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1、第七章第七章 热交换热处理机械与设热交换热处理机械与设备备食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备第1页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l引言引言n食品加工过程中，物料进行加热或冷却处理是一项普遍而重食品加工过程中，物料进行加热或冷却处理是一项普遍而重要的单元操作。要的单元操作。n物料的三种传热方式：对流、传导和辐射。物料的三种传热方式：对流、传导和辐射。n食品物料状态有液体、固体两大类。对它们加热或冷却操作可在食品物料状态有液体、固体两大类。对它们加热或冷却操作可在通用或专用热交换设备进行，例如，对于液体物料可用各种间接通用或专用热
2、交换设备进行，例如，对于液体物料可用各种间接或直接式热交换器，对于未包装固体物料，一般可采用专用热处或直接式热交换器，对于未包装固体物料，一般可采用专用热处理设备，如挤压机、油炸机、热烫机等。理设备，如挤压机、油炸机、热烫机等。第2页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备表表7-1食品加工的热交换热处理设备类型食品加工的热交换热处理设备类型第3页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备第七章第七章 热交换热处理机械与设备热交换热处理机械与设备第一节第一节 热交换器热交换器第二节第二节 热处理机械设备热处理
3、机械设备第三节第三节 挤压机械与设备挤压机械与设备第四节第四节 油炸设备油炸设备第五节第五节 其它加热机械设备其它加热机械设备第4页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备第一节第一节 热交换器热交换器l热交换器主要指的是用于对流体食品或流体加工介质进行加热交换器主要指的是用于对流体食品或流体加工介质进行加热或冷却处理的设备。热或冷却处理的设备。l两大类型：间壁式热交换器、直接式两大类型：间壁式热交换器、直接式(混合式混合式)热交换器。热交换器。一、一、间壁式热交换器间壁式热交换器 二、二、直接式热交换器直接式热交换器第5页，共90页，编辑于2022
4、年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备一、一、间壁式热交换器间壁式热交换器l间壁式热交换器的特点是换热介质和换热物料被金属材料隔开，两者间壁式热交换器的特点是换热介质和换热物料被金属材料隔开，两者不相混合，通过间壁进行热量的交换。不相混合，通过间壁进行热量的交换。l这种加热方式符合食品卫生要求，在食品工业中应用最为广这种加热方式符合食品卫生要求，在食品工业中应用最为广泛。泛。l间壁式热交换器按其传热面的形状和结构可分为管壁传热和间壁式热交换器按其传热面的形状和结构可分为管壁传热和板壁传热两种形式。板壁传热两种形式。（一）（一）管式热交换器管式热交换器（二）（二）板式热交换器
5、板式热交换器第6页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（一）（一）管式热交换器管式热交换器 管式热交换器的结构特征是其传热面由金属管构成。这类管式热交换器的结构特征是其传热面由金属管构成。这类热交换器的主要形式有盘管式、套管式、列管式和翅片管式等。热交换器的主要形式有盘管式、套管式、列管式和翅片管式等。1盘管式热交换器盘管式热交换器2套管式热交换器套管式热交换器3列管式热交换器列管式热交换器4翅片管式热交换器翅片管式热交换器第7页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备1盘管式热交换器盘管式热交换器l也
6、称蛇管式热交换器。也称蛇管式热交换器。l应用广泛，例如：冷库中的冷排管和盘管式冷凝器；某些应用广泛，例如：冷库中的冷排管和盘管式冷凝器；某些大型搅拌反应罐内的盘管式热交换器；乳品工业用这种形大型搅拌反应罐内的盘管式热交换器；乳品工业用这种形式的热交换器作奶油、炼乳等高黏度制品的加热或冷却用；式的热交换器作奶油、炼乳等高黏度制品的加热或冷却用；盘管式换热用作超高温灭菌器的加热器。盘管式换热用作超高温灭菌器的加热器。(1)沉浸式盘管热交换器沉浸式盘管热交换器(2)喷淋式蛇管热交换器喷淋式蛇管热交换器 第8页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备(1)沉
7、浸式盘管热交换器沉浸式盘管热交换器这这种种热热交交换换器器盘盘管管浸浸没没在在装装有有流流体体的的容容器器中中，管内和容器内的两种流体通过盘管进行热交换。管内和容器内的两种流体通过盘管进行热交换。形形状状：排排管管状状、螺螺旋旋形形(称称为为盘盘香香管管)。也也可可根根据据容器特点将做成其它形状的盘管。容器特点将做成其它形状的盘管。第9页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备第10页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备第11页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机
8、械与设备(1)沉浸式盘管热交换器沉浸式盘管热交换器特特点点：这这种种热热交交换换器器管管外外空空间间较较大大，因因而而管管外外流流体体流流速速较较小小，表表面面传传热热系系数数不不高高，热热交交换换器器传传热热效效率率低，是较古老的一种设备。低，是较古老的一种设备。优优点点：结结构构简简单单，制制造造维维修修方方便便，造造价价低低，能能承承受受较较高高压压强强。由由于于管管外外为为大大量量流流体体，故故对对操操作作条条件件的的改变并不敏感改变并不敏感。第12页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备(2)喷淋式蛇管热交换器喷淋式蛇管热交换器图7.3
9、喷淋式蛇管热交换器 l优点优点l喷淋式盘管换热器的管外表面传喷淋式盘管换热器的管外表面传热系数有所提高，因此所需传热面热系数有所提高，因此所需传热面积、材料消耗和制造成本都较低。积、材料消耗和制造成本都较低。l此外，作为卫生式设备，清洗消此外，作为卫生式设备，清洗消毒也较方便。同时，冷却水消耗毒也较方便。同时，冷却水消耗量只有沉浸式的一半。量只有沉浸式的一半。第13页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备(2)喷淋式蛇管热交换器喷淋式蛇管热交换器图7.3 喷淋式蛇管热交换器 l缺点缺点l但这种设备占地面积大，操作时但这种设备占地面积大，操作时管外有
10、水汽发生，对环境不利，故管外有水汽发生，对环境不利，故常安装在室外；常安装在室外；l另外，管子氧化快、寿命短，另外，管子氧化快、寿命短，喷淋的液体量有变化时，温度喷淋的液体量有变化时，温度响应极为敏感响应极为敏感。第14页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备2套管式热交换器套管式热交换器l套管式热交换器有普通套管式和新型套管式两种型式。换套管式热交换器有普通套管式和新型套管式两种型式。换热原理上两者无本质区别，但材料和结构方式，后者作了热原理上两者无本质区别，但材料和结构方式，后者作了较大改进，因而目前已经广泛用于黏稠流体的加热。较大改进，因而目
11、前已经广泛用于黏稠流体的加热。(1)普通套管式热交换器普通套管式热交换器(2)新型套管式热交换器新型套管式热交换器第15页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备(1)普通套管式热交换器普通套管式热交换器l操作时，一种流体在内管流动，另一流体在套管环隙内流动。利用操作时，一种流体在内管流动，另一流体在套管环隙内流动。利用蒸汽加热内管中的液体时，液体从下方进入套管的内管，顺序流过蒸汽加热内管中的液体时，液体从下方进入套管的内管，顺序流过各段套管而由上方流出。各段套管而由上方流出。l蒸汽则由上方套管进入环隙中，冷凝水由最下面的套管排出。蒸汽则由上方套管进
12、入环隙中，冷凝水由最下面的套管排出。第16页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l特点特点n优点：结构简单，能耐高压，可保证逆流操作，排数和程数可任意优点：结构简单，能耐高压，可保证逆流操作，排数和程数可任意添加或拆除，伸缩性很大。添加或拆除，伸缩性很大。它特别适用于载热体用量小或物料有腐它特别适用于载热体用量小或物料有腐蚀性时的换热。蚀性时的换热。n缺点：管子接头多，易泄漏，单位体积所具有的换热面积小，且单缺点：管子接头多，易泄漏，单位体积所具有的换热面积小，且单位传热面的金属材料消耗量是各种热交换器中最大的，可达位传热面的金属材料消耗量是各种
13、热交换器中最大的，可达150kg/m2，而列管式热交换器只有，而列管式热交换器只有30kg/m2。n适合于需要传热面不大的情况。适合于需要传热面不大的情况。第17页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备3列管式热交换器列管式热交换器l也称壳管式热交换器。也称壳管式热交换器。l基本结构基本结构l折流挡板折流挡板 l热膨胀补偿热膨胀补偿l特点与应用特点与应用第18页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备主要由管束、管板、外壳、封头、折流板等组成。主要由管束、管板、外壳、封头、折流板等组成。流体自一端进入后，
14、一次通过全部管子而到达另一端，流体自一端进入后，一次通过全部管子而到达另一端，并自另一端排出，称为单程式。并自另一端排出，称为单程式。为了提高管内表面传热系数，将管束分为若干组，并在为了提高管内表面传热系数，将管束分为若干组，并在封头内加装隔板，称为多程式。封头内加装隔板，称为多程式。主要结构主要结构第19页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l折流挡板折流挡板 l对于管外壳间的流体，对于管外壳间的流体，为了提高管外表面传热系为了提高管外表面传热系数，则在管外装设折流板数，则在管外装设折流板(或称挡板或称挡板)。l折流板形式常用的有弓折流板形式常
15、用的有弓形和盘环形两种。形和盘环形两种。第20页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l热膨胀补偿热膨胀补偿 n热交换器内管内外温度不同，管壁温度和壳热交换器内管内外温度不同，管壁温度和壳壁温度也不同，致使管束与壳体的热膨胀程壁温度也不同，致使管束与壳体的热膨胀程度有差别。度有差别。n这种热胀冷缩所产生的应力往往使管子这种热胀冷缩所产生的应力往往使管子发生弯曲，或从管板上脱落，甚至还会发生弯曲，或从管板上脱落，甚至还会使热交换器毁坏。使热交换器毁坏。n当管壁和壳壁的温度差大于当管壁和壳壁的温度差大于50时，应考时，应考虑补偿措施以消除这种应力。虑补
16、偿措施以消除这种应力。n常用的热补偿方法有浮头补偿、补偿圈常用的热补偿方法有浮头补偿、补偿圈补偿和补偿和U形管补偿。形管补偿。图7.12 热膨胀的补偿第21页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l特点与应用特点与应用n目前使用最广的热交换器。目前使用最广的热交换器。n优点：易于制造，生产成本低，适应性强，可以选用的材料较：易于制造，生产成本低，适应性强，可以选用的材料较广，维修、清洗都较方便，特别是对高压流体更为适用。在食广，维修、清洗都较方便，特别是对高压流体更为适用。在食品工业中常用作预热器、加热器和冷却器，在冷冻系统中可以品工业中常用作预热
17、器、加热器和冷却器，在冷冻系统中可以用作冷凝器和蒸发器。用蒸汽加热时，蒸汽在管外流动。在考用作冷凝器和蒸发器。用蒸汽加热时，蒸汽在管外流动。在考虑食品的卫生要求时，与食品物料直接接触的部分应采用不锈虑食品的卫生要求时，与食品物料直接接触的部分应采用不锈钢作材料。钢作材料。n缺点：结合面较多，易造成泄漏。：结合面较多，易造成泄漏。第22页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备4翅片管式热交换器翅片管式热交换器l热交换器间壁两侧流体的表面传热系数相差颇为悬殊时，宜采用热交换器间壁两侧流体的表面传热系数相差颇为悬殊时，宜采用翅片管式热交换器。翅片管式热交
18、换器。l例如：水蒸气加热空气时，管内的表面传热系数要比管外大几百倍，例如：水蒸气加热空气时，管内的表面传热系数要比管外大几百倍，成为传热过程额主要阻力。成为传热过程额主要阻力。l形式：很多，常见如图形式：很多，常见如图7.13所示。所示。第23页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备第二节第二节 热处理机械设备热处理机械设备l热处理机械设备的用途热处理机械设备的用途l热处理机械设备的类型热处理机械设备的类型一、夹层锅一、夹层锅二、连续式热烫设备二、连续式热烫设备第24页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与
19、设备l热处理机械设备的用途热处理机械设备的用途食品加工中，许多清洗过的果蔬原料，往往食品加工中，许多清洗过的果蔬原料，往往必须及时进行热处理。必须及时进行热处理。所谓热处理，就是用热水或蒸汽对果蔬物料进所谓热处理，就是用热水或蒸汽对果蔬物料进行短时加热并及时冷却。行短时加热并及时冷却。一些中式熟肉制品，在调味烧煮以前，也往往需一些中式熟肉制品，在调味烧煮以前，也往往需要用热水进行加热，以去除其中血沫。这些处理常称为要用热水进行加热，以去除其中血沫。这些处理常称为预煮、热烫、烫漂或漂烫等。预煮、热烫、烫漂或漂烫等。第25页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理
20、机械与设备l热处理机械设备的类型热处理机械设备的类型热处理操作的设备有间歇式和连续式两类。热处理操作的设备有间歇式和连续式两类。间歇式热处理设备中，使用最为普遍的是夹层锅。间歇式热处理设备中，使用最为普遍的是夹层锅。连续式热处理设备有多种类型，主要在于加热介质、输连续式热处理设备有多种类型，主要在于加热介质、输送方式和是否带冷却操作段等方面存在差异。送方式和是否带冷却操作段等方面存在差异。第26页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备一、一、夹层锅夹层锅l夹层锅又称为二重锅、双重釜等。其锅体通常为半球夹层锅又称为二重锅、双重釜等。其锅体通常为半球形
21、结构，上部加有直线段。形结构，上部加有直线段。l按其深度分为浅型、半深型和深型；按操作分为按其深度分为浅型、半深型和深型；按操作分为固定固定式式和和可倾式可倾式。每种型式的夹层锅均有大小不同的规。每种型式的夹层锅均有大小不同的规格。格。第27页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l固定式夹层锅固定式夹层锅 其锅体为一个半球其锅体为一个半球形与圆柱形壳体焊接而成形与圆柱形壳体焊接而成的夹层容器的夹层容器夹层外分别设有进汽夹层外分别设有进汽管、不凝性气排放管和冷凝管、不凝性气排放管和冷凝水排放管接口。水排放管接口。在锅底正中位置开在锅底正中位置开有一
22、个排料接管。有一个排料接管。第28页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l可倾式夹层锅可倾式夹层锅 n主要由锅体、倾覆装置及机架构成。主要由锅体、倾覆装置及机架构成。n锅体形状与固定式的相似。锅体形状与固定式的相似。n全部锅体用轴颈伸接于支架两边的轴承上，全部锅体用轴颈伸接于支架两边的轴承上，其中轴颈为空心结构，一端作为蒸汽进管，其中轴颈为空心结构，一端作为蒸汽进管，另一端作为不凝汽排出管。另一端作为不凝汽排出管。n倾覆装置为手轮及蜗轮蜗杆机构，摇动倾覆装置为手轮及蜗轮蜗杆机构，摇动手轮可使锅体倾倒，用于卸料。手轮可使锅体倾倒，用于卸料。n值得注
23、意的是，可倾式夹层锅底一般不值得注意的是，可倾式夹层锅底一般不设排料口，因为锅体本身可倾，设排料设排料口，因为锅体本身可倾，设排料口反而增加清洗负担。口反而增加清洗负担。第29页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备不论是固定式还是可倾不论是固定式还是可倾式夹层锅，式夹层锅，当锅体容积较当锅体容积较大大(500L)或用于黏稠物料或用于黏稠物料时，宜配置搅拌装置，时，宜配置搅拌装置，搅搅拌桨可视应用需要取锚式拌桨可视应用需要取锚式或桨式，转速范围在或桨式，转速范围在1020r/min。l带搅拌器的夹层锅带搅拌器的夹层锅第30页，共90页，编辑于202
24、2年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l夹层锅的特点与应用夹层锅的特点与应用n特点特点u优点：结构和操作简单，适用于多品种处理等。优点：结构和操作简单，适用于多品种处理等。u缺点：生产能力有限，操作劳动强度较大。另外，夹层锅缺点：生产能力有限，操作劳动强度较大。另外，夹层锅操作区常会出现大量水汽。因此，需要注意应有适当的排操作区常会出现大量水汽。因此，需要注意应有适当的排汽通风措施。汽通风措施。n夹层锅在食品加工业中仍有其重要地位，广泛用于各种物料的漂夹层锅在食品加工业中仍有其重要地位，广泛用于各种物料的漂烫处理。此外，也适合于调味品配制、溶糖化糖及一些肉类制品烫处理。此
25、外，也适合于调味品配制、溶糖化糖及一些肉类制品熬煮等操作。熬煮等操作。第31页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备二、二、连续式热烫设备连续式热烫设备l类型类型（一）（一）连续预煮机连续预煮机（二）（二）蒸汽热烫设备蒸汽热烫设备（三）（三）单体快速热烫系统单体快速热烫系统第32页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l类型类型n连续式热处理设备可以分为三类。连续式热处理设备可以分为三类。预煮机：物料浸在热水中进行处理的设备。预煮机：物料浸在热水中进行处理的设备。蒸汽热烫设备：利用蒸汽直接对物料进行处理
26、的设备。蒸汽热烫设备：利用蒸汽直接对物料进行处理的设备。喷淋式热烫设备：利用热水对物料进行喷淋处理的设备。喷淋式热烫设备：利用热水对物料进行喷淋处理的设备。n本质上这三类设备对物料的预处理目的是相同的，只不过所用的加热本质上这三类设备对物料的预处理目的是相同的，只不过所用的加热介质状态或处理方式不同而已。介质状态或处理方式不同而已。第33页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（一）（一）连续预煮机连续预煮机l预煮的概念预煮的概念l预煮设备类型预煮设备类型第34页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l
27、预煮的概念预煮的概念n预煮也称烫漂或漂烫，通常指利用接近沸点的热水对果蔬进行短时间预煮也称烫漂或漂烫，通常指利用接近沸点的热水对果蔬进行短时间加热的操作。加热的操作。n是果蔬保藏加工（如罐藏、冻藏、脱水加工）中的一项重要操作工是果蔬保藏加工（如罐藏、冻藏、脱水加工）中的一项重要操作工序。序。n预煮的主要目的是钝化酶或软化组织。预煮的主要目的是钝化酶或软化组织。n处理的时间与物料的大小和热穿透性有关，例如，豌豆只需处理的时间与物料的大小和热穿透性有关，例如，豌豆只需加热加热12min，而整玉米需要处理，而整玉米需要处理11min。第35页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七
28、章 热交换热处理机械与设备l预煮设备类型预煮设备类型n可用夹层锅，大批量生产多用连续式预煮设备。可用夹层锅，大批量生产多用连续式预煮设备。n根据物料运送方式不同，连续式预煮设备可以分为链带式根据物料运送方式不同，连续式预煮设备可以分为链带式和螺旋式两种。和螺旋式两种。n链带式预煮机又可根据物料需要加装刮板或多孔板料斗，链带式预煮机又可根据物料需要加装刮板或多孔板料斗，其中以刮板式较为常用。其中以刮板式较为常用。第36页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（一）（一）连续预煮机连续预煮机1.刮板式连续预煮机刮板式连续预煮机2.螺旋式连续预煮机螺旋式
29、连续预煮机第37页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备1刮板式连续预煮机刮板式连续预煮机l结构结构l工作过程工作过程l特点特点l应用应用第38页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备n主要由煮槽、蒸汽吹泡管、刮板输主要由煮槽、蒸汽吹泡管、刮板输送装置和传动装置等组成。送装置和传动装置等组成。n刮板上开有小孔刮板上开有小孔，用以降低移动，用以降低移动阻力。阻力。n蒸汽吹泡管管壁开有小孔蒸汽吹泡管管壁开有小孔，进料，进料端喷孔较密，出料端喷孔较稀，目端喷孔较密，出料端喷孔较稀，目的在于使进料迅速升温至预煮
30、温度。的在于使进料迅速升温至预煮温度。n为避免蒸汽直接冲击物料，一般将为避免蒸汽直接冲击物料，一般将孔开在管子的两侧，且这种开孔方孔开在管子的两侧，且这种开孔方式有利于水温趋于均匀。式有利于水温趋于均匀。l刮板式连续预煮刮板式连续预煮机结构机结构 第39页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l刮板式连续预煮机的工作过程刮板式连续预煮机的工作过程通过吹泡管喷出通过吹泡管喷出的蒸汽将槽内水加热并维的蒸汽将槽内水加热并维持所需温度。持所需温度。由升送机送入的由升送机送入的物料，在刮板链的推动物料，在刮板链的推动下从进料端随链带移动下从进料端随链带移动到
31、出料端，同时受到加到出料端，同时受到加热预煮。热预煮。链带速度可根据链带速度可根据预煮时间要求进行调整。预煮时间要求进行调整。第40页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备n优点：物料形态及密度对操作影响较小，机械损伤少。优点：物料形态及密度对操作影响较小，机械损伤少。n缺点：缺点：但设备占地面积大，清洗、维护困难。但设备占地面积大，清洗、维护困难。l刮板式连续预煮机的特点刮板式连续预煮机的特点第41页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备刮板式连续预煮机可适应（如蘑菇等）刮板式连续预煮机可适应（如蘑菇
32、等）多种物料的预煮。如将链带刮板换成多孔多种物料的预煮。如将链带刮板换成多孔板斗槽，则可以适应某些板斗槽，则可以适应某些（如青刀豆等）（如青刀豆等）物料的预煮操作要求。物料的预煮操作要求。l刮板式连续预煮机的应用刮板式连续预煮机的应用第42页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备2螺旋式连续预煮机螺旋式连续预煮机l结构结构l工作过程工作过程l特点特点第43页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备n主要由壳体、筛筒、螺旋、进料口、卸料装置和传动装置等组成。主要由壳体、筛筒、螺旋、进料口、卸料装置和传动装置
33、等组成。n蒸汽从进气管分几路从壳体底部进入直接对水进行加热。筛筒安装在壳体内，蒸汽从进气管分几路从壳体底部进入直接对水进行加热。筛筒安装在壳体内，并浸没在水中，以使物料完全浸没在热水中；螺旋安装于筛筒内的中心轴上，并浸没在水中，以使物料完全浸没在热水中；螺旋安装于筛筒内的中心轴上，中心轴由电动机通过传动装置驱动。通过调节螺旋转速，可获得不同的预煮中心轴由电动机通过传动装置驱动。通过调节螺旋转速，可获得不同的预煮时间。时间。n出料转斗与螺旋同轴安装并同步转动，转斗上设置有出料转斗与螺旋同轴安装并同步转动，转斗上设置有612个打捞料斗，用于个打捞料斗，用于预煮后物料的打捞与卸出。预煮后物料的打捞与
34、卸出。第44页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l工作过程工作过程作业时，物料经斗式提升机输送到螺旋预煮机的进料斗，然作业时，物料经斗式提升机输送到螺旋预煮机的进料斗，然后落入筛筒内，后落入筛筒内，在运转螺旋作用下缓慢移至出料转斗，在其间受到加热预煮，在运转螺旋作用下缓慢移至出料转斗，在其间受到加热预煮，出料转斗将物料从水中打捞出来，并于高处倾倒至出料溜槽。出料转斗将物料从水中打捞出来，并于高处倾倒至出料溜槽。从溢流口溢出的水由泵送到贮存槽内，再回流到预煮机内。从溢流口溢出的水由泵送到贮存槽内，再回流到预煮机内。第45页，共90页，编辑于202
35、2年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l特点特点n优点：结构紧凑、占地面积小、运动部件少优点：结构紧凑、占地面积小、运动部件少且结构简单，运行平稳，水质、进料、预煮且结构简单，运行平稳，水质、进料、预煮温度和时间均可自动控制，在大中型罐头厂温度和时间均可自动控制，在大中型罐头厂得到广泛应用，如蘑菇罐头加工中的预煮。得到广泛应用，如蘑菇罐头加工中的预煮。n缺点：物料的形态和密度的适应能力较差。缺点：物料的形态和密度的适应能力较差。第46页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备第三节第三节 挤压机械与设备挤压机械与设备 食品挤压加
36、工技术属于高温高压食品加工技术，它利用螺食品挤压加工技术属于高温高压食品加工技术，它利用螺杆挤压产生的压力、剪切力、摩擦力、加温等作用实现对固体食杆挤压产生的压力、剪切力、摩擦力、加温等作用实现对固体食品原料破碎、捏合、混炼、熟化、杀菌、预干燥、成型等加工处品原料破碎、捏合、混炼、熟化、杀菌、预干燥、成型等加工处理。利用挤压机可以生产膨化、组织化或其它成型产品。理。利用挤压机可以生产膨化、组织化或其它成型产品。一、一、挤压机的类型挤压机的类型二、二、螺杆挤压机结构螺杆挤压机结构第47页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备一、一、挤压机的类型挤压机
37、的类型螺杆挤压机种类较多，可从结构特征和工作特性等方螺杆挤压机种类较多，可从结构特征和工作特性等方面分类。面分类。（一）根据挤压机热源分类根据挤压机热源分类（二）根据挤压过程的剪切力的大小进行分类根据挤压过程的剪切力的大小进行分类（三）根据螺杆的数目分类根据螺杆的数目分类第48页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（一）（一）根据挤压机热源分类根据挤压机热源分类l挤压机按物料发热类型可分为内挤压机按物料发热类型可分为内(自自)热式和外热式热式和外热式两种。两种。n内热式挤压机是高剪切挤压机，挤压过程中所需的工作温度内热式挤压机是高剪切挤压机，挤压
38、过程中所需的工作温度全部来自于物料与螺杆、机筒之间的摩擦产生的热量。全部来自于物料与螺杆、机筒之间的摩擦产生的热量。n外热式挤压机可以是高剪切力的，也可以是低剪切力的。挤压外热式挤压机可以是高剪切力的，也可以是低剪切力的。挤压过程主要利用外部加热获得所需的工作温度，加热器一般设在过程主要利用外部加热获得所需的工作温度，加热器一般设在机筒内。可用蒸汽加热，电磁加热、电热丝加热、油加热等方机筒内。可用蒸汽加热，电磁加热、电热丝加热、油加热等方式加热。式加热。l内热式与外热式挤压机区别内热式与外热式挤压机区别第49页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备
39、表表7-2内热式与内热式与外热式挤压机的主要区别外热式挤压机的主要区别 第50页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（二）（二）根据挤压过程的剪切力根据挤压过程的剪切力的大小进行分类的大小进行分类l根据挤压过程中的剪切力大小，挤压机可分为高剪根据挤压过程中的剪切力大小，挤压机可分为高剪切力挤压机和低剪切力挤压机。切力挤压机和低剪切力挤压机。n高剪切力挤压机在挤压过程中能够产生较高的剪切力和提高高剪切力挤压机在挤压过程中能够产生较高的剪切力和提高工作压力。工作压力。n低剪切力挤压机在挤压过程中产生的剪切力较小，主低剪切力挤压机在挤压过程中产生的剪切
40、力较小，主要用于混合、蒸煮、成型。要用于混合、蒸煮、成型。l低剪切力与高剪切力挤压机区别低剪切力与高剪切力挤压机区别 第51页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备表表7-3低剪切与低剪切与高剪切挤压机的性能特征比较高剪切挤压机的性能特征比较 第52页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（三）（三）根据螺杆的数目分类根据螺杆的数目分类l根据挤压机的螺杆数目不同，挤压机可根据挤压机的螺杆数目不同，挤压机可分为单螺杆挤压机、双螺杆挤压机。分为单螺杆挤压机、双螺杆挤压机。n单螺杆挤压机的套筒内只有一根螺杆，
41、它依单螺杆挤压机的套筒内只有一根螺杆，它依靠螺杆和机筒对物料的摩擦来输送物料和形靠螺杆和机筒对物料的摩擦来输送物料和形成一定压力。成一定压力。n双螺杆挤压机的套筒中并排安放两根螺杆，双螺杆挤压机的套筒中并排安放两根螺杆，套筒横截面呈套筒横截面呈“”形，工作原理与单螺杆形，工作原理与单螺杆挤压机有所不同。挤压机有所不同。l双螺杆与单螺杆机的区别双螺杆与单螺杆机的区别 第53页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备表表7-4双螺杆与双螺杆与单元螺杆的主要区别单元螺杆的主要区别 第54页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换
42、热处理机械与设备二、二、螺杆挤压机结构螺杆挤压机结构（一）驱动装置（一）驱动装置（二）进料系统（二）进料系统（三）螺杆（三）螺杆（四）机筒（四）机筒（五）成型装置（五）成型装置（六）切割装置（六）切割装置（七）控制装置（七）控制装置第55页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（一）（一）驱动装置驱动装置驱动装置由机座、主传动电机、变速驱动装置由机座、主传动电机、变速器、减速器、止推轴承和联轴器等组成。器、减速器、止推轴承和联轴器等组成。为迅速、准确地调节螺杆旋转速度，为迅速、准确地调节螺杆旋转速度，常用可控硅整流器控制的直流电动机来调常用可控硅整
43、流器控制的直流电动机来调速，并用齿轮减速器、链条和带传动三者速，并用齿轮减速器、链条和带传动三者之一来实现减速。之一来实现减速。第56页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（二）（二）进料系统进料系统l进料系统包括料斗、存液器和输送装置。进料系统包括料斗、存液器和输送装置。l干料斗常带振动装置，干料斗常带振动装置，以防物料结块架桥而中断输送。因以防物料结块架桥而中断输送。因为进料不畅或中断，将会降低产品品质或造成焦化阻塞，甚为进料不畅或中断，将会降低产品品质或造成焦化阻塞，甚至需要停机清洗。因此，进料系统必须十分安全可靠。至需要停机清洗。因此，进
44、料系统必须十分安全可靠。l输送干物料的方法有：输送干物料的方法有：电磁振动送料器，可通过改变振动频率电磁振动送料器，可通过改变振动频率和振幅控制供料速度；和振幅控制供料速度；螺旋输送器，可通过调节螺旋转速来控螺旋输送器，可通过调节螺旋转速来控制进料量；制进料量；称量皮带式送料，具有输送物料、连续称量和随机称量皮带式送料，具有输送物料、连续称量和随机调节送料速度的功能，是一种较精确的定量进料方式。调节送料速度的功能，是一种较精确的定量进料方式。l贮液槽贮液槽第57页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备l贮液槽贮液槽一台挤压机通常有一台挤压机通常有2
45、3个贮液槽，槽中的液体个贮液槽，槽中的液体原料由原料由(定量精确的定量精确的)正位移泵送到挤压机内。正位移泵送到挤压机内。一般贮液槽带有搅拌器和加热器，以确保液体物一般贮液槽带有搅拌器和加热器，以确保液体物料混合均匀和降低黏度。借调节输液管中的针形阀可料混合均匀和降低黏度。借调节输液管中的针形阀可以准确地调节送液量，针形阀的位移也通过隔膜自动以准确地调节送液量，针形阀的位移也通过隔膜自动调节。调节。第58页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（三）（三）螺杆螺杆l挤压机的螺杆结构形状沿轴变化。挤压机的螺杆结构形状沿轴变化。螺杆按其在机筒内不螺杆按
46、其在机筒内不同位置和作用可分为进料、压挤和定量供送同位置和作用可分为进料、压挤和定量供送3个区段个区段。l这这3个区段的作用特点见表个区段的作用特点见表7-5。l挤压机的螺杆有整体式和组合式两种。整体式螺杆为一挤压机的螺杆有整体式和组合式两种。整体式螺杆为一个整体。组合式螺杆由花键轴与若干节套在轴上的螺旋个整体。组合式螺杆由花键轴与若干节套在轴上的螺旋构成。构成。第59页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备表表7-5螺杆挤压机不同区段的结螺杆挤压机不同区段的结构特点与作用构特点与作用 第60页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备
47、第七章 热交换热处理机械与设备（四）（四）机筒机筒l挤压机的机筒呈圆筒状，内壁与螺杆仅有少量间隙。多数机挤压机的机筒呈圆筒状，内壁与螺杆仅有少量间隙。多数机筒内壁为光滑面。有的装机筒内壁带有若干较浅的轴向棱槽筒内壁为光滑面。有的装机筒内壁带有若干较浅的轴向棱槽或螺旋状槽，或螺旋状槽，主要是为了强化对食物的剪切效果，防止食物在机筒主要是为了强化对食物的剪切效果，防止食物在机筒内打滑内打滑。机筒具有加热、保温、冷却和摩擦功能。机筒具有加热、保温、冷却和摩擦功能。l机筒有整体式和分段组合式两种形式。机筒有整体式和分段组合式两种形式。整体式机筒的结构简单，整体式机筒的结构简单，机械强度高。分段组合式机
48、筒用螺钉连接，其优点是便于清理，机械强度高。分段组合式机筒用螺钉连接，其优点是便于清理，对容易磨损的定量段零件可随时更换，还可按照所要加工的产品对容易磨损的定量段零件可随时更换，还可按照所要加工的产品和所需之能量来确定机筒的最佳长度。有的机筒中部有一排气孔，和所需之能量来确定机筒的最佳长度。有的机筒中部有一排气孔，以排除食物中的空气、蒸汽和挥发气体。以排除食物中的空气、蒸汽和挥发气体。图图7.35为典型螺杆挤压为典型螺杆挤压机的螺杆与机筒的剖面图。机的螺杆与机筒的剖面图。第61页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（五）（五）成型装置成型装置成型
49、装置又称挤压成型模头，模头上设有一些使成型装置又称挤压成型模头，模头上设有一些使物料从挤压机挤出时成型的模孔。物料从挤压机挤出时成型的模孔。模孔横断面有圆孔、圆环、十字、窄槽等各模孔横断面有圆孔、圆环、十字、窄槽等各种形状，决定着产品的横断面形状。为了改进所挤种形状，决定着产品的横断面形状。为了改进所挤压产品的均匀性，模孔进料端通常加工成流线形开压产品的均匀性，模孔进料端通常加工成流线形开口。口。第62页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械与设备第七章 热交换热处理机械与设备（六）（六）切割装置切割装置挤压机常用的切割装置为盘刀式切割器，刀具刃口旋转挤压机常用的切割装置为盘刀式切割
50、器，刀具刃口旋转平面与模板端面平行。挤压产品的长度可通过调整切割刀具旋平面与模板端面平行。挤压产品的长度可通过调整切割刀具旋转速度和产品挤出速度加以控制。转速度和产品挤出速度加以控制。切割器按其驱动电机位置和割刀长度可分为偏心和中切割器按其驱动电机位置和割刀长度可分为偏心和中心两种形式。偏心式切割器的电机装在模板中心轴线外面，心两种形式。偏心式切割器的电机装在模板中心轴线外面，割刀臂较长，以很高的线速度旋转。中心切割器的刀片较短，割刀臂较长，以很高的线速度旋转。中心切割器的刀片较短，并绕模板装置的中心轴线旋转。并绕模板装置的中心轴线旋转。第63页，共90页，编辑于2022年，星期一食品工厂机械