板式殺菌機在食品特別是在乳品、果汁飲料生產中應用廣泛。板式殺菌機分為巴氏殺菌機及超高溫殺菌機兩種,板式殺菌機流程數流道數確定合理就能獲得良好的殺菌效果,否則就會導致殺菌機結垢結焦,達不到殺菌效果。因為物料在板式換熱器內停留時間過長引起結垢結焦加快,甚至還造成泄漏,使用效果不佳也比較常見。本文僅以處理量為5000kg/h的板式巴氏殺菌機在牛奶殺菌上的應用為例進行闡述。
流道是指板式換熱器內相鄰板片組成的介質流動的一組通道,常用N表示熱流體側的流道數;n表示冷流體側的流道數。
流程是指板式換熱器內介質向一個方向流動的一組流道。通常用M、m分別表示熱流體側、冷流體側的流程數。
板式流程組合即為板式換熱器內流程與流道的配置方式,表示為:
板式殺菌機中的板式換熱器一般是根據工藝的要求確定板式殺菌機的工藝流程,并確定好每一段的工藝參數,然后進行工藝計算。計算好每一段換熱面積后畫出板式換熱器中物料及加熱介質流程簡圖,并將各段面積、料液進出口溫度及加熱介質進出口溫度參數等在圖上進行標注。本例殺菌過程總共分為三段即加熱段、預熱段及冷卻段。預熱段是采用殺菌后的物料對來料進行加熱。冷卻段為塔水冷卻。如本例板式換熱器物料及加熱介質進出口溫度參數如圖1所示。板式殺菌機用的板式換熱器,有的制造廠家是外協,外協件就要把板式換熱器各段的換熱面積及流程提供給外協廠家,由外協廠家根據流程參數確定流程及流道數。
Fig.1 Temperature parameters of plate sterilizer material and heating medium inlet and outlet
物料在換熱器中的流速一般在0.35m/s～0.5m/s之間,大多在0.3m/s是確定板式換熱器流程流道數的依據。本例流程流道數如圖2所示。本例板片組合物料腔板片斷面凈長度為283mm,寬度為4.5mm,本例的流程與流道數組合為:
板片壓緊尺寸855±8.2mm,板片外形尺寸為1214×345(mm),板片外形尺寸為1370×450×1520(mm)
物料與加熱介質在本換熱器內的流速:物料在殺菌段的流速為0.35m/s,物料在預熱段的流速為0.35m/s,物料在冷卻段的流速也是0.35m/s。本例加熱水循環量為6975kg/h,在加熱段、預熱段與冷卻段的流速均為0.25m/s。
物料在板式換熱器中的流速一般設計為0.35m/h～0.5m/h,流速不宜過快,過快的流速阻力會增大,還會導致泄露發生。在逆流換熱過程中冷物料的出口溫度可以高出間壁中熱流體的出口溫度,在這一點上應引起注意。
板式殺菌機要做到流程與流道的合理分配,流速不宜過高,過高會使料液阻力增大,導致泄漏發生,其次是預熱段的物料熱溫升的問題,即被預熱的物料溫升不能超過熱料的溫升。
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