演示文稿食品工廠機(jī)械與設(shè)備第七章

（優(yōu)選）食品工廠機(jī)械與設(shè)備第七章目前一頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(cè)題目前二頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)自測(cè)題一、判斷題二、填充題三、選擇題四、對(duì)應(yīng)題目前三頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)四、對(duì)應(yīng)題1.找出下列熱交換器與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將第二列的字母填入第一列對(duì)應(yīng)項(xiàng)的括號(hào)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(zhǎng)()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)成目前四頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)四、對(duì)應(yīng)題2.找出下列熱處理設(shè)備與特點(diǎn)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將第二列的字母填入第一列對(duì)應(yīng)項(xiàng)的括號(hào)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(duì)物料適應(yīng)性不廣()3.夾層鍋 C.占地面積大,對(duì)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┠壳拔屙?yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(guò)調(diào)節(jié)

加以控制。螺旋轉(zhuǎn)速B．熱燙水溫C．螺旋螺距D.Ａ、Ｂ、Ｃ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.Ａ、Ｂ和Ｃ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.Ａ和Ｃ目前六頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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.Ａ和Ｂ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.Ａ和Ｂ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．UHT

C．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目前七頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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。目前八頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(duì)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(duì)物料的冷卻一般都用冷水作介質(zhì)。目前九頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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)：

、

、

、

、

、

。目前十頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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

?？捎米?/p>

、

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(jiǎn)單，

效率高，操作成本低。但采用這種設(shè)備只限于

場(chǎng)合。直接式換熱器在食品工業(yè)中既可用來(lái)對(duì)

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。目前十一頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)二、填充題食品工業(yè)中，有兩種用以對(duì)

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(duì)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?？捎糜诙喾N食品原料的熱處理。例如，果蔬的

。目前十二頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)引言食品加工過(guò)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(duì)流、傳導(dǎo)和輻射。食品物料狀態(tài)有液體、固體兩大類。對(duì)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(duì)于液體物料可用各種間接或直接式熱交換器，對(duì)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。目前十三頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)表7-1食品加工的熱交換熱處理設(shè)備類型目前十四頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(duì)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。目前十五頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(guò)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。目前十六頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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)目前十七頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)微波加熱設(shè)備利用微波能對(duì)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)目前十八頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)思考題1.舉例說(shuō)明間接式熱交換器在食品加工過(guò)程中的應(yīng)用。

2.舉例說(shuō)明直接式換熱器在食品加工過(guò)程中的應(yīng)用。

3.簡(jiǎn)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(chǎng)合。

7.什么是IQB？用簡(jiǎn)圖示意一個(gè)利用蒸汽對(duì)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(chǎng)合。目前十九頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)第一節(jié) 熱交換器熱交換器主要指的是用于對(duì)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、直接式熱交換器目前二十頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(kāi)，兩者不相混合，通過(guò)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）板式熱交換器目前二十一頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)（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(jiàn)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)刮板式熱交換器目前二十二頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)（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．翅片管式熱交換器目前二十三頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(kù)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目前二十四頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(1)沉浸式盤管熱交換器這種熱交換器盤管浸沒(méi)在裝有流體的容器中，管內(nèi)和容器內(nèi)的兩種流體通過(guò)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(jiǎn)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(duì)操作條件的改變并不敏感。目前二十五頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)目前二十六頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)目前二十七頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(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(duì)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目前二十八頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(wú)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目前二十九頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(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(guò)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(zhǎng)度不能太長(zhǎng)，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(zhǎng)度為4~6m。特點(diǎn)目前三十頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。目前三十一頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)目前三十二頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(2)新型套管式熱交換器背景特點(diǎn)與型式

①雙管同心套管式

②多管列管式

③多管同心套管式組合形式目前三十三頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(duì)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(wú)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。目前三十四頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)①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(wú)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)示意目前三十五頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)②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(guò)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)示意目前三十六頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)③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(wú)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)示意目前三十七頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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目前三十八頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)3．列管式熱交換器也稱殼管式熱交換器?；窘Y(jié)構(gòu)折流擋板熱膨脹補(bǔ)償特點(diǎn)與應(yīng)用目前三十九頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(duì)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。目前四十頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)目前四十一頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)折流擋板對(duì)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(jiàn)圖7.10。目前四十二頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(jiàn)圖7.12。圖7.12

熱膨脹的補(bǔ)償目前四十三頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(jiàn)如圖7.13所示。目前四十四頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(jiàn)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(guò)程的主要阻力。這時(shí)宜采用翅片管式熱交換器。一般來(lái)說(shuō)，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。目前四十五頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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)目前四十六頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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。目前四十七頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(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。目前四十八頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(2)傳熱板沖壓而成的矩形不銹鋼薄板，壁厚0.5~2mm[長(zhǎng)寬比在（3~4）:1]，每板四角開(kāi)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(guò)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(kāi)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。目前四十九頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(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)目前五十頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(guò)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。目前五十一頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(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）組合的公式表示目前五十二頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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：目前五十三頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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目前五十四頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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n

j(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)目前五十五頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)流程組合的公式表示法目前五十六頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)目前五十七頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)(5)板式熱交換器的特點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：①傳熱效率高；②結(jié)構(gòu)緊湊；③操作靈活；④適用于熱敏物料；⑤衛(wèi)生條件可靠。主要缺點(diǎn)：密封周邊長(zhǎng)，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。目前五十八頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)目前五十九頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(jiǎn)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(chǎng)合。常見(jiàn)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）混合式蒸汽冷凝器目前六十頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)（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(jiàn)的混合式蒸汽冷凝器1．填料式冷凝器2．孔板式冷凝器3．低位和高位冷凝器目前六十一頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)混常見(jiàn)混合式冷凝器噴射式冷凝器即所謂的水力噴射泵（參見(jiàn)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(duì)二次蒸汽進(jìn)行冷凝，因此需要與真空系統(tǒng)相配合。目前六十二頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)（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)量要求目前六十三頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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。目前六十四頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(guò)閃蒸實(shí)現(xiàn)。通過(guò)控制罐內(nèi)真空度可控制產(chǎn)品最終水分含量。目前六十五頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(wèn)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?cè)谥贫⒕に囈?guī)程時(shí)必須加以考慮。目前六十六頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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。目前六十七頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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。目前六十八頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)3．低位和高位冷凝器當(dāng)被冷凝的水蒸汽來(lái)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(jiàn)圖7.21。冷凝器與真空泵配接目前六十九頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)冷凝器與真空泵配接由圖7.21可見(jiàn)，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。目前七十頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(jiǎn)單地安裝在地面上，因而稱為低位式冷凝器。目前七十一頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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(zhǎng)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(méi)于地面的溢流槽中。目前七十二頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)蒸汽噴射式加熱器

蒸汽噴射加熱器是通過(guò)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(guò)兩種形式噴射入流體管道中，或者通過(guò)許多小孔，或者通過(guò)環(huán)狀的蒸汽簾。目前七十三頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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。目前七十四頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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)備目前七十五頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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。目前七十六頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)熱處理機(jī)械設(shè)備的用途食品加工中，許多清洗過(guò)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(duì)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。目前七十七頁(yè)\總數(shù)九十一頁(yè)\編于四點(diǎn)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)用目前七十八頁(yè)\總數(shù)九十一