开创连续式食品冷冻干燥装置的新时代??我国台大型连续式食品冷冻干燥装
束了我国无大型连续式食品冷冻干燥装置的历史!无疑这将为中国制冷史和干燥史增添新的页!
专家评定,该装置矩形仓结构,两端设隔离仓,既能连续式操作又能间歇式操作;设多个加热温度带;自动称重系统,准确判断物料干燥程度;地车输送系统以及连续融冰系统等构思设计合理结构紧凑新颖节能,属国内首创,国际上亦无先例,达到国内,国际先进水平。专家认为,该装置适应我国农副产品深加工发展需要,符合国情,应大力推广。
1连续式食品冷冻干燥装置的结构及特点通过数十次生产性试验试验品种胡萝草莓哈蜜瓜鲜枣香葱等〉明,大型连续式食品冷冻干燥装置的生产性运行可靠成功!获取了许多重要技术参数和经验!以其品质和连续间歇并用的优良性能在国内外同行业中独树帜!各项技术创新获得了重要突破,其主要特点是大批量生产时采用连续式操作,小批量多品种生产时采用间歇式操作,切换自如,机多用,适用性强。
采用自动称重系统准确判断食品干燥时间和干燥程度,有效防止因干燥时间短食品含水率高而不合格或因干燥时间过长而耗能高采用若干可调节温度带适用于连续运行,采用个温度带适用于间歇运行,既可以干燥固体颗粒食品,又可以干燥浆状类食品,加热温度特别均,正品合格率高。
连续式操作省去了间歇式操作停机装卸料破空融冰冷却次加热制冷真空等环节,设备利用率高。与间歇式比较装机功率低2130,配套冷量低40,单位耗能低25以上。生产能力是间歇式的取消传统的复杂吊轨结构,采用地车输送方式,结构简单,操作灵活方便。
矩形仓结构,设有隔离仓和检修通道,物料从端进,从另端出,直线形输送,有利于车间布置,同时避免交叉污染。
控制系统运行可靠,并设有故障监视系统和备用系统,以提高装置运行的可靠性。
外置式或内置式水汽凝结器交替连续融冰保证装置连续运行,使水汽凝结器始终处于高效换热状态,捕水能力强,产品升华速率高。
连续式结构特别适用于联合干燥操作。如低温干燥冷冻干燥热风干燥;冷冻干燥微波热风真空干燥的联合方式。
2连续式食品冷冻干燥装置未来研究方向按学术定义严格划分,系列大型连续式食品冷冻干燥装置属于隧道半连续式。这与1983年我们研制我国第台流态化单体快速冻结装置即半流态化状况十分相似。真正完全流态化冻结装置是在十年后即1993年才研制成功的。完全连续式食品冷冻干燥装置应是不间断进出料,即单盘进出或物料连续进出。我们认为,无论是半连续式或完全连续式,其今后的研究方而应注意以下几个方面⑴缩小隔离仓容积隔离仓又称避风室,是连续式冻干装置实现连续式操作的组成部分。对于隧道连续式冻干装置隔离仓真空泵组装机功率约为主干燥仓的12,其运行时间约为全部干燥时间的12.因此缩小隔离仓的容积可以减少其真空泵组和制冷机组装机功率,或者减少运行时间以降低能耗。对于完全连续式冻干装置,由于隔离仓容积很小,此部分能耗可以计算在主干燥仓真空泵组内。
隔离仓的大小般由物料小车或料盘容积确定。
⑵改善两个边界层提高换热效率水汽凝结器是冻干装置的重要部件。普遍认为水汽凝结器是冻干装置性能优劣的主要影响因素。因此许多生产厂家和学者对水汽凝结器作了大量研究工作,设计出既经济又紧凑性能优良的水汽凝结器并已获得广泛应用。但是,从实际运行工况检验,高性能的水汽凝结器尚未问世,其研究工作也没有获得突破性进展,仍然停留在改变其结构设计上,如冷凝管面积管距材质等。
我们认为,提高水汽凝结器性能的关键除了结构设计合理外,更重要的是如何改善和破坏两个边界层,提高传热膜系数,值,使水汽凝结器在变工况条件下处于高效率运行。
大家知道,无论何种结构的水汽凝结器,其流体流动型态都存在着两个层流边界层。是管板内制冷剂或载冷剂侧层流边界层。是管板外水蒸汽侦1层流边界层。实验明,这两个边界层的存在是传热膜系数值的主要影响因素之。改善和破坏层流边界层可以获得较高,4值。
改善制冷剂侧层流边界层,增大制冷剂或载冷剂流量。这种方法适用于满液式供液方法。由于流速增加,制冷剂或载冷剂流动形态呈紊流值提高,换热效果好。缺点是氨泵功率增大。
仿制国外冻干装置氨泵功率为18.5KW,而常规供液方式为3KW.
改善水蒸汽侧层流边界层水蒸汽在顺流或横流流过水汽凝结器冷却排管板管组时同样存在层流边界层。随着冷却排管结冰厚度的增加,传热热阻逐渐,大,水蒸汽凝结效果越来越差,运行工况趋于恶化。对于次融冰装置,随着时间延长,迎风侧冰层厚度增加速度大大高于出风侧,管间流道逐渐变小,水蒸汽流动阻力增大,水蒸汽凝结出现不均匀状态。对于连续融冰装置,上述状况虽然获得些改善,依然存在层流边界层问,而且制冷机负荷增大。
因此改善两个层流边界层,减小水蒸汽流动阻力,实现均匀凝结提高传热膜;1值,增强换热效果,对于提高冻干装置的性能至关重要。
⑶联合干燥连续式冻干装置特别适宜实现联合干燥。所谓联合干燥即在食品不同干燥阶段时采用不同干燥方法除去食品水分的方法。这种方法具有干燥时间短耗能低不影响产品质量等特点。
采用低温干燥方法,首先除去食品面水分约15在冻干过程中除去这部分水分约为总干燥时间的,然后冻结迸人十燥仓冷冻干燥,后解析干燥阶段采用热风干燥除去2,3的水分在冻干过中除去这部分水分约为总干燥时间的35.这就是低温干燥冷冻干燥热风干燥联合干燥方法。
采用上述联合干燥方法干燥的食品与完全冷冻干燥的食品品质相似,其干燥成本降低约1525.
⑷机械输送机械输送系统是连续式冻干装置的重要组成部分。其作用是保证物料连续地进出干燥仓。
依据不同物料其干燥时间不同的原理,机械输送系统应设置可调节装置。即物料运行速度可调。
对于隧道连续式冻干装置除了采用地车输送方式外,还应考虑整条线节拍式输送,以实现连续有序操作。这种机械输送方式很容易实现。运行节拍调节范围43⑶温度带温度带是指在同干燥仓不同区段内所具有的不同温度。按温度带长度可划分为等距温度带和非等距温度带。等距温度带各温度带长度相等,非等距温度带各温度带长度不等。无论等距或非等距温度带其长度均为输送物料单位的倍数。
某温度带各加热板板温要求特别均,板间温差极小,因此加热系统及加热板的设计特别重要。例如加热剂的流程必须均等,加热板流道合理,流通阻力小,泵的流量必须足够大,各温度带必须具备独立加热或冷却之能力等等。其温度调节范围为4010130,傻鳌,冷却系统必须设置应急冷却能力,以保证出现故障时操作人员有足够时间处理。
3结束语总之,大型连续式食品冷冻干燥装置的研制成功,仅仅是个开始,仅仅是迈出了连续式的第步!
今后的研究课还很多,还需要我们认真去研究探索改进,还需要我们借鉴国内外先进技术,充分发挥自主创新能力,不断研制出符合我国国情的新产品,去创造具有独立知识产权的产品。我们希望与国内同行们进行交流,共同研究,共同开创我国连续式食品冷冻干燥装置的新时代!
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