殺菌和冷卻在一臺(tái)板式熱交換器上完成 并可利用冷熱流體之間的溫差進(jìn)行余熱回收 圖7 16帶余熱回收的板式熱交換器巴氏殺菌系統(tǒng) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 如圖所示的熱交換器為三段結(jié)構(gòu) 有兩塊中間隔板 原料產(chǎn)品首先由中間隔板進(jìn)入 經(jīng)與殺菌保溫的熱流體進(jìn)行逆流換熱得到預(yù)熱 然后進(jìn)入逆流熱水加熱殺菌段 經(jīng)過殺菌段并保溫的流體由右邊中間隔板引入 受到原料產(chǎn)品的預(yù)冷卻 然后再由冷卻段進(jìn)一步冷卻到預(yù)定的出料溫度 中間段是一個(gè)余熱回收段 既節(jié)約了預(yù)熱所需的加熱能量 又節(jié)省了冷卻所需的冷卻水量 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 4 傳熱板在段內(nèi)的流程 不同流程可調(diào)整傳熱效果 換熱時(shí)間 不同流程組合形式 圖7 16所示 流程組合的公式表示法圖7 16 1 組合的公式表示圖7 16 2 3 組合的公式表示 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 圖7 16 1 組合的公式表示 組合內(nèi)只有一種流道組合 即i 1 此流道組合內(nèi)的冷熱流道數(shù)均為1 即a b 1 而段內(nèi)冷熱流體均改變了3次流向 因此 m1 n1 3 流道數(shù)為1而流程只改變了1次 從下至上 所以 這種流程組合可以表示為 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 圖7 16 2 3 組合的公式表示 同理 圖7 16 2 所示的并聯(lián)組合 可以表示為1 3 1 3圖7 16 3 所示的混聯(lián)組合 可以表示為2 3 3 2 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 流程組合的公式表示法 設(shè) 設(shè)熱流體在段內(nèi)以某固定流道數(shù)ai i 1 2 3 改變上下流向的次數(shù) 流程數(shù) 為mi i 1 2 3 冷熱流體在段內(nèi)以某固定流道數(shù)bj j 1 2 3 改變上下流向的次數(shù)為nj j 1 2 3 則 熱流體在段內(nèi)的總流道數(shù)Na可用下式表示 Na m1a1 m2a2 7 1 冷流體在段內(nèi)的總流道數(shù)Nb也可表示為表示 Nb n1b1 n2b2 7 2 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 流程組合的公式表示法 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 5 板式熱交換器的特點(diǎn) 主要優(yōu)點(diǎn) 傳熱效率高 結(jié)構(gòu)緊湊 操作靈活 適用于熱敏物料 衛(wèi)生條件可靠 主要缺點(diǎn) 密封周邊長 需要較多的密封墊圈 且墊圈需要經(jīng)常檢修清洗 所以易于損壞 另外 板式熱交換器不耐高壓 且流體流動(dòng)的阻力損失較大 由于板間空隙小 故不適用于含顆粒物料及高黏度物料的換熱 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 直接式熱交換器 也稱為混合式熱交換器 其特點(diǎn)是冷 熱流體直接混合進(jìn)行換熱 從而在熱交換的同時(shí) 還發(fā)生物質(zhì)交換 直接式與間接式相比 省去了傳熱間壁 因而結(jié)構(gòu)簡單 傳熱效率高 操作成本低 但采用這種設(shè)備只限于允許兩種流體混合的場合 常見直接式熱交換器有直接式蒸汽加熱器和混合式蒸汽冷凝器 一 蒸汽直接式加熱器 二 混合式蒸汽冷凝器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 混合式蒸汽冷凝器 真空濃縮系統(tǒng)中產(chǎn)生的二次蒸汽一般都采用混合式冷凝器進(jìn)行冷凝 它們都是在負(fù)壓狀態(tài)下利用冷卻水直接與二次蒸汽混合 使二次蒸汽冷凝成水 由于是負(fù)壓狀態(tài) 因此混合式冷凝器必須自身能產(chǎn)生真空 否則需要與真空系統(tǒng)相連接 常見的混合式蒸汽冷凝器1 填料式冷凝器2 孔板式冷凝器3 低位和高位冷凝器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 混常見混合式冷凝器 噴射式冷凝器即所謂的水力噴射泵 參見第二章相關(guān)內(nèi)容 它既有冷凝二次蒸汽的作用 也有抽吸不凝氣體的能力 即產(chǎn)生真空的能力 填料式和孔板式冷凝器只對二次蒸汽進(jìn)行冷凝 因此需要與真空系統(tǒng)相配合 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 直接式蒸汽加熱器 是蒸汽直接與液體產(chǎn)品混合的熱交換器 兩種形式 蒸汽噴射式和蒸汽注入式 目前僅限用于質(zhì)地均勻和黏度較低的產(chǎn)品 直接式蒸汽加熱器特點(diǎn)產(chǎn)品水分的控制蒸汽質(zhì)量要求 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 蒸汽質(zhì)量要求 就蒸汽質(zhì)量而言 直接加熱所用的水蒸汽必須是純凈 衛(wèi)生 高質(zhì)量的 而且必須不含不凝結(jié)氣體 因此必須嚴(yán)格控制鍋爐用水添加劑的使用 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 產(chǎn)品水分的控制 根據(jù)生產(chǎn)要求 有時(shí)由蒸汽帶入的水需要除去 以保持產(chǎn)品濃度不變 這通常在負(fù)壓罐器內(nèi)通過閃蒸實(shí)現(xiàn) 通過控制罐內(nèi)真空度可控制產(chǎn)品最終水分含量 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 直接式蒸汽加熱器特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 加熱非常迅速 產(chǎn)品感官質(zhì)量的變化很小 而且大大地降低了 間接加熱通常遇到的 結(jié)垢和產(chǎn)品灼傷問題 缺點(diǎn) 產(chǎn)品因蒸汽冷凝水的加入而體積增大 從而在保溫管中的流速會(huì)受影響 因此 這種流速的改變在制定殺菌工藝規(guī)程時(shí)必須加以考慮 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 1 填料式冷凝器 如圖7 20 2 所示 冷卻水從上部噴淋而下與上升的蒸汽在填料層內(nèi)接觸 填料層由許多空心圓環(huán)形的填料環(huán)或其它填料充填而成 組成兩種流體的接觸面 混合冷凝后的冷凝水由底部引出 不凝結(jié)氣體則由頂部排出 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 2 孔板式冷凝器 結(jié)構(gòu)如圖7 20 3 所示 它裝有若干塊多孔淋水板 淋水板的形式有交替安置的弓形式和圓盤 圓環(huán)式兩種 冷卻水自上而下順次從通小孔流經(jīng)各層淋水板 部分水也經(jīng)淋水板邊緣泛流而下 蒸汽則自下方引入 以逆流方式與冷水接觸而被冷凝 少量不凝結(jié)氣體和水氣混合物自上方排出 換熱后的冷卻水從下方尾管排出 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 3 低位和高位冷凝器 當(dāng)被冷凝的水蒸汽來自真空系統(tǒng)時(shí) 冷凝器必須處于負(fù)壓狀態(tài) 因此 除需要為冷凝器提供真空以外 也需要用適當(dāng)措施將冷凝器中的冷凝水排出 根據(jù)冷凝水排除方式 直接式冷凝器又分為低位式和高位式兩種 見圖7 21 冷凝器與真空泵配接 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 冷凝器與真空泵配接 由圖7 21可見 不論是低位式還是高位式冷凝器 大部分二次蒸汽帶入的不凝性氣體不能隨冷凝水一起排除 因此 冷凝器的上部還必須與干式或濕式真空泵相接 以便把這部分氣體抽走 從而保證系統(tǒng)的真空度要求 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 低位式冷凝器 低位式冷凝器直接用泵將冷凝水從冷凝器內(nèi)抽出 可以簡單地安裝在地面上 因而稱為低位式冷凝器 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 高位式冷凝器 高位式冷凝器不用抽水泵 而是將冷凝器置于10m以上的高度的位置 利用其下部長尾管 稱為氣壓管 俗稱大氣腿 中液體靜壓頭作用 在平衡冷凝器真空度的同時(shí)排出冷凝水 為了保證外部空氣不致進(jìn)入真空設(shè)備 氣壓管出口應(yīng)淹沒于地面的溢流槽中 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 蒸汽噴射式加熱器 蒸汽噴射加熱器是通過噴射室將蒸汽噴射入產(chǎn)品的加熱器 如圖7 18所示 蒸汽可以通過兩種形式噴射入流體管道中 或者通過許多小孔 或者通過環(huán)狀的蒸汽簾 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 蒸汽注入式加熱器 蒸汽注入式加熱器是在充滿蒸汽的室內(nèi)注入產(chǎn)品的加熱器 如料液以液滴或液膜的方式進(jìn)入充滿高壓蒸汽的容器中 加熱后的液體從底部排出 如圖7 19所示 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 第二節(jié)熱處理機(jī)械設(shè)備 熱處理機(jī)械設(shè)備的用途熱處理機(jī)械設(shè)備的類型一 夾層鍋二 連續(xù)式熱燙設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 熱處理機(jī)械設(shè)備的類型 以上熱處理操作的設(shè)備有間歇式和連續(xù)式兩類 間歇式熱處理設(shè)備中 使用最為普遍的是夾層鍋 連續(xù)式熱處理設(shè)備有多種類型 主要在于加熱介質(zhì) 輸送方式和是否帶冷卻操作段等方面存在差異 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 熱處理機(jī)械設(shè)備的用途 食品加工中 許多清洗過的果蔬原料 往往必須及時(shí)進(jìn)行熱處理 所謂熱處理 就是用熱水或蒸汽對果蔬物料進(jìn)行短時(shí)加熱并及時(shí)冷卻 一些中式熟肉制品 在調(diào)味燒煮以前 也往往需要用熱水進(jìn)行加熱 以去除其中血沫 這些處理常稱為預(yù)煮 熱燙 燙漂或漂燙等 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 夾層鍋 夾層鍋又稱為二重鍋 雙重釜等 其鍋體通常為半球形結(jié)構(gòu) 上部加有直線段 按其深度分為淺型 半深型和深型 按操作分為固定式和可傾式 每種型式的夾層鍋均有大小不同的規(guī)格 帶攪拌器的夾層鍋夾層鍋的特點(diǎn)與應(yīng)用 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 夾層鍋的特點(diǎn)與應(yīng)用 特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)和操作簡單 適用于多品種處理等 缺點(diǎn) 生產(chǎn)能力有限 操作勞動(dòng)強(qiáng)度較大 另外 夾層鍋操作區(qū)常會(huì)出現(xiàn)大量水汽 因此 需要注意應(yīng)有適當(dāng)?shù)呐牌L(fēng)措施 夾層鍋在食品加工業(yè)中仍有其重要地位 廣泛用于各種物料的漂燙處理 此外 也適合于調(diào)味品配制 溶糖化糖及一些肉類制品熬煮等操作 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 連續(xù)式熱燙設(shè)備 類型 一 連續(xù)預(yù)煮機(jī) 二 蒸汽熱燙設(shè)備 三 單體快速熱燙系統(tǒng) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 類型 連續(xù)式熱處理設(shè)備可以分為三類 預(yù)煮機(jī) 物料浸在熱水中進(jìn)行處理的設(shè)備 蒸汽熱燙設(shè)備 利用蒸汽直接對物料進(jìn)行處理的設(shè)備 噴淋式熱燙設(shè)備 利用熱水對物料進(jìn)行噴淋處理的設(shè)備 本質(zhì)上這三類設(shè)備對物料的預(yù)處理目的是相同的 只不過所用的加熱介質(zhì)狀態(tài)或處理方式不同而已 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 連續(xù)預(yù)煮機(jī) 預(yù)煮的概念預(yù)煮設(shè)備類型刮板式連續(xù)預(yù)煮機(jī)螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 預(yù)煮設(shè)備類型 可用夾層鍋 大批量生產(chǎn)多用連續(xù)式預(yù)煮設(shè)備 根據(jù)物料運(yùn)送方式不同 連續(xù)式預(yù)煮設(shè)備可以分為鏈帶式和螺旋式兩種 鏈帶式預(yù)煮機(jī)又可根據(jù)物料需要加裝刮板或多孔板料斗 其中以刮板式較為常用 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 預(yù)煮的概念 預(yù)煮也稱燙漂或漂燙 通常指利用接近沸點(diǎn)的熱水對果蔬進(jìn)行短時(shí)間加熱的操作 是果蔬保藏加工 如罐藏 凍藏 脫水加工 中的一項(xiàng)重要操作工序 預(yù)煮的主要目的是鈍化酶或軟化組織 處理的時(shí)間與物料的大小和熱穿透性有關(guān) 例如 豌豆只需加熱1 2min 而整玉米需要處理11min 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 1 刮板式連續(xù)預(yù)煮機(jī) 結(jié)構(gòu)工作過程特點(diǎn)應(yīng)用 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 刮板式連續(xù)預(yù)煮機(jī)的工作過程 通過吹泡管噴出的蒸汽將槽內(nèi)水加熱并維持所需溫度 由升送機(jī)送入的物料 在刮板鏈的推動(dòng)下從進(jìn)料端隨鏈帶移動(dòng)到出料端 同時(shí)受到加熱預(yù)煮 鏈帶速度可根據(jù)預(yù)煮時(shí)間要求進(jìn)行調(diào)整 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 優(yōu)點(diǎn) 物料形態(tài)及密度對操作影響較小 機(jī)械損傷少 缺點(diǎn) 但設(shè)備占地面積大 清洗 維護(hù)困難 刮板式連續(xù)預(yù)煮機(jī)的特點(diǎn) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 刮板式連續(xù)預(yù)煮機(jī)可適應(yīng) 如蘑菇等 多種物料的預(yù)煮 如將鏈帶刮板換成多孔板斗槽 則可以適應(yīng)某些 如青刀豆等 物料的預(yù)煮操作要求 刮板式連續(xù)預(yù)煮機(jī)的應(yīng)用 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 2 螺旋式連續(xù)預(yù)煮機(jī) 結(jié)構(gòu)工作過程特點(diǎn) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)緊湊 占地面積小 運(yùn)動(dòng)部件少且結(jié)構(gòu)簡單 運(yùn)行平穩(wěn) 水質(zhì) 進(jìn)料 預(yù)煮溫度和時(shí)間均可自動(dòng)控制 在大中型罐頭廠得到廣泛應(yīng)用 如蘑菇罐頭加工中的預(yù)煮 缺點(diǎn) 物料的形態(tài)和密度的適應(yīng)能力較差 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 工作過程 作業(yè)時(shí) 物料經(jīng)斗式提升機(jī)輸送到螺旋預(yù)煮機(jī)的進(jìn)料斗 然后落入篩筒內(nèi) 在運(yùn)轉(zhuǎn)螺旋作用下緩慢移至出料轉(zhuǎn)斗 在其間受到加熱預(yù)煮 出料轉(zhuǎn)斗將物料從水中打撈出來 并于高處傾倒至出料溜槽 從溢流口溢出的水由泵送到貯存槽內(nèi) 再回流到預(yù)煮機(jī)內(nèi) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 蒸汽熱燙設(shè)備 通常采用蒸汽隧道與傳送帶結(jié)合的結(jié)構(gòu)蒸汽的保持典型蒸汽熱燙設(shè)備蒸汽熱燙機(jī)截面 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 蒸汽的保持 蒸汽熱燙機(jī)需要解決的一個(gè)基本問題是進(jìn)出料過程確保蒸汽室內(nèi)的蒸汽不外泄 較簡單的方式是采用水封結(jié)構(gòu) 見圖7 28 也可以采用密封轉(zhuǎn)鼓進(jìn)出料裝置 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 三 單體快速熱燙系統(tǒng) 單體快速熱燙IQB以下介紹三種IQB機(jī)流程 瀑布式淋水熱燙冷卻系統(tǒng)淋水預(yù)熱 蒸汽熱燙 淋水冷卻系統(tǒng)蒸汽 濕空氣熱燙冷卻系統(tǒng) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 單體快速熱燙 熱燙后的產(chǎn)品需要及時(shí)進(jìn)行冷卻 一般生產(chǎn)線上熱燙與冷卻獨(dú)立地先后完成 若將熱燙與冷卻結(jié)合在一套設(shè)備中 則可提高設(shè)備的能量利用率 這種將熱燙與冷卻結(jié)合起來的技術(shù)也稱為IQB 單體快速燙漂 技術(shù) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 固定式夾層鍋 結(jié)構(gòu)如圖7 22所示 其鍋體為一個(gè)半球形與圓柱形殼體焊接而成的夾層容器 夾層外分別設(shè)有進(jìn)汽管 不凝性氣排放管和冷凝水排放管接口 在鍋底正中位置開有一個(gè)排料接管 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 可傾式夾層鍋 結(jié)構(gòu)如右圖所示 主要由鍋體 傾覆裝置及機(jī)架構(gòu)成 鍋體形狀與固定式的相似 全部鍋體用軸頸伸接于支架兩邊的軸承上 其中軸頸為空心結(jié)構(gòu) 一端作為蒸汽進(jìn)管 另一端作為不凝汽排出管 傾覆裝置為手輪及蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu) 搖動(dòng)手輪可使鍋體傾倒 用于卸料 值得注意的是 可傾式夾層鍋底一般不設(shè)排料口 因?yàn)殄侒w本身可傾 設(shè)排料口反而增加清洗負(fù)擔(dān) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 不論是固定式還是可傾式夾層鍋 當(dāng)鍋體容積較大 500L 或用于黏稠物料時(shí) 宜配置攪拌裝置 攪拌槳可視應(yīng)用需要取錨式或槳式 轉(zhuǎn)速范圍在10 20r min 圖7 24所示為帶錨式攪拌器的固定和可傾式夾層鍋 帶攪拌器的夾層鍋 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 結(jié)構(gòu)如圖7 25所示 主要由煮槽 蒸汽吹泡管 刮板輸送裝置和傳動(dòng)裝置等組成 刮板上開有小孔 用以降低移動(dòng)阻力 包括水平和傾斜在內(nèi)的鏈帶行進(jìn)軌跡由壓輪規(guī)定 水平段內(nèi)壓輪和刮板均淹沒于貯槽熱水面以下 蒸汽吹泡管管壁開有小孔 進(jìn)料端噴孔較密 出料端噴孔較稀 目的在于使進(jìn)料迅速升溫至預(yù)煮溫度 為避免蒸汽直接沖擊物料 一般將孔開在管子的兩側(cè) 且這種開孔方式有利于水溫趨于均勻 刮板式連續(xù)預(yù)煮機(jī)結(jié)構(gòu) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 螺旋式連續(xù)預(yù)煮結(jié)構(gòu) 如圖7 26所示 主要由殼體 篩筒 螺旋 進(jìn)料口 卸料裝置和傳動(dòng)裝置等組成 蒸汽從進(jìn)氣管分幾路從殼體底部進(jìn)入直接對水進(jìn)行加熱 篩筒安裝在殼體內(nèi) 并浸沒在水中 以使物料完全浸沒在熱水中 螺旋安裝于篩筒內(nèi)的中心軸上 中心軸由電動(dòng)機(jī)通過傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng) 通過調(diào)節(jié)螺旋轉(zhuǎn)速 可獲得不同的預(yù)煮時(shí)間 出料轉(zhuǎn)斗與螺旋同軸安裝并同步轉(zhuǎn)動(dòng) 轉(zhuǎn)斗上設(shè)置有6 12個(gè)打撈料斗 用于預(yù)煮后物料的打撈與卸出 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 基本結(jié)構(gòu)及工作原理 使產(chǎn)品顆粒通過蒸汽環(huán)境的時(shí)間取決于傳送帶的速度 產(chǎn)品在傳送帶上的堆積密度需要特別注意 它也是決定產(chǎn)品與蒸汽接觸所需時(shí)間長短的因素 經(jīng)過蒸汽的產(chǎn)品隨后在蒸汽室外受到及時(shí)冷卻 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 圖7 29蒸汽熱燙機(jī) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 物料先用余熱回收熱交換器加熱的熱水進(jìn)行沖淋預(yù)熱 然后經(jīng)過由蒸汽加熱的熱水進(jìn)行沖淋熱燙 最后由新鮮的冷水進(jìn)行冷卻 冷卻段的水 溫度已經(jīng)上升 經(jīng)過余熱回收熱交換器 將熱量傳給預(yù)熱段的水 從而有效地利用了熱燙產(chǎn)生的余熱 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 這種流程類似于圖7 31所示的流程 所不同的是熱燙段改用蒸汽熱燙 并且余熱的回收利用方式也不同 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 該熱燙冷卻系統(tǒng)將熱燙產(chǎn)生的冷凝水用泵抽到冷卻段 在此被噴成霧狀 當(dāng)它們與輸送帶上的蔬菜接觸后并在干空氣吹送下 再次蒸發(fā)成為蒸汽 此過程要從蔬菜等物料吸收潛熱 從而可將其溫度迅速降低 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 第三節(jié)擠壓機(jī)械與設(shè)備 食品擠壓加工技術(shù)屬于高溫高壓食品加工技術(shù) 它利用螺桿擠壓產(chǎn)生的壓力 剪切力 摩擦力 加溫等作用實(shí)現(xiàn)對固體食品原料破碎 捏合 混煉 熟化 殺菌 預(yù)干燥 成型等加工處理 利用擠壓機(jī)可以生產(chǎn)膨化 組織化或其它成型產(chǎn)品 一 擠壓機(jī)的類型二 螺桿擠壓機(jī)結(jié)構(gòu) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 擠壓機(jī)的類型 目前應(yīng)用于食品工業(yè)的擠壓設(shè)備主要是螺桿擠壓機(jī) 主要構(gòu)件類似于螺桿泵 有變螺距長螺桿及出口處帶節(jié)流孔的螺桿套筒 螺桿擠壓機(jī)種類較多 可從結(jié)構(gòu)特征和工作特性等方面分類 一 根據(jù)擠壓機(jī)熱源分類 二 根據(jù)擠壓過程的剪切力的大小進(jìn)行分類 三 根據(jù)螺桿的數(shù)目分類 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 根據(jù)擠壓機(jī)熱源分類 擠壓機(jī)按物料發(fā)熱類型可分為內(nèi) 自 熱式和外熱式兩種 內(nèi)熱式擠壓機(jī)是高剪切擠壓機(jī) 擠壓過程中所需的工作溫度全部來自于物料與螺桿 機(jī)筒之間的摩擦產(chǎn)生的熱量 外熱式擠壓機(jī)可以是高剪切力的 也可以是低剪切力的 擠壓過程主要利用外部加熱獲得所需的工作溫度 加熱器一般設(shè)在機(jī)筒內(nèi) 可用蒸汽加熱 電磁加熱 電熱絲加熱 油加熱等方式加熱 內(nèi)熱式與外熱式擠壓機(jī)區(qū)別 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 表7 2內(nèi)熱式與外熱式擠壓機(jī)的主要區(qū)別 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 根據(jù)擠壓過程的剪切力的大小進(jìn)行分類 根據(jù)擠壓過程中的剪切力大小 擠壓機(jī)可分為高剪切力擠壓機(jī)和低剪切力擠壓機(jī) 高剪切力擠壓機(jī)在擠壓過程中能夠產(chǎn)生較高的剪切力和提高工作壓力 低剪切力擠壓機(jī)在擠壓過程中產(chǎn)生的剪切力較小 主要用于混合 蒸煮 成型 低剪切力與高剪切力擠壓機(jī)區(qū)別 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 表7 3低剪切與高剪切擠壓機(jī)的性能特征比較 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 三 根據(jù)螺桿的數(shù)目分類 根據(jù)擠壓機(jī)的螺桿數(shù)目不同 擠壓機(jī)可分為單螺桿擠壓機(jī) 雙螺桿擠壓機(jī) 單螺桿擠壓機(jī)的套筒內(nèi)只有一根螺桿 它依靠螺桿和機(jī)筒對物料的摩擦來輸送物料和形成一定壓力 雙螺桿擠壓機(jī)的套筒中并排安放兩根螺桿 套筒橫截面呈 形 工作原理與單螺桿擠壓機(jī)有所不同 雙螺桿與單螺桿機(jī)的區(qū)別 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 表7 4雙螺桿與單元螺桿的主要區(qū)別 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 螺桿擠壓機(jī)結(jié)構(gòu) 一 驅(qū)動(dòng)裝置 二 進(jìn)料系統(tǒng) 三 螺桿 四 機(jī)筒 五 成型裝置 六 切割裝置 七 控制裝置 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置由機(jī)座 主傳動(dòng)電機(jī) 變速器 減速器 止推軸承和聯(lián)軸器等組成 為迅速 準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)螺桿旋轉(zhuǎn)速度 常用可控硅整流器控制的直流電動(dòng)機(jī)來調(diào)速 并用齒輪減速器 鏈條和帶傳動(dòng)三者之一來實(shí)現(xiàn)減速 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 進(jìn)料系統(tǒng) 進(jìn)料系統(tǒng)包括料斗 存液器和輸送裝置 干料斗常帶振動(dòng)裝置 以防物料結(jié)塊架橋而中斷輸送 因?yàn)檫M(jìn)料不暢或中斷 將會(huì)降低產(chǎn)品品質(zhì)或造成焦化阻塞 甚至需要停機(jī)清洗 因此 進(jìn)料系統(tǒng)必須十分安全可靠 輸送干物料的方法有 電磁振動(dòng)送料器 可通過改變振動(dòng)頻率和振幅控制供料速度 螺旋輸送器 可通過調(diào)節(jié)螺旋轉(zhuǎn)速來控制進(jìn)料量 稱量皮帶式送料 具有輸送物料 連續(xù)稱量和隨機(jī)調(diào)節(jié)送料速度的功能 是一種較精確的定量進(jìn)料方式 貯液槽 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 貯液槽 一臺(tái)擠壓機(jī)通常有2 3個(gè)貯液槽 槽中的液體原料由 定量精確的 正位移泵送到擠壓機(jī)內(nèi) 一般貯液槽帶有攪拌器和加熱器 以確保液體物料混合均勻和降低黏度 借調(diào)節(jié)輸液管中的針形閥可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)送液量 針形閥的位移也通過隔膜自動(dòng)調(diào)節(jié) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 三 螺桿 擠壓機(jī)的螺桿結(jié)構(gòu)形狀沿軸變化 螺桿按其在機(jī)筒內(nèi)不同位置和作用可分為進(jìn)料 壓擠和定量供送3個(gè)區(qū)段 這3個(gè)區(qū)段的作用特點(diǎn)見表7 5 擠壓機(jī)的螺桿有整體式和組合式兩種 整體式螺桿為一個(gè)整體 組合式螺桿由花鍵軸與若干節(jié)套在軸上的螺旋構(gòu)成 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 表7 5螺桿擠壓機(jī)不同區(qū)段的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與作用 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 四 機(jī)筒 擠壓機(jī)的機(jī)筒呈圓筒狀 內(nèi)壁與螺桿僅有少量間隙 多數(shù)機(jī)筒內(nèi)壁為光滑面 有的裝機(jī)筒內(nèi)壁帶有若干較淺的軸向棱槽或螺旋狀槽 主要是為了強(qiáng)化對食物的剪切效果 防止食物在機(jī)筒內(nèi)打滑 機(jī)筒具有加熱 保溫 冷卻和摩擦功能 機(jī)筒有整體式和分段組合式兩種形式 整體式機(jī)筒的結(jié)構(gòu)簡單 機(jī)械強(qiáng)度高 分段組合式機(jī)筒用螺釘連接 其優(yōu)點(diǎn)是便于清理 對容易磨損的定量段零件可隨時(shí)更換 還可按照所要加工的產(chǎn)品和所需之能量來確定機(jī)筒的最佳長度 有的機(jī)筒中部有一排氣孔 以排除食物中的空氣 蒸汽和揮發(fā)氣體 圖7 35為典型螺桿擠壓機(jī)的螺桿與機(jī)筒的剖面圖 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 圖7 35典型擠壓機(jī)螺桿和機(jī)筒剖面圖 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 五 成型裝置 成型裝置又稱擠壓成型模頭 模頭上設(shè)有一些使物料從擠壓機(jī)擠出時(shí)成型的?？??？讬M斷面有圓孔 圓環(huán) 十字 窄槽等各種形狀 決定著產(chǎn)品的橫斷面形狀 為了改進(jìn)所擠壓產(chǎn)品的均勻性 ?？走M(jìn)料端通常加工成流線形開口 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 六 切割裝置 擠壓機(jī)常用的切割裝置為盤刀式切割器 刀具刃口旋轉(zhuǎn)平面與模板端面平行 擠壓產(chǎn)品的長度可通過調(diào)整切割刀具旋轉(zhuǎn)速度和產(chǎn)品擠出速度加以控制 切割器按其驅(qū)動(dòng)電機(jī)位置和割刀長度可分為偏心和中心兩種形式 偏心式切割器的電機(jī)裝在模板中心軸線外面 割刀臂較長 以很高的線速度旋轉(zhuǎn) 中心切割器的刀片較短 并繞模板裝置的中心軸線旋轉(zhuǎn) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 七 控制裝置 擠壓機(jī)控制裝置主要由微電腦 電器 傳感器 顯示器 儀表和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成 其主要作用是控制各電機(jī)轉(zhuǎn)速并保證各部分運(yùn)行協(xié)調(diào) 控制操作溫度與壓力以保證產(chǎn)品質(zhì)量 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 第四節(jié)油炸設(shè)備 油炸概念油炸設(shè)備的類型一 常壓油炸設(shè)備二 真空油炸設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 油炸概念 油炸指的是深層油炸 深層油炸是將食物浸在油面下方進(jìn)行油炸的操作方式 這種油炸方式相對于物體與加熱體表面接觸的油煎而取名 油炸在食品和餐飲業(yè)有著重要的地位 包括魚肉類罐頭 果蔬脆片 炸面食 炸薯片 條 等許多產(chǎn)品的工藝流程中 均有油炸工序 油炸設(shè)備型式多種多樣 可按不同方式分類 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 油炸設(shè)備的類型 油炸設(shè)備可按油槽內(nèi)所用油分的比例分為純油式和油水混合 或稱油水分離 式兩種 一般小型普通油炸設(shè)備多為純油式 油水混合式是一種較新的油炸工藝 其好處是可以方便地將油炸產(chǎn)生的碎渣從炸油層及時(shí)分離 沉降 到水層中 小型間歇式和大型連續(xù)式的油炸設(shè)備都可采用油水混合工藝 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 油炸設(shè)備的類型 按操作方式與生產(chǎn)規(guī)模 油炸設(shè)備可以大體為小型間歇式和大型連續(xù)式兩種 小型間歇式有時(shí)也稱為非機(jī)械化式 它的特點(diǎn)是由人工將產(chǎn)品裝在網(wǎng)籃中進(jìn)出油槽 完成油炸過程 其優(yōu)點(diǎn)是靈活性強(qiáng) 適用于零售 餐飲等服務(wù)業(yè) 連續(xù)式油炸設(shè)備使用輸送鏈傳送產(chǎn)品進(jìn)出油槽 并且油炸時(shí)間可以很好控制 適用于規(guī)?；a(chǎn) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 油炸設(shè)備的類型 油炸設(shè)備按鍋內(nèi)壓力狀態(tài)可以分為常壓式和真空式兩種 常壓式用于需要油溫較高 如140C以上的 的物料的炸制 真空式油炸設(shè)備適用于油炸溫度不能太高的物料 如水果蔬菜物料的炸制 油炸設(shè)備可根據(jù)炸油的加熱方式 分為煤加熱式 油加熱式 電熱式 蒸汽加熱式 燃?xì)饧訜崾胶蛯?dǎo)熱油加熱式等 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 常壓油炸設(shè)備 一 間歇式油水混合油炸機(jī) 二 連續(xù)式油炸機(jī) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 二 連續(xù)式油炸機(jī) 典型連續(xù)式油炸機(jī)1 油炸槽2 加熱系統(tǒng)3 產(chǎn)品輸送系統(tǒng)4 炸油過濾系統(tǒng)5 水蒸氣排除系統(tǒng) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 一 間歇式油水混合油炸機(jī) 圖7 36所示為一無煙型多功能水油混合式油炸裝置 主要由油炸鍋 加熱系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng) 濾油裝置 排煙氣系統(tǒng) 蒸籠 控制與顯示系統(tǒng)等構(gòu)成 炸制食品時(shí) 濾網(wǎng)置于加熱器上方 在油炸鍋內(nèi)先加入水至規(guī)定位置 再加入炸用油至高出加熱器60mm的位置 由電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)將油溫控制在180 230 之間 這種設(shè)備具有限位控制 分區(qū)控溫 自動(dòng)過濾 自我潔凈等功能 具有油耗量小 產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn) 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理機(jī)械與設(shè)備 1 油炸槽 油炸槽是油炸機(jī)的主體 一般呈平底船形 如圖7 38所示 也有設(shè)計(jì)成其它形狀的 如圓底的 進(jìn)料端平頭的等 它的大小由多項(xiàng)因素決定 包括生產(chǎn)能力 油炸物在槽內(nèi)的時(shí)間 鏈寬 加熱方式 濾油方式 除渣方式等 食品工廠機(jī)械與設(shè)備 第七章熱交換熱處理