板式殺菌機(jī)在食品特別是在乳品、果汁飲料生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。板式殺菌機(jī)分為巴氏殺菌機(jī)及超高溫殺菌機(jī)兩種,板式殺菌機(jī)流程數(shù)流道數(shù)確定合理就能獲得良好的殺菌效果,否則就會(huì)導(dǎo)致殺菌機(jī)結(jié)垢結(jié)焦,達(dá)不到殺菌效果。因?yàn)槲锪显诎迨綋Q熱器內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)引起結(jié)垢結(jié)焦加快,甚至還造成泄漏,使用效果不佳也比較常見(jiàn)。本文僅以處理量為5000kg/h的板式巴氏殺菌機(jī)在牛奶殺菌上的應(yīng)用為例進(jìn)行闡述。
流道是指板式換熱器內(nèi)相鄰板片組成的介質(zhì)流動(dòng)的一組通道,常用N表示熱流體側(cè)的流道數(shù);n表示冷流體側(cè)的流道數(shù)。
流程是指板式換熱器內(nèi)介質(zhì)向一個(gè)方向流動(dòng)的一組流道。通常用M、m分別表示熱流體側(cè)、冷流體側(cè)的流程數(shù)。
板式流程組合即為板式換熱器內(nèi)流程與流道的配置方式,表示為:
板式殺菌機(jī)中的板式換熱器一般是根據(jù)工藝的要求確定板式殺菌機(jī)的工藝流程,并確定好每一段的工藝參數(shù),然后進(jìn)行工藝計(jì)算。計(jì)算好每一段換熱面積后畫(huà)出板式換熱器中物料及加熱介質(zhì)流程簡(jiǎn)圖,并將各段面積、料液進(jìn)出口溫度及加熱介質(zhì)進(jìn)出口溫度參數(shù)等在圖上進(jìn)行標(biāo)注。本例殺菌過(guò)程總共分為三段即加熱段、預(yù)熱段及冷卻段。預(yù)熱段是采用殺菌后的物料對(duì)來(lái)料進(jìn)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(zhì)進(jìn)出口溫度參數(shù)如圖1所示。板式殺菌機(jī)用的板式換熱器,有的制造廠家是外協(xié),外協(xié)件就要把板式換熱器各段的換熱面積及流程提供給外協(xié)廠家,由外協(xié)廠家根據(jù)流程參數(shù)確定流程及流道數(shù)。
圖1 板式殺菌機(jī)物料及加熱介質(zhì)進(jìn)出口溫度參數(shù)
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(shù)的依據(jù)。本例流程流道數(shù)如圖2所示。本例板片組合物料腔板片斷面凈長(zhǎng)度為283mm,寬度為4.5mm,本例的流程與流道數(shù)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(zhì)在本換熱器內(nèi)的流速:物料在殺菌段的流速為0.35m/s,物料在預(yù)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(huán)量為6975kg/h,在加熱段、預(yù)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(shè)計(jì)為0.35m/h～0.5m/h,流速不宜過(guò)快,過(guò)快的流速阻力會(huì)增大,還會(huì)導(dǎo)致泄露發(fā)生。在逆流換熱過(guò)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(diǎn)上應(yīng)引起注意。
板式殺菌機(jī)要做到流程與流道的合理分配,流速不宜過(guò)高,過(guò)高會(huì)使料液阻力增大,導(dǎo)致泄漏發(fā)生,其次是預(yù)熱段的物料熱溫升的問(wèn)題,即被預(yù)熱的物料溫升不能超過(guò)熱料的溫升。
