第五章原料及半成品的热处理机械及设备

1、重点：预煮机械及热处理机械的结构和工作原理。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。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要求：讲授常用预煮机及热处理机械的结构及工作原理。原理。第五章第五章 原料及半成品的热原料及半成品的热 处理机械与设备处理机械与设备第一节第一节 热交换设备热交换设备 第二节第二节 预煮机械与设备预煮机械与设备第一节第一节 热交换设备热交换设备 一、列管式热交换器一、列管式热交换器二、片式热交换装置二、片式热交换装置一、列管式热交换器一、列管式热交换器（一）应用：用于番茄汁、果汁等的加热及

2、牛奶的巴氏杀菌。（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（二）结构 多程卧式多程卧式1组成组成 （1）壳内管相）壳内管相互平行，管束互平行，管束装于两端的管装于两端的管板上。板上。（2）顶盖用螺）顶盖用螺钉紧固在外壳钉紧固在外壳上，顶盖与管上，顶盖与管板构成分配室板构成分配室，分配室被隔，分配室被隔板隔成数个小板隔成数个小室。室。2说明说明列管式热交换器列管式热交换器列管式列管式热交换热交换器器一、列管式热交换器一、列管式热交换器（三）工作过程（三）工作过程1开启离心水泵，使槽内水循环。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冷凝水排除器连通真空桶与

3、加热室加热室负压。加热室负压。3在压力差作在压力差作用下，阀门用下，阀门9打打开，排除真空开，排除真空桶内的部分不桶内的部分不凝气及冷凝水凝气及冷凝水使桶内形成负使桶内形成负压。压。2水经喷嘴水经喷嘴6的射流作用，使管道形成真空。的射流作用，使管道形成真空。一、列管式热交换器一、列管式热交换器（四）特点（四）特点* 在负压下加热潜热大，蒸汽消耗量相对减少。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。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。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。结构紧凑，

4、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。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。器到达真空桶、槽。6通入加热蒸汽。（以达到通入加热蒸汽。（以达到320340mmHg时）时）5送料液于加热管内，排出管内空气。送料液于加热管内，排出管内空气。二、片（板）式热交换装置二、片（板）式热交换装置（一）应用（一）应用 （二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构（三）工作原理（三）工作原理（四）特点（四）特点（一）应用（一）应用 牛奶高温短时（牛奶高温短时（HTST）或超高温）或超高温（HUT）杀菌，食

5、品料液的加热杀菌及）杀菌，食品料液的加热杀菌及料液的真空浓缩等料液的真空浓缩等。 （二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构（1）压紧装置：）压紧装置：扳手、螺杆、压扳手、螺杆、压紧板紧板（2）支承部件：）支承部件：前支架、导杆、前支架、导杆、后支架后支架（3）换热装置：）换热装置：换热片、垫圈、换热片、垫圈、连接管连接管（4）辅助装置：）辅助装置：热水泵、奶泵、热水泵、奶泵、温度调节系统。温度调节系统。1.组成组成2装配关系装配关系（二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构3换热片换热片 （ 1mm厚）厚）（1）分类）分类网网纹纹片

6、片（网网流流）波波纹纹片片（条条流流）按按冲冲压压花花纹纹分分对对角角斜斜流流式式直直流流式式按按流流体体流流动动方方向向（二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构3换热片换热片（2）平直波纹片的结构）平直波纹片的结构组成：板孔、触点、组成：板孔、触点、纹波、垫圈。纹波、垫圈。功用：功用：触点：在金属片表面装置触点：在金属片表面装置若干突缘，形成多个支点。若干突缘，形成多个支点。 作用：作用：A增加金属片的刚增加金属片的刚度。度。B保证相邻金属片间保证相邻金属片间距。距。 （二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构3换热片换热片（2）平直波纹片的结构）平直波纹片的结构组成：板孔、触

7、点、组成：板孔、触点、纹波、垫圈。纹波、垫圈。功用：功用：波纹：在金属片表面波纹：在金属片表面冲制的花纹。冲制的花纹。作用：作用： 传热系数。传热系数。由于波纹的存在，液由于波纹的存在，液流的流向及流速将发流的流向及流速将发生多次变化，因而能生多次变化，因而能被坏滞流层。被坏滞流层。（二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构3换热片换热片（2）平直波纹片的结构）平直波纹片的结构组成：板孔、触点、组成：板孔、触点、纹波、垫圈。纹波、垫圈。功用：功用：橡胶垫圈：橡胶垫圈：A起密封作起密封作用。用。B保证相邻两片间保证相邻两片间距。厚度可调。距。厚度可调。板孔：构成两种流体的通板孔：构成两种流

8、体的通道。道。（二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构3换热片换热片（2）平直波纹片的结构）平直波纹片的结构组成：板孔、触点、组成：板孔、触点、纹波、垫圈。纹波、垫圈。功用：功用：注：波纹片的长：宽比值注：波纹片的长：宽比值以以l/b=(34):1为宜，一般为宜，一般l=10001200mm, b=300400mm流体流动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（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液体的流动形式及密封垫圈的布置（1）液体的流动形式）液体的流动形式单侧直流片单侧直流片同一种流体的进出口在设备的同一侧。同一种流体的进出口在

9、设备的同一侧。对角斜流片对角斜流片同一种流体进出口在对角线的两角孔位置。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（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液体的流动形式及密封垫圈的布置（2）垫圈的布置）垫圈的布置分类分类布置布置* 垫圈只是固定在金属片的一侧。垫圈只是固定在金属片的一侧。* 同一片上的同一片上的4个孔，个孔，2个角孔垫圈密封，个角孔垫圈密封，2个用板个用板框垫圈密封。框垫圈密封。* 相邻相邻2金属片的同侧角孔，分别用角、板封。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，构成两垫圈布置完毕，必须保证金属片压合后，构

10、成两种互不相通的冷、热流体进出通道。即左侧角孔走种互不相通的冷、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。一种流体，右侧角孔走一种流体。板框橡胶垫圈板框橡胶垫圈角孔橡胶垫圈角孔橡胶垫圈（二）片式热交换器的结构（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液体的流动形式及密封垫圈的布置（2）垫圈的布置）垫圈的布置角孔部位密封垫圈的结构角孔部位密封垫圈的结构（二）片式热交换器的结构（二）片式热交换器的结构4薄片加工与装配要求薄片加工与装配要求 传热片厚传热片厚11.2mm，片间距，片间距410mm宽，安装时宽，安装时要求平片在导杆垂直位置（上、下位置），其误差小于要求平片

11、在导杆垂直位置（上、下位置），其误差小于 0.20.25mm。如图所示当如图所示当60，片间距为，片间距为3毫米毫米，而倾斜部分距离，而倾斜部分距离为为1.5毫米。毫米。若垂若垂直方向移动直方向移动1毫米毫米时，一端缝隙将减时，一端缝隙将减小为小为0.65毫米，毫米，因因而引起流速变化而引起流速变化,增增加流动阻力。加流动阻力。（三）工作原理（三）工作原理 传热片与密封垫圈合理布置，相互配合形成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，并在流动过程中通两边沿着各自的通道交替流动，并

12、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过金属片进行间接的热交换，从而达到杀菌或浓缩的目的。的目的。（四）特点（四）特点1传热效率高。传热效率高。2结构紧凑，占地面积小。结构紧凑，占地面积小。3适应能力强。适应能力强。4适宜处理热敏性物料。适宜处理热敏性物料。5拆洗方便，操作安全卫生。拆洗方便，操作安全卫生。6能自动调节，进行连续生产。能自动调节，进行连续生产。7加热温度加热温度60时，易发生脱垫。时，易发生脱垫。8垫圈易老化，伸长变形，一般耐受垫圈易老化，伸长变形，一般耐受120左右。左右。9垫圈使用寿命短。（垫圈使用寿命短。（three months） 现研制：聚四氟乙烯

13、及硅橡胶，能耐现研制：聚四氟乙烯及硅橡胶，能耐300高温，高温，可用可用1 年左右。年左右。第二节第二节 预煮机械与设备预煮机械与设备一、预煮的目的一、预煮的目的二、分类二、分类三、夹层锅三、夹层锅四、链带式连续预煮机四、链带式连续预煮机一、预煮的目的一、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。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。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。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

14、汁时提高出汁率。脱水时能加快干燥破坏物料的原生质，在榨汁时提高出汁率。脱水时能加快干燥的速度。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。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第二节 预煮机械与设备预煮机械与设备三、夹层锅三、夹层锅（一）应用：（一）应用：常用于物料的热烫、预煮、调味料的常用于物料的热烫、预煮、调味料的配制及浓缩。配制及浓缩。（二）分类：（二）分类：1按其深浅分按其深浅分浅型、半深型、深型。浅型、半深型、深型。2按其操作分按其操作分固定式、可倾式。固定式、可

15、倾式。（三）结构（三）结构1固定式夹层锅固定式夹层锅圆柱形壳体圆柱形壳体+半球形（夹层）半球形（夹层）壳体。壳体。（1）冷凝液不能完全排出。）冷凝液不能完全排出。（2）锅体过大）锅体过大500升时，升时，或作粘稠性物料时，加搅拌或作粘稠性物料时，加搅拌器。（常用桨式或锚式器。（常用桨式或锚式 1020r/min）三、夹层锅三、夹层锅（三）结构（三）结构（1）内外壁焊接在）内外壁焊接在一起，要求焊缝有一起，要求焊缝有足够的强度，夹层足够的强度，夹层应能承受应能承受4个大气压个大气压的压力。的压力。（2）蒸汽及冷凝水）蒸汽及冷凝水排出管均由空心轴排出管均由空心轴颈通过，周围用填颈通过，周围用填料密

16、封。料密封。（3）倾复装置：）倾复装置：手轮、涡杆、涡手轮、涡杆、涡轮轮+轴颈轴颈+锅体锅体2可倾式夹层锅可倾式夹层锅（一）结构（一）结构 1组成组成 料斗、盖、刮板、蒸汽吹泡管、卸料口、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。压轮、钢槽、链条、舱口、溢流管、电动机。2主要构件主要构件（1）钢槽）钢槽 （4mm）整个装置均在此钢槽整个装置均在此钢槽内运行。内运行。（2）刮板）刮板 焊接焊接在两链条之间的链在两链条之间的链板上。板的背部有板上。板的背部有钢条作支撑，且板钢条作支撑，且板上有小孔。上有小孔。（3）压轮）压轮 导向及导向及张紧链条。张紧链条。四、链带式连续预煮机四、链带式连续预煮机（一）结构（一）结构 2主要构件主要构件S小孔总小孔总=S加热管加热管 如此，可使如此，可使物料迅速升温至物料迅速升温至预煮温度，侧开预煮温度，侧开可以避免蒸汽直可以避免蒸汽直接冲击物料，且接冲击物料，且能加快槽内水的能加快槽内水的循环，使槽内水循环，使槽内水温较均匀。温较均匀。（4）吹泡管）吹泡管小孔开设原则：进料口多些，出料口附近少小孔开设原则：进料口多些，出料口附近少些，两侧多些，朝上的少些。些，两侧多些，朝上的少些。四、链带式连续预煮机四、链带式连续预煮机（二）工作过程（二）工作过程 物料由