第五章原料及半成品的热处理机械与设备

重点：预煮机械及热处理机械的结构和工作原理。难点：片式热交换装置的结构及工作原理。要求：讲授常用预煮机及热处理机械的结构及工作原理。第五章原料及半成品的热处理机械与设备第一节热交换设备第二节预煮机械与设备第一节热交换设备一、列管式热交换器二、片式热交换装置一、列管式热交换器（一）应用：用于番茄汁、果汁等的加热及牛奶的巴氏杀菌。（二）结构多程卧式1．组成（1）壳内管相互平行，管束装于两端的管板上。（2）顶盖用螺钉紧固在外壳上，顶盖与管板构成分配室，分配室被隔板隔成数个小室。2．说明列管式热交换器列管式热交换器一、列管式热交换器（三）工作过程1．开启离心水泵，使槽内水循环。4．冷凝水排除器连通真空桶与加热室→加热室负压。3．在压力差作用下，阀门9打开，排除真空桶内的部分不凝气及冷凝水使桶内形成负压。2．水经喷嘴6的射流作用，使管道形成真空。一、列管式热交换器（四）特点*在负压下加热潜热大，蒸汽消耗量相对减少。*在同样的蒸汽压力下加热，加热温度较低，不易焦管。*设备散失的热量较少。*结构紧凑，传热系数大，能连续操作，适应性强。8．在真空桶外喷淋冷水降温。7．加热后的残余蒸汽及冷凝水通过冷凝水排除器到达真空桶、槽。6．通入加热蒸汽。（以达到320~340mmHg时）5．送料液于加热管内，排出管内空气。二、片（板）式热交换装置（一）应用（二）片式热交换器的结构（三）工作原理（四）特点（一）应用牛奶高温短时（HTST）或超高温（HUT）杀菌，食品料液的加热杀菌及料液的真空浓缩等。（二）片式热交换器的结构（1）压紧装置：扳手、螺杆、压紧板（2）支承部件：前支架、导杆、后支架（3）换热装置：换热片、垫圈、连接管（4）辅助装置：热水泵、奶泵、温度调节系统。1.组成2．装配关系（二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构3．换热片（1mm厚）（1）分类网纹片（网流）波纹片（条流）按冲压花纹分对角斜流式直流式按流体流动方向（二）片式热交换器的结构3．换热片（2）平直波纹片的结构①组成：板孔、触点、纹波、垫圈。②功用：触点：在金属片表面装置若干突缘，形成多个支点。作用：A增加金属片的刚度。B保证相邻金属片间距。（二）片式热交换器的结构3．换热片（2）平直波纹片的结构①组成：板孔、触点、纹波、垫圈。②功用：波纹：在金属片表面冲制的花纹。作用：↗传热系数。由于波纹的存在，液流的流向及流速将发生多次变化，因而能被坏滞流层。（二）片式热交换器的结构3．换热片（2）平直波纹片的结构①组成：板孔、触点、纹波、垫圈。②功用：橡胶垫圈：A起密封作用。B保证相邻两片间距。厚度可调。板孔：构成两种流体的通道。（二）片式热交换器的结构3．换热片（2）平直波纹片的结构①组成：板孔、触点、纹波、垫圈。②功用：注：波纹片的长：宽比值以l/b=(3~4):1为宜，一般l=1000~1200mm,b=300~400mm流体流动在水平方向呈条状薄膜在垂直方向呈波状流动（二）片式热交换器的结构4．液体的流动形式及密封垫圈的布置（1）液体的流动形式单侧直流片——同一种流体的进出口在设备的同一侧。对角斜流片——同一种流体进出口在对角线的两角孔位置。（二）片式热交换器的结构4．液体的流动形式及密封垫圈的布置（2）垫圈的布置①分类②布置**垫圈只是固定在金属片的一侧。**同一片上的4个孔，2个角孔垫圈密封，2个用板框垫圈密封。**相邻2金属片的同侧角孔，分别用角、板封。**垫圈布置完毕，必须保证金属片压合后，构成两种互不相通的冷、热流体进出通道。即左侧角孔走一种流体，右侧角孔走一种流体。板框橡胶垫圈角孔橡胶垫圈（二）片式热交换器的结构4．液体的流动形式及密封垫圈的布置（2）垫圈的布置③角孔部位密封垫圈的结构（二）片式热交换器的结构4．薄片加工与装配要求传热片厚1~1.2mm，片间距4~10mm宽，安装时要求平片在导杆垂直位置（上、下位置），其误差小于0.2~0.25mm。如图所示当α＝60，片间距为3毫米，而倾斜部分距离为1.5毫米。若垂直方向移动1毫米时，一端缝隙将减小为0.65毫米，因而引起流速变化,增加流动阻力。（三）工作原理传热片与密封垫圈合理布置，相互配合形成2条互不相通的流体通道，加热介质与料液在金属片两边沿着各自的通道交替流动，并在流动过程中通过金属片进行间接的热交换，从而达到杀菌或浓缩的目的。（四）特点1．传热效率高。2．结构紧凑，占地面积小。3．适应能力强。4．适宜处理热敏性物料。5．拆洗方便，操作安全卫生。6．能自动调节，进行连续生产。7．加热温度60℃时，易发生脱垫。8．垫圈易老化，伸长变形，一般耐受120℃左右。9．垫圈使用寿命短。（threemonths）现研制：聚四氟乙烯及硅橡胶，能耐300℃高温，可用1年左右。第二节预煮机械与设备一、预煮的目的二、分类三、夹层锅四、链带式连续预煮机一、预煮的目的(1)破坏原料中的多酚氧化酶，杀灭污染在原料上的部分微生物。(2)排除原料中部分水分，减小体积，增强柔软性，方便装罐。(3)排除原料组织内的空气提高成品的真空度。(4)破坏物料的原生质，在榨汁时提高出汁率。脱水时能加快干燥的速度。(5)通过预煮，使表皮蛋白质凝固，皮与肉脱离，方便除皮操作。二、分类预煮槽间歇式夹层锅刮板带式链带式斗槽式连续式水平螺旋式倾斜第二节预煮机械与设备三、夹层锅（一）应用：常用于物料的热烫、预煮、调味料的配制及浓缩。（二）分类：1．按其深浅分——浅型、半深型、深型。2．按其操作分——固定式、可倾式。（三）结构1．固定式夹层锅圆柱形壳体+半球形（夹层）壳体。（1）冷凝液不能完全排出。（2）锅体过大500升时，或作粘稠性物料时，加搅拌器。（常用桨式或锚式10~20r/min）三、夹层锅（三）结构（1）内外壁焊接在一起，要求焊缝有足够的强度，夹层应能承受4个大气压的压力。（2）蒸汽及冷凝水排出管均由空心轴颈通过，周围用填料密封。（3）倾复装置：手轮、涡杆、涡轮+轴颈+锅体2．可倾式夹层锅（一）结构1．组成料斗、盖、刮板、蒸汽吹泡管、卸料口、压轮、钢槽、链条、舱口、溢流管、电动机。2．主要构件（1）钢槽（4mm）整个装置均在此钢槽内运行。（2）刮板焊接在两链条之间的链板上。板的背部有钢条作支撑，且板上有小孔。（3）压轮导向及张紧链条。四、链带式连续预煮机（一）结构2．主要构件S小孔总=S加热管如此，可使物料迅速升温至预煮温度，侧开可以避免蒸汽直接冲击物料，且能加快槽内水的循环，使槽内水温较均匀。（4）吹泡管小孔开设原则：进料口多些，出料口附近少些，两侧多些，朝上的少些。四、链带式连续预煮机（二）工作过程物料由升送机送到料斗中，落到具有刮板的链带上，同时蒸汽吹泡管将钢槽内的水加热。物料随同链带从进料口向卸料口移动，并在移动中完成预煮。四、链带式连续预煮机（三）特点1．适应能力强（原料）。2．物料预煮后机械伤少。3．占地面积大。4．检修不方便（卡链时）。FirstPage四、链带式连续预煮机