1、乳制品生产设备 1、乳是哺乳动物为维持其幼儿的生长发育，从乳腺中分泌出来的具有高度营养价值的天然食物。了解乳中包含水分、蛋白质、脂肪等化学成分，以及各成分的理化性质，是进行感官评价及质量鉴定的基础。2、消毒牛乳是以新鲜牛乳为原料，经净化、杀菌、均质，装入容器后，直接供消费者饮用的商品乳。消毒牛乳包括全脂消毒乳、强化消毒乳和花式消毒乳三类。3、鲜乳中含有有害微生物，需要经过处理杀菌以制得消毒牛乳。4、对消毒牛乳的质量鉴别应该从外观、滋味和气味、酒精试验、酸度、比重、脂肪含量等几个方面进行鉴定。5、以鲜乳为原料生产的除消毒牛乳外的产品称为乳制品。常见乳制品包括炼乳、乳粉、奶油、酸乳、干酪和冰淇淋。
2、?原料乳预处理原料乳预处理预热预热均质均质杀菌杀菌真空浓缩真空浓缩喷雾干燥喷雾干燥筛粉冷却筛粉冷却检验、包装、成品检验、包装、成品糖浆糖浆化糖化糖 乳粉加工工艺流程乳粉加工工艺流程巴氏消毒奶加工巴氏消毒奶加工n一、一、巴氏消毒奶加工巴氏消毒奶加工n 巴氏杀菌是指杀死引起人类疾病的所有微生物及最大限度破坏腐败菌和乳中酶的一种加热方法,以确保食用者的安全性。n（一）工艺流程（一）工艺流程 巴氏消毒奶工艺流程如下：n原料乳的验收过滤、净化标准化均质杀菌冷却灌装检验冷藏生产工艺技术要求生产工艺技术要求n1.原料乳的验收和分级原料乳的验收和分级 消毒乳的质量决定于原料乳。因此，对原料乳的质量必须严格管理
3、，认真检验。只有符合标准的原料乳才能生产消毒乳。n 2.2.过滤或净化过滤或净化 目的是除去乳中的尘埃、杂质。n3.3.标准化标准化 标准化的目的是保证牛奶中含有规定的最低限度的脂肪。各国牛奶标准化的要求有所不同。一般说来低脂奶含脂率为0.5，普通奶为3。因而，在乳品厂中牛奶标准化要求非常精确，若产品中含脂率过高，乳品厂就浪费了高成本的脂肪，而含脂率太低又等于欺骗消费者。因此，每天进行分析含脂率是乳品厂的重要工作。n我国规定消毒乳的含脂率为3.0,凡不合乎标准的乳都必须进行标准化。4.4.均质均质n在消毒奶生产中均质是将乳中脂肪球在强力的机械作用下破碎成小的脂肪球。目的是为了防止脂肪的上浮分离
4、，并改善牛乳的消化、吸收程度。n均质可以是全部的，也可以是部分均质。许多乳品厂仅使用部分均质，主要原因是因为部分均质只需一台小型均质机，这从经济和操作方面来看都有利；牛奶全部均质后，通常不发生脂肪球絮凝现象，脂肪球相互之间完全分离。相反地，将稀奶油部分均质时，如果含脂率过高，就有可能发厩蛐跄窒(粘滞化)。因此，在部分均质时稀奶油的含脂率不应超过12。n通常进行均质的温度为65，均质压力为1020MPa。如果均质温度太低，也有可能发生粘滞现象。5巴氏杀菌巴氏杀菌n鲜乳处理过程中往往受许多微生物的污染(其中80为乳酸菌)，因此，当利用牛乳生产消毒牛乳时，为了提高乳在贮存和运输中的稳定性、避免酸败、
5、防止微生物传播造成危害，最简单而有效的方法就是利用加热进行杀菌或灭菌处理。n杀菌或灭菌不仅影响消毒乳的质量，而且影响风味和色泽、保存期。因此，巴氏杀菌的温度和持续时间必须准确。加热杀菌形式很多，一般牛奶高温短时巴氏杀菌的温度通常为75，持续1520s；或8085，1015s（图8-1）。如果巴氏杀菌太强烈，那么该牛奶就有蒸煮味和焦糊味，稀奶油也会产生结块或聚合。n均质破坏了脂肪球膜并暴露出脂肪，与未加热的脱脂奶（含有活性的脂肪酶）重新混合后缺少防止脂肪酶侵袭的保护膜，因此混合物必须立即进行巴氏杀菌。6冷却冷却n乳经杀菌后，就巴氏消毒奶、非无菌灌装产品讲虽然绝大部分或全部微生物都已消灭，但是在以
6、后各项操作中还是有被污染的可能，为了抑制牛乳中细菌的发育，延长保存性，仍需及时进行冷却，通常将乳冷却至4左右。而超高温奶、灭菌奶则冷却至20以下即可。热处理时间热处理时间 温度（）热处理温度强度对乳中细菌和酶的影响7灌装灌装n灌装的目的主要为便于零售，防止外界杂质混入成品中、防止微生物再污染、保存风味和防止吸收外界气味而产生异味以及防止维生素等成分受损失等。灌装容器主要为玻璃瓶、乙烯塑料瓶、塑料袋和涂塑复合纸袋包装。（1）玻璃瓶包装n可以循环多次使用，破损率可以控制在0.3左右。与牛乳接触不起化学反应，无毒，光洁度高，又易于清洗。缺点为重量大，运输成本高，易受日光照射，产生不良气味，造成营养成
7、分损失。回收的空瓶微生物污染严重，清洗消毒很困难。（2）塑料瓶包装n塑料奶瓶多用聚乙烯或聚丙烯塑料制成，其优点为重量轻，、可降低运输成本；破损率低，循环使用可达400500次；除能耐碱液和次氯酸的处理。聚丙烯具有刚性，能耐酸碱外，还能耐150的高温。其缺点是旧瓶表面容易磨损，污染程度大，不易清洗和消毒。在较高的室温下，数小时后即产生异味，影响质量和合格率。（3）涂塑复合纸袋包装n这种容器的优点为容器质轻，容积亦小，可降低送奶运费；不透光线使营养成分损失小；不回而减少污染。缺点为包材影响产品质量和合格率；一次性消耗，成本较高。二、生产线及生产过程二、生产线及生产过程n生产普通消毒奶的各家乳品厂工
8、艺流程的设计差别很大。例如：标准化可以采用预标准化、后标准化或者直接标准化，而均质也可以是全部的或者是部分的均质。最简单的工艺是生产巴氏杀菌全脂奶，这种加工线包括一台净乳机、巴氏杀菌器、缓冲罐和包装机。n该过程中，牛奶通过平衡槽(1)进入巴氏杀菌器(4)，如果牛奶中含有大量的空气或异常气味物质就要脱气，脱气是在真空脱气机中进行。牛奶经脱气后进入分离机(5)，在这里受离心机作用分成稀奶油和脱脂乳。部分均质的消毒奶生产线 1-平衡槽 2-物料泵 3-流量控制器 4-板式热交换器 5-离心机 6-恒压阀 7-流量传感器 8-浓度传感器 9-调节阀 10-逆止阀 11-检测阀 12-均质机 13-升压
9、泵 14-保温管 15-回流阀 离心分离n原理：利用分离设备的高速旋转，使物料中具有不同比重的分散介质、分散相或其他杂质在离心力场中获得不同的离心力来达到分离的目的。n也就是利用离心力来达到悬浮液及乳浊液中固液、液液分离的方法通称离心分离。n实现离心分离操作的机械称为离心机。n离心机用于淀粉、牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、离心机用于淀粉、牛奶、酵母、啤酒、果汁、砂糖、桔油、食用动物油、米糠油等食品加工中，主要用于桔油、食用动物油、米糠油等食品加工中，主要用于脱水、浓缩、分离、澄清、净化和固体分级等工艺过脱水、浓缩、分离、澄清、净化和固体分级等工艺过程。程。n悬浮液是由液体和悬浮于其中的固体颗粒
10、组成的系统。是由液体和悬浮于其中的固体颗粒组成的系统。固体颗粒是由许多单个颗粒及聚集在一起的颗粒团组固体颗粒是由许多单个颗粒及聚集在一起的颗粒团组成的混合体。成的混合体。n乳浊液是由液体和悬浮于其中的一种或数种其他液体是由液体和悬浮于其中的一种或数种其他液体所组成的系统，其中至少有一种液体是以液珠的形式，所组成的系统，其中至少有一种液体是以液珠的形式，均匀地分散于一个不和它互溶的液体之中。乳浊液的均匀地分散于一个不和它互溶的液体之中。乳浊液的稳定性低，当悬浮液珠达一定的大小时（临界的大小稳定性低，当悬浮液珠达一定的大小时（临界的大小等于等于.）,组成它的两相会较快地分层。组成它的两相会较快地分
11、层。n牛乳中含有脂肪、脱脂乳以及各种固体杂质，三者之间脂肪相对密度最小，脱脂乳次之，固体杂质相对密度最大。将其静止数小时后，将分成三层。如图所示。n其分离速率遵循斯托克（Stoke）定律。其公式nV=2/9g(1-2)r2/(cm/s)n式中 v-球形颗粒的沉降速率，cm/sng-重力加速度，cm/s2n1-介质密度，g/cm3n2-颗粒密度，g/cm3nr-脂肪球半径，cmn-介质粘度，Pa.sn 根据斯托克定律，用离心力来代替重力加速度，可提高沉降速度如图所示。nV=2/9a(1-2)r2/(cm/s)n式中a-离心加速度，cm/s2n a=2r(6.28n)2Rn稀奶油在分离转鼓中心较近
12、的出口流出，脱脂乳在转鼓较远的出口流出，杂质颗粒沉于四周底部。n离心力场中颗粒在流体中的运动情况 假定离心机转鼓内液体自由面为圆柱面，即重力影响忽略不计，颗粒被加速的时间忽略不计，颗粒在液体中的运动服从斯托克斯公式，由此，距中心轴为处的颗粒沉降速度为 vr,，则 18)(22gdgrdtdrssr（）颗粒直径（）；、颗粒及液体密度（）；液体粘度（）。颗粒离心沉降所经过的最长距离为 ，沉降时间 sds12rr 式中 gr2分离因素，12222200ln)(18)(18210rrdrdrddttssrrsst（）上式表明，颗粒愈细、粘度愈大，则沉降速度愈小，所需的沉降时间愈长。提高离心机分离因素是
13、提高沉降速度、减少沉降时间的有力措施。颗粒在转鼓内的沉降乳浊液在离心场中的分层和两相的排出情况乳浊液在离心场中的分层和两相的排出情况 在离心机转鼓内乳浊液分离因混合物密度的不同而形成内外两层圆柱面，密度大的在外层。n设混合液轻液体积V与重液体积Vn之比为，分层界面的半径为ri，则)()(21222121rrrrVVih12122rrrin为了从离心机转鼓内分别引出轻、重液体，转鼓内上方设有挡板，挡板上方设置轻、重液引出通道及溢流堰，溢流堰内径r3是设计离心机的重要参数。根据挡板上下离心力压力平衡原则可确定r3。即)rr()rr()rr(ihilh2222212223222212121 )rr(
14、rrihli21223 mgGRmFc2离心力场重力场gRGFFcr2分离因数物理意义:分离因数越大，离心力越大，分离能力越大。因此，用提高离心机的转速来增大离心力，比增大转鼓的半径更为有效，但它将受到转鼓材料强度的限制，不能任意提高。所以转速高的离心机，其转鼓直径相对较小，而转速低的离心机，其转鼓直径相对较大，道理就在于此。衡量离心机的工作效能的主要特征是它的衡量离心机的工作效能的主要特征是它的分离因数分离因数。分离因数是指离心加速度与重力加速度之比或离心力分离因数是指离心加速度与重力加速度之比或离心力与重力之比。与重力之比。从而可知，分离因数大，意味着分离过程迅速，从而可知，分离因数大，意
15、味着分离过程迅速，分离效果好，所能分离的微粒也越小；同时也意味着分离效果好，所能分离的微粒也越小；同时也意味着转速快，对制造转鼓及动平衡要求也相应提高。因此转速快，对制造转鼓及动平衡要求也相应提高。因此对那些分散度高、难分离的物料，要选用分离因数大对那些分散度高、难分离的物料，要选用分离因数大的分离机。如牛奶和桔油的分离，均用高速离心机，的分离机。如牛奶和桔油的分离，均用高速离心机，其其f3000f3000。90090022RnGGRnGCfn离心机分类 n(1)按分离因数的大小可分为常速离心机、高速离心机及超高速离心机。n常速离心机：Fr3000，主要用于分离颗粒不大的悬浮液和物料的脱水。n
16、高速离心机：3000 Fr 50000，主要用于分离乳浊液和细粒悬浮液。n超高速离心机：Fr 50000，主要用于分离极不易分离的超微细粒悬浮液和高分子胶体悬浮液。（）按操作原理的不同可分为过滤离心机、沉降离心（）按操作原理的不同可分为过滤离心机、沉降离心机及分离离心机。机及分离离心机。n过滤离心机过滤离心机：转鼓壁上有孔，鼓内壁附以滤布。借离：转鼓壁上有孔，鼓内壁附以滤布。借离心力实现过滤分离，分离因数不大，适用于易过滤的心力实现过滤分离，分离因数不大，适用于易过滤的晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的分离以及物料的脱水。晶体悬浮液和较大颗粒悬浮液的分离以及物料的脱水。n沉降离心机沉降离心机：鼓壁上
17、无孔，借离心力实现沉降分离。：鼓壁上无孔，借离心力实现沉降分离。n分离离心机分离离心机：鼓壁上无孔，分离因数在：鼓壁上无孔，分离因数在3000以上，以上，主要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。主要用于乳浊液的分离和悬浮液的增浓或澄清。（）按操作方式的不同可分为（）按操作方式的不同可分为间歇式离心机和连续式离心机。n离心机的振动与平衡离心机的振动与平衡n 离心机同其他回转件一样，在运行时都有振离心机同其他回转件一样，在运行时都有振动问题。它是影响安全生产的主要因素。产生动问题。它是影响安全生产的主要因素。产生振动的原因很多，主要有下述三种：振动的原因很多，主要有下述三种：n 回转件不平衡引起
18、的振动回转件不平衡引起的振动n 外力引起的振动外力引起的振动n 共振引起的振动共振引起的振动 第二节 卧式螺旋离心机 n卧式螺旋离心机的基本结构和工作原理卧式螺旋离心机的基本结构和工作原理n应用化工、轻工、食品和环保行业，适用对悬浮液的液体澄清、固体脱水及粒度分级和废水处理等，并进行有效的沉渣输送。具有可连续分离操作，对物料的适应性强。n在选用时考虑的几个方面。n（1）对于易分离物料的固相脱水，可以得到含液量较低的固体。n（2）对于细粒级难分离的悬浮液,采用高分离因数，大长径比的螺旋离心机来完成。n（3）对于固相浓度大的液液固三相悬浮液可采用特殊结构的螺旋离心机来完成。n（4）对固相颗粒粒度分
19、级，适当的分离因数和合理的结构来实现。卧式螺旋离心机的基本结构由三个部分组成：转筒部分、螺旋推料器和驱动装置。原理：转鼓带动差速器外壳旋转，螺旋推料器以一定的差速与转鼓同向旋转。悬浮液经初步加速后经料盒出口进入转鼓。由于离心力的作用，转鼓内的悬浮液很快分成两相：固相沉积在转鼓壁上形成沉渣层；液相则形成内环分离液层。在螺旋推料器的作用下，沉渣和分离液向相反的方向运动，沉渣被推送到锥段进一步脱水后经出渣口排出，分离液从大端溢流孔排出或采用向心泵排出。结构：结构：无孔转鼓无孔转鼓7，内部有螺旋输送器，内部有螺旋输送器4。行星差速器。行星差速器9使使7和和4同向旋转，但有速差。同向旋转，但有速差。原理
20、：原理：悬浮液从悬浮液从1进进经进料孔经进料孔5到转鼓到转鼓离心力作用固体沉在离心力作用固体沉在转鼓内表面转鼓内表面由于速度差，被螺旋送到小端，从由于速度差，被螺旋送到小端，从12排出排出澄清澄清液从大端溢流孔处排出。液从大端溢流孔处排出。调节溢流孔位置、机器转速、速差、进料速度可改变沉渣的含调节溢流孔位置、机器转速、速差、进料速度可改变沉渣的含湿量和澄清液含固量。湿量和澄清液含固量。n特点：n1、具有自动、连续操作，无滤网和滤布，能长期运转，维修方便。2、应用范围广（固相脱水、液相澄清、液液固分离、粒度分级等）。3、对物料的适应性较大，结构紧凑，易于密封。4、单机生产能力大。碟式离心机 碟式
21、分离机是由室式分离机进一步发展而碟式分离机是由室式分离机进一步发展而得。在转鼓里装有许多互相保持一定间距的锥得。在转鼓里装有许多互相保持一定间距的锥形碟片，使液体在碟片间成薄层流动而进行分形碟片，使液体在碟片间成薄层流动而进行分离，减少液体扰动，减小沉降距离，增加沉降离，减少液体扰动，减小沉降距离，增加沉降面积，大大增加分离效率和生产能力。碟式分面积，大大增加分离效率和生产能力。碟式分离机用于乳浊液的分离和含有少量固相的悬浮离机用于乳浊液的分离和含有少量固相的悬浮液的澄清。在分离乳浊液时，往往还包含着液的澄清。在分离乳浊液时，往往还包含着液液液液固三相分离。固三相分离。n在转鼓中加入一组圆锥在
22、转鼓中加入一组圆锥形碟片，由于颗粒所走形碟片，由于颗粒所走的距离减小，所以相应的距离减小，所以相应的分离能力就增加。的分离能力就增加。n借离心力的作用使混合借离心力的作用使混合液达到转鼓中心，重颗液达到转鼓中心，重颗粒（杂质）向下移动，粒（杂质）向下移动，最后沉降在转鼓四周，最后沉降在转鼓四周，重液体（脱脂乳）向下重液体（脱脂乳）向下通过圆盘空间的中心，通过圆盘空间的中心，经最高圆盘上面的通道经最高圆盘上面的通道从圆盘排出。从圆盘排出。n工作原理n分离机高速旋转形成一个强大的离心力场，料液在强大的离心力场的作用下，由于物料的密度差的存在，重组分受到了较大的离心力沿着锥形碟片下表面滑移出沉降区，
23、进入混流过渡区并汇聚喷嘴排出机外；而轻组分因受到的离心力较小，汇聚向心泵室后排出机外，完成整个过程。分离型分离型电机通过摩擦离合器螺旋齿轮副驱动转鼓绕主轴线做高速回。料液由上部中心进料管流至转鼓底部，经碟片座下面的分流孔趋向转鼓壁。在离心力场作用下，比液体重的固相物沉向转鼓内壁形成沉渣，待停机后人工卸除。轻液沿锥形碟片外(上)锥面向轴心流动至上部经轻液向心泵，由轻液出口排出。重液沿碟片内(下)锥面趋向鼓壁，然后向上流经重液出口排出，从而完成重液与轻液的分离。n主要特点：分离能力强，分离因数在主要特点：分离能力强，分离因数在5000-10000之问，生产能力大，最高可达之问，生产能力大，最高可达
24、10 mh，结构简单，操作维修方便，价格便宜。结构简单，操作维修方便，价格便宜。n主要用途：用于乳浊液及固形物含量为主要用途：用于乳浊液及固形物含量为1-5的悬浮液的分离，例如，燃料油、润滑油的的悬浮液的分离，例如，燃料油、润滑油的再生，胶乳分离，硝化甘油、苯酸再生，胶乳分离，硝化甘油、苯酸(胺制造中胺制造中)、树胶、萃取四环素、青霉素、细菌、生物碱、树胶、萃取四环素、青霉素、细菌、生物碱、乳品的分离等。乳品的分离等。澄清型澄清型电机通过液力偶合器、电机通过液力偶合器、螺旋齿轮副、驱动转鼓绕主螺旋齿轮副、驱动转鼓绕主轴线做高速旋转，料液从上轴线做高速旋转，料液从上部中心进料管流至转鼓底部，部中
25、心进料管流至转鼓底部，经碟片座下面分流孔分流。经碟片座下面分流孔分流。在离心力场作用下，重液沿在离心力场作用下，重液沿碟片内壁流至转鼓内壁上行碟片内壁流至转鼓内壁上行后由重液泵排出机外，轻液后由重液泵排出机外，轻液沿碟片内壁流至芯部上行后沿碟片内壁流至芯部上行后由轻液泵排出机外，而较大由轻液泵排出机外，而较大颗粒的固相物则在转鼓壁处颗粒的固相物则在转鼓壁处沉积，在滑动转鼓的控制下，沉积，在滑动转鼓的控制下，经排渣口排出机外。经排渣口排出机外。n主要特点：分离能力强，分离因数为10300，可实现液一液 一固三相分离，该机可实现自动、手动或远距离自动操作，机器结构简单，维修方便。n适用范围：该机可
26、广泛应用于医药、化工、乳品、饮料、石油金、生物等多种行业。n碟式离心机的主要结构n主要由：转鼓、机壳、传动系统、控制系统和机座组成。n转鼓是碟式机的主要部件，由转鼓体、分配器、碟片、转鼓盖、锁环等组成。碟片呈倒锥形，锥顶角6001000，间距在0.310mm。n碟式离心机的驱动结构使离心机转子高速旋转，是离心机设计中的核心技术之一，应保证离心机可靠地运行，具有较高的分离效率、高质量的分离效果。n离心机的驱动结构应具有如下的基本要求：工作转速范围内振动小，运行稳定可靠；转速精度高；升降速快；噪音低；体积小，结构简单。半封闭式牛奶分离机半封闭式牛奶分离机液体在分离要两碟片间移动的轨迹液体在分离要两
27、碟片间移动的轨迹n在分离机上开有孔，牛乳通过这些孔进入碟片间，所以应把这些孔开在稀奶油和脱脂乳的分界面上，其分界面的半径R0与轻重组分的容积比例有关，可按下式计算：n R0(aR2max+R2min)/(1+a)1/2nR0 分界面半径即转轴中心与碟片孔中心的距离nRmax碟片最大半径nRmin碟片最小半径na稀奶油及脱脂乳的容积比分离钵的主要结构为整个分离钵的支持部分，中心管是牛乳进入的通道，放在底座上面的一、槽沟内，当分离钵旋紧时，可使顶罩与底座之间封闭。用于支承杯盘，其内部有三个沟槽与底座的三个孔眼配合中，形成牛乳的通道由此进入分离杯盘中在盘的内外表面焊有突起物，并有三个孔与中杯盘配合形
28、成牛乳上行的通道眼焊接突起物，使杯盘间形成一定的距离，不同类形分离机，杯盘数目不同，越多离效果越好，能力越大，耗能也在上无孔眼，将杯盘分离出来的稀奶油汇集，并将稀奶油从其中伸长的出口（有一小孔）甩出钵体。整个杯盘的锥形外罩，其作用是当乳中密度较大的脱脂乳被压到杯盘边沿后，即顺着顶罩的内侧向上流动，最后通过顶罩上的脱乳出品乳出钵外。n碟式离心机的操作n碟式离心机是高速旋转的分离机，回转离心力极大，操作中，要注意安全。n开机前，分离机必须按规定进行细致的清洗和正确的装配，以达到动平衡状态，并且在每次开机前认真检查转鼓的转动是否灵活，各机件是否锁紧，刹车是否处在松开状态，察看机座的油箱油面是否处于玻
29、璃刻度位上，要防止虚油面的产生。n若停机12h以上，开机前应将排油螺栓旋松几圈，排出可能沉降的水分。（1）在选择分离机时，要根据实际情况考虑，生产能力要适当。（2）分离机要有坚实的地基，转动主轴垂直水平面，各部件应精确地安装。（3）开车时，必须检查传动机构及紧固件，不允许倒转，以防止机件损坏。（4）封闭压送式分离机起动和停车时，都要由水代替牛乳。（5）连续作业时间，视物料的物理性质、杂质度含量而定。（6）对封闭式压送式分离机而言，因具备一定压力，故均用一种定容积型旋转泵或特殊的离心泵，尽力防止泵的脉动。（7）充分注意并检查泵对吸料管的垫圈以及泵的轴封等处是否严密，防止空气混入。（8）操作结束后
30、，立即进行拆洗干净，备下次再用。板式热交换器（板式、螺旋板式板式热交换器（板式、螺旋板式气液热交气液热交换、旋转刮板式换、旋转刮板式人造奶油、冰淇淋）人造奶油、冰淇淋）1、结构及工作原理结构及工作原理结构：传热板片、密封垫片、压紧装置。结构：传热板片、密封垫片、压紧装置。固定端、活动端板上有工作介质出入口接管。固定端、活动端板上有工作介质出入口接管。板片距离由板片触点和垫圈厚度决定。传热板板片距离由板片触点和垫圈厚度决定。传热板是核心部件，它使板式换热器具有高效紧凑等是核心部件，它使板式换热器具有高效紧凑等优点。板片上冲压有规则的波纹，使介质在低优点。板片上冲压有规则的波纹，使介质在低速下产生
31、强烈湍流，加强传热效果，同时也提速下产生强烈湍流，加强传热效果，同时也提高板片的刚性，增加板的有效传热面积。波纹高板片的刚性，增加板的有效传热面积。波纹板形状有：水平波纹板、人字形波纹板、倾斜板形状有：水平波纹板、人字形波纹板、倾斜波纹板。波纹板。2、工作原理：加热介质与料液在相邻两传热板、工作原理：加热介质与料液在相邻两传热板之间流动，通过金属片进行热交换。之间流动，通过金属片进行热交换。3、特点：结构紧凑、传热效率高、便于清洗、特点：结构紧凑、传热效率高、便于清洗、操作安全、传热效率高、热利用率高，能自动操作安全、传热效率高、热利用率高，能自动调节，连续生产，适于处理热敏性物料。调节，连续
32、生产，适于处理热敏性物料。4、传热片结构、传热片结构结构结构基本分类：沟道片（有螺旋形和曲折的道沟基本分类：沟道片（有螺旋形和曲折的道沟目前用的很少）、单流片目前用的很少）、单流片有波纹片、网流片有波纹片、网流片（流体进入传热片后按单一方向流动）、有衬垫（流体进入传热片后按单一方向流动）、有衬垫的平片（筛片和平片的组合）。的平片（筛片和平片的组合）。按传热片用途分类：串联片、分界片、端面片。按传热片用途分类：串联片、分界片、端面片。按密封垫圈所在位置分类：双面的、单面的、平按密封垫圈所在位置分类：双面的、单面的、平片的。片的。按密封垫圈相对位置分类：左面的、右面的。按密封垫圈相对位置分类：左面
33、的、右面的。管式超高温流程n这种管式杀菌器由这种管式杀菌器由多种管状组件多种管状组件构成，构成，这些组件以串联和并联的方式组成一这些组件以串联和并联的方式组成一个能换热的系统。个能换热的系统。列管式换热器列管式换热器这是等待出厂的列管换热器产品 列管换热器清扫 这是工人正在用高压热水，清洗管束外壁的污垢。可以清楚看到折流板。1、卧式多程换热器、卧式多程换热器2、螺旋管式换热器、螺旋管式换热器结构：结构：由壳体、螺旋管、蒸汽管、调节由壳体、螺旋管、蒸汽管、调节器和输料泵等组成。器和输料泵等组成。螺旋管制成扁形，并缠绕在壳体螺旋管制成扁形，并缠绕在壳体内的中心圆柱上。内的中心圆柱上。工作过程：工作
34、过程：液料通过泵由液料口进人螺旋管液料通过泵由液料口进人螺旋管内，自下向上流动，从出料管排出，内，自下向上流动，从出料管排出，装人瓶或罐内。装人瓶或罐内。蒸汽自上方输人壳内与螺旋管之蒸汽自上方输人壳内与螺旋管之间，对管内的料液加热。间，对管内的料液加热。用途：用途：主要用于果汁的巴氏短时杀菌，主要用于果汁的巴氏短时杀菌，杀菌温度杀菌温度88889595C C，杀菌时间为，杀菌时间为202060s60s。特点特点：结构简单，操作方便，容易清洗，结构简单，操作方便，容易清洗，能连续生产。能连续生产。工作过程：工作过程：料液进人套管料液进人套管8 8进行进行预热预热,再进人蛇形管内进行高再进人蛇形管
35、内进行高温瞬时灭菌温瞬时灭菌,然后返回套管进然后返回套管进行冷却行冷却,最后通过出料三通旋最后通过出料三通旋塞塞1515输出。输出。,经一次灭菌没有经一次灭菌没有达到要求，可使料液回流贮达到要求，可使料液回流贮槽，重新送人管内再次灭菌。槽，重新送人管内再次灭菌。特点：特点：进料温度进料温度416，出料，出料温度温度6065，高温灭菌温，高温灭菌温度度115135,高温保持时高温保持时间为间为4s。采用。采用超高温瞬时灭超高温瞬时灭菌菌，液料的营养和色香味损，液料的营养和色香味损失很少；灭菌效率高，能利失很少；灭菌效率高，能利用余热、节能效果好；在完用余热、节能效果好；在完全密闭的条件下操作，符
36、合全密闭的条件下操作，符合食品卫生要求；操作方便；食品卫生要求；操作方便；占地面积小。占地面积小。高压均质机n工作原理工作原理n 均质机是基于对物料的均质机是基于对物料的挤压、剪切、涡挤压、剪切、涡 流、泄压、空穴流、泄压、空穴作用作用，从而达到颗粒减小、分散均匀的目的。，从而达到颗粒减小、分散均匀的目的。料液料液高速高速通过均质阀缝隙。通过的缝隙为通过均质阀缝隙。通过的缝隙为0.1mm时，液时，液流的流速高达流的流速高达150200ms。通过缝隙时，脂肪球被。通过缝隙时，脂肪球被剪剪切切为更细小的脂肪球微粒。为更细小的脂肪球微粒。n液料中存在着液料中存在着表面活性物质和卵磷脂和胆脂表面活性物
37、质和卵磷脂和胆脂，它围绕在更，它围绕在更细小的脂肪微粒外层，形成一种使这些微粒不再相互粘合细小的脂肪微粒外层，形成一种使这些微粒不再相互粘合的膜，从这里不断离开。的膜，从这里不断离开。n结构结构 高压均质机主要由高压泵、均质阀、调节装置高压均质机主要由高压泵、均质阀、调节装置及传动系统组成。及传动系统组成。n1进料腔；进料腔；2吸入活门；吸入活门；3活门座；活门座；4排出活门；排出活门；5泵体；泵体；6冷却水管；冷却水管；7柱塞；柱塞；8填料；填料；9垫片垫片高压泵高压泵柱塞往复泵泵体结构图柱塞往复泵泵体结构图n高压泵由高压泵由进料腔、吸入活门、排出活门、柱塞进料腔、吸入活门、排出活门、柱塞等
38、组成。等组成。n当柱塞当柱塞向右运动向右运动时，泵腔容积增大，使泵腔内产生低时，泵腔容积增大，使泵腔内产生低压，物料由于外压的作用顶开吸入活门进入泵腔，这压，物料由于外压的作用顶开吸入活门进入泵腔，这一过程称为一过程称为吸料过程吸料过程；n当柱塞当柱塞向左运动向左运动时，泵腔容积减小，泵腔内压力逐渐时，泵腔容积减小，泵腔内压力逐渐升高，关闭了吸入活门，达到一定高压时又会顶开排升高，关闭了吸入活门，达到一定高压时又会顶开排出活门，将泵腔内液体排出，称为出活门，将泵腔内液体排出，称为排料过程排料过程。n高压泵柱塞的运动是由曲轴等速旋转通过连杆滑块带高压泵柱塞的运动是由曲轴等速旋转通过连杆滑块带动的
39、。动的。往复泵活塞运动规律X=CA=CO-AO=CO-BOcos=r(1-cos)n活塞移动速度为：v=dx/dt=rsind/dt 因d/dt=常数 所以v=r sinn泵的瞬时流量为：qv=A.v=Ar sin由此可知泵的流量变化是随转角的正弦规律变化n柱塞的运动速率按柱塞的运动速率按正弦曲线正弦曲线变化。排料量也变化。排料量也按正弦曲线变化。按正弦曲线变化。在柱塞处于两个止点时，泵的排出量瞬时为在柱塞处于两个止点时，泵的排出量瞬时为零；当曲柄回转到零；当曲柄回转到90度和度和270度度时排料量最大。时排料量最大。n高压泵常采用高压泵常采用三柱塞往复泵三柱塞往复泵，各单泵的运动，各单泵的运
40、动互差互差120，泵的工作能力得到了较好的调，泵的工作能力得到了较好的调整。整。n三柱塞泵有三个泵腔，每个泵腔配有三柱塞泵有三个泵腔，每个泵腔配有吸入活吸入活门门和和排出活门排出活门各一个，共六个活门。各一个，共六个活门。n流量比较n单作用往复泵n双缸单作用泵，即具有大小相等的两个活塞，由相差180度的曲柄带动的往复泵，可连续输运液体，仍然不均匀。n三缸时其曲柄互成120度，既可连续输液体，流量又较均匀。单作用往复泵作用曲线单作用往复泵作用曲线双缸单作用往复泵作用曲线双缸单作用往复泵作用曲线三缸单作用往复泵作用曲线三缸单作用往复泵作用曲线n作用：作用：是随着柱塞往复运动而周期的开启和关是随着柱
41、塞往复运动而周期的开启和关闭，完成吸入和排出过程，实验对物料的输送。闭，完成吸入和排出过程，实验对物料的输送。泵阀（吸入阀泵阀（吸入阀和排出阀）和排出阀）n泵阀应备的基本要求：泵阀应备的基本要求：n1 1、工作平稳，开启及时，关闭速度和关阀滞、工作平稳，开启及时，关闭速度和关阀滞后角均不应大于允许值，以减小关闭冲击和回后角均不应大于允许值，以减小关闭冲击和回流损失。流损失。n2 2、密封可靠，以避免或尽可能减少泄漏损失。、密封可靠，以避免或尽可能减少泄漏损失。n3 3、水力损失小，否则会影泵的效率和其他水、水力损失小，否则会影泵的效率和其他水力特性。力特性。n4 4、具有足够的强度，刚度，以确
42、保在一定的、具有足够的强度，刚度，以确保在一定的工作压力上可靠工作，具有较长的使用寿命。工作压力上可靠工作，具有较长的使用寿命。n5 5、结构简单，装拆、维修方便，互换性好、结构简单，装拆、维修方便，互换性好n均质阀均质阀n均质阀安装在高压泵的均质阀安装在高压泵的排料口排料口处，一般采用双处，一般采用双级均质阀。级均质阀。n双级均质阀双级均质阀主要由阀座、阀芯、弹簧、调节手主要由阀座、阀芯、弹簧、调节手柄等组成。柄等组成。n阀座和阀芯阀座和阀芯结构精度很高，两者之间间隙小而结构精度很高，两者之间间隙小而均匀，以保证均质质量；间隙大小由调节手柄均匀，以保证均质质量；间隙大小由调节手柄调节弹簧对阀
43、芯的压力来改变。调节弹簧对阀芯的压力来改变。n第一级第一级均质压力均质压力为为20-30MPa，主要使大的颗，主要使大的颗粒得到破碎；粒得到破碎；第二级第二级的压力在的压力在3.5MPa左右，左右，可以使料液进一步细化并均匀分散。可以使料液进一步细化并均匀分散。n组成：组成：由阀座、阀杆和冲击环组成。由阀座、阀杆和冲击环组成。n材料材料：国外国外：钨钴铬合金用于牛奶均：钨钴铬合金用于牛奶均质时可保持良好的性能质时可保持良好的性能硬质合金磨蚀性强的液料硬质合金磨蚀性强的液料国内：国内：4Cr13n类型类型：据均质阀、阀杆的工作端面的形状特点：据均质阀、阀杆的工作端面的形状特点分为分为平面型平面型
44、和和非平面型非平面型两大类。两大类。常用平面均质阀常用平面均质阀高压均质机的主要技术参数 1、生产能力 60d2 G=snz 4 式中：G 生产能力，m3/h；d 柱塞直径，m；s 柱塞行程，m；n 柱塞每分钟往复次数，次/min；z 柱塞数，个；泵的容积系数，一般取0.8-0.9。2、消耗功率 9.8Gp P=3600*102式中：P 消耗功率，kW；G 生产能力，m3/h；料液密度，kg/m3；p 料液输出压力，kPa；效率系数，0.7-0.8；高压均质机的使用与维护高压均质机的使用与维护（1）起动时）起动时均质机压力不稳均质机压力不稳，应在起动后将其调整到预定值。，应在起动后将其调整到预
45、定值。在压力稳定之前流出的料液回流，以保证均质的质量。在压力稳定之前流出的料液回流，以保证均质的质量。（2）均质机正常工作时要注意观察）均质机正常工作时要注意观察压力表压力表，保证压力处于正，保证压力处于正 常工作范围内。常工作范围内。（3）高压均质机）高压均质机不得空转不得空转，起动前应先接通冷却水。，起动前应先接通冷却水。（4）要经常在机体）要经常在机体连接轴连接轴处加一些润滑油，以免机体前端的处加一些润滑油，以免机体前端的 填料缺油。填料缺油。（5）柱塞密封圈柱塞密封圈处于高温和压力周期性变化的条件下，很容处于高温和压力周期性变化的条件下，很容 易损坏，应保证柱塞冷却水的连续供应，以降低
46、柱塞密易损坏，应保证柱塞冷却水的连续供应，以降低柱塞密 封圈的温度，延长其使用寿命。同时，应随时检查密封封圈的温度，延长其使用寿命。同时，应随时检查密封 圈，发现损坏及时修复、更换。圈，发现损坏及时修复、更换。二、胶体磨胶体磨是一种磨制胶体或近似胶体物料的机械。它可以在极短的时间内对悬浮液中的固体进行超微粉碎，同时兼有混合、搅拌、分散和乳化作用，成品粒径可达1um以下。应用：果汁、果酱、植物蛋白、乳品、油脂及一些调味品、添加剂的生产中。胶体磨的工作原理胶体磨的工作原理n胶体磨的工作构件由胶体磨的工作构件由固定磨体固定磨体（定子）和高速旋转的（定子）和高速旋转的转动磨体转动磨体（转子）组成，两个
47、磨体之间有可以调节的（转子）组成，两个磨体之间有可以调节的间隙间隙。n当料液通过这个间隙时，由于转子在高速旋转，使附当料液通过这个间隙时，由于转子在高速旋转，使附着于转子面上的物料运动速度最大，而附着于定子面着于转子面上的物料运动速度最大，而附着于定子面上的物料速度为零，使物料受到强烈的剪切、摩擦和上的物料速度为零，使物料受到强烈的剪切、摩擦和湍动作用，物料因而被磨碎、混合、分散和乳化。湍动作用，物料因而被磨碎、混合、分散和乳化。胶体磨的主要结构胶体磨的主要结构n胶体磨主要由进料斗、外壳、定子、转子、电动机、调节装置和底胶体磨主要由进料斗、外壳、定子、转子、电动机、调节装置和底座等构成。座等构
48、成。胶体磨结构示意图胶体磨结构示意图71、转子与定子转子与定子n转子与定子的配合有一定的转子与定子的配合有一定的锥度锥度，其间隙可调。，其间隙可调。n为了加强摩擦和剪切作用，以利于细化，两个为了加强摩擦和剪切作用，以利于细化，两个磨体的表面各分三段磨体的表面各分三段，分别开有与轴线呈一定角度的沟槽。分别开有与轴线呈一定角度的沟槽。n沟槽截面为矩形，沟槽截面为矩形，沟槽宽度随物料的流向由粗到密排列沟槽宽度随物料的流向由粗到密排列，倾斜方向相倾斜方向相反反，且两个磨体，且两个磨体上相对应的沟槽方向也相反上相对应的沟槽方向也相反。固定磨平面展开固定磨平面展开2、间隙调节装置、间隙调节装置n通过通过定
49、子的升降定子的升降可改变转子与定子的间隙。可改变转子与定子的间隙。n转动调节手柄可由调节轮带动定子轴向位移而改转动调节手柄可由调节轮带动定子轴向位移而改变间隙的大小，调节程度可在调节轮的刻度上显变间隙的大小，调节程度可在调节轮的刻度上显示出来，一般调节范围在示出来，一般调节范围在0.005-1.5mm之间。之间。n调节轮下方设调节轮下方设有限位螺钉有限位螺钉，避免转子和定子相碰。，避免转子和定子相碰。3、回流及冷却装置、回流及冷却装置n胶体磨转速较高，为了达到理想的效果，需回流操作。胶体磨转速较高，为了达到理想的效果，需回流操作。回流装置回流装置是在出料管上安装一个蝶阀，阀前接一条循是在出料管
50、上安装一个蝶阀，阀前接一条循环管通向料斗。当需要多次磨制时，关闭蝶阀则物料环管通向料斗。当需要多次磨制时，关闭蝶阀则物料回流，物料细度达到要求时，打开蝶阀即可排料。回流，物料细度达到要求时，打开蝶阀即可排料。n磨制过程中物料会由于摩擦而升温，在定子与定子磨磨制过程中物料会由于摩擦而升温，在定子与定子磨套之间形成一套之间形成一环形水槽环形水槽，物料热量可由水槽中的冷却，物料热量可由水槽中的冷却水带走。水带走。胶体磨的型式 胶体磨按转轴的位置可分为卧式和立式.1、卧式胶体磨的转子随水平轴转动，定子和转子的间隙一般在50-150um，依靠转子的水平位移来调节。转子的转速为3000-15000r/mi
