食品冻干机

1、冻干机仓体

冻干机仓体设计为卧式圆筒形,一端开门,仓体前部为轨道悬吊的平移仓门,开关轻便,密封可靠,物料小车可以从前端进出货物。

冻干机为真空容器,将真空度维持的越好,则整套系统的运行约节能,而冻干过程正常工作时仓内温度变化幅度大,且频繁,所以仓体材质的选择很关键,即要有很好的焊接性能,在焊接过程中不发生焊接脆裂的想象,而且又能在冷热变化的环境下变形小,只有这样才能满足要求。

仓体及门的材质可以采用两种形式:1、不锈钢制成。2、碳钢仓内喷涂进口船舱饮用水漆。这两种形式均能满足食品卫生的要求。

冻干机仓体材质选择如下:

不锈钢材质为:奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti,此类钢具有良好的耐热性能和耐腐蚀性,焊接性能良好,不发生焊接脆裂现象,长期使用变形小。

碳钢材质为:低合金高强度结构钢Q345-A,此类钢具有综合力学性能,塑性和焊接性能良好,冲击韧性较好,有很好的耐磨、耐蚀、耐低温性能,强度较高,可广泛用于船舶、车辆、桥梁、各种容器、锅炉、低温压力容器、管道等。

 

冻干机仓体外壁有增强圈和底座,采用碳钢制成,可安装在一般的混凝土基础上。

对于不锈钢材质的冻干机仓体,仓门内外经过抛光处理成光亮的镜面,仓体内壁进行抛光处理,仓体外在加工车间的部分进行抛光处理,在设备间的部分喷涂轿车漆,颜色可以根据厂家的要求进行调配。

对于碳钢材质的冻干机仓体,仓门内壁与仓体内壁经过特殊的高压无氧喷涂,喷涂进口船舱饮用水漆,它们的外部则根据厂家对颜色的要求喷涂轿车用漆。经高压无氧喷涂工艺喷涂后的仓内表面漆层附着力很强,长期使用不脱落,且无毒,符合食品安全的要求。

仓内轨道由H型不锈钢经特殊加工的设备焊接制成。直轨和弯轨均经过特殊的矫形处理,保证轨道的平直和转弯的稳定,与物料小车的不锈钢悬挂滚轮长期磨察不掉杂物,仓内轨道保证平稳的承载物料进行干燥,又符合食品安全的要求。

仓体侧面有真空度测量口和测温传感器连接口。仓体上部设有真空抽除管路和接口,并设有自动破除真空阀门。仓门上设观察窗。

2、加热板

干燥仓内加热板温度的均匀性直接影响了冻干产品的质量和干燥周期。加热板温度均匀,物料干燥均匀,干燥周期短;加热板温度不均匀,物料干燥也不均匀,为防止已干部分温度过高,只能降低加热板温度,从而使未干燥部分干燥时间延长,使整个干燥过程延长,提高了生产成本,提高了能耗。本干燥仓加热板内流道经特殊设计,换热系数大,且流动均匀,加上采用大流量小温差原理,充分保持了加热板强大的加热功率和仓内加热板温度分布的均匀性,从而使物料干燥均匀,干燥周期短,生产效率高,能耗低。而且加热板厚度薄,重量轻,加热惯性小,控温精确,有利于节能和保证产品质量。

 

加热板由铝合金制成表面进行整体的阳极氧化处理,每台干燥仓配有垂直分布的加热板,加热板组件安装在干燥仓内两侧。

加热板进出水连箱采用真空钎焊技术加工的板翅式换热器,保证了板层温度均匀性和高辐射效率。加热板中间为拉制的口形铝合金型材焊接而成。

板翅式换热器是一种真空钎焊的全铝翅片式换热器,通过翅片的高度和节距将介质自动均匀分布,所以采用板翅式换热器作为进出水的连箱可以均匀的分布水的流量并使阻力一致地进入口型铝板中,而且口型铝板空隙中均匀充满着水,通过导热直接传导到加热板的表面,没有二次导热的过程,加热板板面温度均匀一致。

前后四组加热板组件,进出水总管的连接从两边进水,中间出水,有效的消除了冻干机的边缘效应。冻干机的边缘效应是指物料接受热量时,在冷阱和仓门两端,加热板辐射热散发到外面而不能全部辐射到食品表面上,这样会造成食品吸收的热量相对少于内部食品托盘,从而干燥的慢些,而从两端进水提高辐射的温度,所以两者相抵消,干燥的均匀性能够得到保障。

加热板最大升温速率:30℃~120,不大于40min

加热板最大降温速率:60℃~30,不大于30min

加热板控温精度:±1

3、冷阱

冷阱用于捕集升华出来的水蒸汽。冻干机内冷阱捕冰能力直接影响仓内真空度。冻干初期,升华量大,要求冷阱的捕冰能力强,随着升华量的降低,对冷阱捕冰能力的需求也随之降低。

冻干机冷阱形式为内置后置式冷阱。从食品安全的角度来讲,因冷阱在干燥仓的后部,前面的物料小车在干燥结束后推出仓,前面只有加热板,通过中间的通道就可将干燥仓清洗干净,比下置式冷阱形式更能保证食品的安全性。

后置式冷阱桶体与干燥仓桶体直径一致,并且紧密相连,从物料升华出来水蒸气迁移的距离较短,又无阻碍,较外置式冷阱水蒸汽迁移能量损失小,同时,由于冷阱设计独特,冷管内蒸发均匀,换热效率高,因而既节能,又保证了最大升华量时和冻干过程中干燥仓体对捕聚水蒸汽的要求。另外,内置式冷阱结构紧凑,占地面积小。

冷阱为管式冷阱,由钢管制成。冷管及联箱进行整体热镀锌处理,热镀锌厚度≥0.15mm。冷阱内设挡流板,挡流板和冷阱壁间为抽空真空管道;冷阱的进液管、排气管、排液管、抽真空管、除霜进水管和排水管均从筒体后部伸出干燥仓。

冷阱上部布置了除霜喷淋水管,使除霜水均匀地喷洒在冷管表面。除霜水自动控制给水,由设在冷阱后底部出水口流出。

冷阱筒体可由不锈钢制成,也可由碳钢整体热浸锌制成。喷淋水管由不锈钢0Cr18Ni9制成。冷阱筒径与干燥仓筒径一致,冷阱整体制作完毕后,在安装现场与干燥仓对接。

可以根据用户的要求将冷阱后面的封头作成旋转开启的仓门,在需要维修冷阱时开启。不过用钢管制成的冷阱使用至今未发现问题,因此可以不必要开设此旋转门。

 

二、真空系统设备结构特点

真空系统的作用是在物料进仓后对干燥仓迅速抽空,并在冻干过程中维持和控制干燥仓内真空度。对含冷阱的冻干机,真空泵抽除的气体主要是不可凝结气体和极微量的水蒸汽。大抽速的预抽机组能将冻干机在20分钟内从大气压抽至133帕,防止冻结的食品表面融化;小功率的维持机组则维持干燥仓的真空度,并通过冷阱和阀门调节冻干机仓内处于工艺要求的真空度。

 

 

冻干成套设备真空系统是由一套预抽机组和两套维持机组及配套的真空管道、真空阀、法兰、接头和控制元件等组成。

预抽机组采用国产水环大气喷射泵+罗茨泵的形式,维持机组采用双级水环大气喷射泵+罗茨泵的形式,均具有高效率、低能耗、长寿命、低噪音、高耐水蒸汽能力的特点。能防止抽除气体中的水蒸汽在泵中冷结而造成泵油乳化;能避免初排大气和低真空运行时的喷油和油雾问题。因而耗油量低,保证符合食品卫生的运行环境。

4、双级水环泵主要特点有:

1、超强的排除水蒸气的能力。

2、因为密封是靠水进行的,无油烟,清洁、环保、省油。

3、可以在进口压力为大气压的情况下连续工作。

4、在低压强下仍能保持高的抽速。

5、机体冷却水和密封用水同时进行,经济方便。

7、低噪音,低振动。

8、结构紧凑,体型小,节省空间。

9、可以与各种附件配套使用,因而可以满足各种不同应用的需要。

5罗茨泵

罗茨泵已在国内生产了几十年,干式压缩罗茨原理已在真空技术的许多领域得到证明。罗茨泵是一种容积式真空泵,又称机械增压泵,是目前获得中、高真空的主要抽气设备,工作原理是利用两个“8”字型转子,在泵壳内作同步旋转,从而完成吸气和排气的功能。

罗茨泵采用循环冷却水系统来冷却机体。在有前级泵的情况下启动,有很宽的压强范围,即使在极限压强附近,都具有很高的抽速。需要很高的加工精度,可将前级真空度提高一个数量级。震动小,噪音低。

 

6、真空系统所用真空阀门

    真空系统中所用阀门主要为预抽真空机组、维持真空机组与破除真空管路之间切换而设置,要求开启灵活,在大压差的情况下能很好的维持冻干仓内的真空度,不发生泄露。

高真空气动挡板阀是用压缩空气为动力,通过电磁换向阀改变七路方向,执行气缸驱动挡板阀作启闭运动,在真空系统中作切断或接通气流之用。其特点为:结构紧凑、重量轻、机械磨损少,使用寿命长;轴封采用波纹管密封,密封效果更佳;通导大,最大限度提高泵的率。由于真空管路均为碳钢材质整体热浸锌制成的,因此阀门的阀体及法兰等均采用碳钢镀镍制成。

    每台冻干机安装在干燥仓前端顶部真空测量仪,以测量并输出干燥仓内真实的真空度值,因此安装位置要科学,且测量要准确。选择德国莱宝的TTR91S型电容真空规,以保证测量的精度和准确性,电容真空规的校准可以采用德国莱宝的标准漏孔。

测量范围:5×10-41000Pa

    使用温度范围:-2065

使用电压:1430V,直流电源

三、加热系统设备结构特点

冻干过程要求加热系统具有强大的加热功率,精确的温度控制能力和较快的升温速率和降温速率。加热板必须在短时间内迅速升到最高温度,在冻干初期的等速升华干燥阶段,还要求加热板给物料提供足够多的热量,满足最大升华速率要求;在减速升华干燥阶段,要求加热板控温精确,热惯性小;在干燥结束时,要求加热板有较大的降温速率。

加热系统重要性能指标还有加热板温度均匀性,在实际生产运行中,要求加热板对物料加热均匀,这是影响生产率和单位产品综合能耗的重要环节。

加热板工作温度:常温~120

加热板最大升温速率:60℃~100,不大于40min

加热板最大降温速率:60℃~30,不大于30min

加热板控温精度:±1

加热系统由热媒膨胀罐、蒸气电动调节阀、热媒管道泵、板式换热器、加热板及相应的管道阀门等组成。每一台干燥仓用一台膨胀罐。每台干燥仓有各自的热媒循环管路分别与加热罐连接。冻干仓配套加热系统2套。

加热系统为压力闭式循环系统,使用的热媒为去离子水或蒸馏水,加热的热源为0.7Mpa的饱和蒸汽,冷却的冷源为<32的循环冷却水。

1、热媒膨胀罐

热媒膨胀罐主要有以下两个作用:

一是作为加热系统热胀冷缩的缓冲罐蓄能装置。本加热系统选用去离子水作为热媒,将蒸汽的热能传递给加热板。由于冻干过程对热能的需求变化很大,在干燥初期需迅速提供很大的能量,干燥后期需热量很少。为满足工艺需要,又达到节能目的,采用装置足够热媒膨胀罐,满足冻干工艺要求。

二是作为加热系统稳压装置。由于水温超过100,因而水循环系统带压运行。为保证作为热媒的去离子水的热物理性质稳定,不发生汽化,必须使系统稳压运行。为此,膨胀罐上部留有一定的空间冲入氮气,通过调节氮气的冲入和排放,自动控制系统压力处于恒定。

2、热媒循环泵

热媒循环泵用于热媒的强制循环,能耐140高温。采用进口德国威乐的IL系列管道泵,此泵为热水专用泵。泵的结构形式为单级管道式离心泵,进出口为在同一轴线相同尺寸的法兰,电机为符合欧洲标准的三相鼠笼式标准电机。水泵轴和电机轴由联轴节牢固的连接在一起。

水泵泵体及叶轮为铸铁。免维护双向机械密封输送140水时,可长期可靠的运行。该系列水泵的特点为:(1)效率高、运行成本低

               2)标准IEC电机,噪音小,运转平稳,可实现无故障运行。

               3)优越的水流特性,阻力损失小,流态稳定,噪音小。

               4)电机保护级别为IP55,可用于较潮湿的环境。

               5)强制循环式双向机械密封寿命长,适用于高温。

3、蒸气电动调节阀

蒸气电动调节阀用于精确调节加热板内水的温度,从而调节供热量,控制加热板温度。采用进口日本山武的阀门,调节精度高,达到稳定运行的目的。

4、板式换热器

板式换热器是加热板中的水与蒸气进行热交换的场所,不仅在需要的时间内将加热板的温度升高到规定值,又能及时将加热板的温度降低。降温由循环冷却水提供冷源,作为加热板控温反向调节的冷源,可在干燥过程中,随时将加热板的温度降至需要的温度。冻干过程中被干燥的物料上层经过一段时间的干燥,成为已干层,已干层物料温度升高很快,如果继续高温加热,已干层会被烤糊,改变性质和颜色,因此加热板能够迅速降温在保证干品品质方面致为重要。

V”型板式换热器,综合了世界先进传热板片的优点,在板式换热器设计及生产中运用CAD/CAM技术及逼真的冷热流体流动状态模式,精心设计了传热板片,使其具有良好的传热性能及优越的流通性能。多项技术国内独有和唯一。

 板片的板间距平均为3.5~4.0mm,同时角孔大于DN100以上的 板片优先采用对角流设计,与单边流相比,流体分布更均匀,切不易结垢,可以保持长期高效传热。经过科学的经济技术分析, 板片厚度采用0.5~0.8mm,以避免其他厂商采用更薄的板片所造成的垫片槽及板片角孔区的机械刚度降低而导致寿命短,难于多次拆装等缺点。

 每种规格的板片,均具有CHCDX两种板型,采用热混合技术,可以综合换热器的传热和压降,使其运行在最佳工作点。内旁通,双流道技术和不等流通截面积装配为两侧介质流量相差较大的工况提供了完美的解决方案。 的每一种板型的性能都经过国家级专业技术组织鉴定。

 

 可拆卸垫片板式换热器

 垫片板式换热器针对每个工况的工艺条件先由微机限定板片数目,在两个厚钢板间由紧固杆夹紧组成。每个板片具有对应接管相通地方角孔,把两种流体交替分配在板片之间的各自流道,两种流体总是在纯逆流条件下交换热能。由于 专利的模压板型使板片之间流动的薄流体产生湍流状态,强制对流传热,同时降低了液膜的热阻。使板式换热气的总传热系数特别高,而又极低的阻力降。传热板间形成许多支撑点,使它足以承受流体的压力(压力等级:0.61.01.62.02.5MPa)

 

5、加热系统所用的阀门

5.1、疏水阀

    疏水阀阿姆斯壮的浮球型蒸汽疏水阀,适用压差范围从真空到0.2Mpa,最大排量4037kg/h,可及时将换热管中凝结水排出,并不会产生空气阻。

5.2、电动两通水阀

电动两通水阀为日本山武公司的产品。此阀安全、适用、可靠,密封材料耐高温,导电和导磁材料都要特别选择电动马达在气态和液态流体通过时都能可靠动作。

3、蒸汽、热水用截止阀、止回阀、Y型过滤器等

    上述这些阀门选择上海双高阀门有限公司的产品,上海双高阀门有限公司是国内著名的阀门生产厂家,产品质量可靠,使用寿命长。

四、除霜系统设备结构特点

除霜系统的作用是在一个干燥周期结束后,将凝结在冷阱冷管上的霜除去,以恢复冷阱的捕冰能力,干燥仓采用热水喷淋方式。

喷淋水温:40℃~50

除霜时间(包括喷淋、排水、吹干)不大于40min

2台干燥仓设置一座水池,每台仓分别配有除霜阀、排水阀和吹干阀,喷淋管设置在冷阱上,每座除霜水池内安装有一台冲霜水泵。水泵的形式为潜水泵。

冷阱的除霜形式:水除霜,此种形式的除霜不仅节约能源、除霜时间短,使得冷阱始终保持具有很高的换热效率。

冷阱的除霜过程:

1、干燥结束前12个小时通过加热管凝结出来的热水给冲霜水池中的水加热,温度要严格控制在低于50,因此采用电磁先导阀来控制水温。

2、干燥结束后破除真空后,物料推出仓外,关闭制冷系统。开启除霜水泵喷淋冷阱外表面,将冰层迅速冲走融化。完成后关闭除霜水泵,通入的压缩空气将冷阱表面的水吹干,在下一次干燥时,冷阱在无负荷下工作,高效率始终能够保持。

4.1、    除霜水泵

除霜水泵采用潜水泵的形式,选择山东鲁源泵业有限公司QW系列的产品。该系列产品具有的特点:

   结构紧凑、轻巧,不需要安装空间

   最低运转水位低,接近水池底部的水也能排出。

   具有限载特性,超大流量也不会引起过载。

   扬程改变对流量的影响少,即使水池内水位发生变化也不会有大的变化。

   内置电机保护器,可防止电机因过载、卡住、缺相等引起烧毁。

   配备装载装置后,可方便地安装、起吊及维修检查等作业。

 

 

食品冻干机 | 设备特点 | 食品|蔬菜|水果|营养品|冻干|干燥|脱水|冷冻干燥|真空干燥
[2018-9-21 0:08:25]