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)間過長引起結(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。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出板式換熱器中物料及加熱介質(zhì)流程簡圖,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,流速不宜過快,過快的流速阻力會(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,流速不宜過高,過高會(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題,即被預(yù)熱的物料溫升不能超過熱料的溫升。
