(3)当压降降到正常水平时,即认为热交换器已经清洗干净,此时用清洁的水代替清洗液,随后转会产品生产。当加工系统重新建立后,调整至正常的加工温度,热交换器可接回加工的顺流工序并继续进行正常生产。
(六十五)各国不锈钢标准牌号有和不同? 各国不锈钢标准牌号对照,见表3-65
表-3-65 各国不锈钢标准牌号对照表 法国 国际标准 美国 英国 德国 中国 日本 NFA35-572 ISO083/13 ANSI BS970part4 DIN17440 GB3280-84 JIS NFA35-576-582 ISO683/16 ASTM BS1449part2 DIN17224 NFA35-584 1Cr18Ni9 SUS302 302 302S25 X12CrNi188 Z10CN18.09 0Cr19Ni9 SUS304 11 304S30400 304S15 X5 CrNi189 Z6 CN18.09 0Cr19Ni11 SUS 304L 10 304LS30403 304S12 X2 CrNi189 Z2 CN18.09 0Cr17Ni12Mo2 SUS316 20.02a 316S31600 3046S16 X5 CrNiMo1810 Z6CND17.12 0Cr17Ni14Mo2 SUS316L 19.19a 316LS31603 316S12 X2 CrNiMo1810 Z6CND17.12 0Cr18Ni11 SUS321 15 321S32100 321S12.321S20 X10 CrNi189 Z6CNT18.10 0Cr17Ni14 SUS316Ti 316Ti X6 CrNiMoTi17122 (六十六)常用的挤奶设备有哪些? 机器挤乳是利用真空系统提供的稳定的真空环境,并通过脉动器控制挤乳杯组交替实现吮吸及按摩两个动作,从而将牛乳通过乳头从乳房内吮吸出来,并通过封闭管道吸送至牛乳收集容器内。在整个过程中,牛乳不与外界接触,因而卫生质量易于得到保证。
挤乳设备是指将真空设备、挤乳单元(包括挤乳杯组、脉动器及橡胶乳管和脉动管等)、管道系统及其他辅助设备组装形成的一个能够完成挤乳作业的有机整体。一般分为提桶式挤乳机、管道式挤乳机挤乳台。
1、提桶式挤乳设备
如图3-66-1所示,在提桶式挤乳设备中,仅有真空管道布置在牛舍内,每头乳牛附近均设真空接管,配置有若干套提桶挤乳单元(如图3-66-2所示)。在挤乳时,需要挤乳员将挤乳单元提至乳牛所在位置进行挤乳,而后将牛乳倒入贮乳罐集中冷却贮存。这种挤乳设备配置简单,每个挤乳员可操作2~3套挤乳杯组。一般适宜于小型乳牛场使用。在提桶式挤乳机中有一种将所有的挤乳机部件均安装在一可移动的小车上,称为移动式挤乳机,如图3-66-3所示,配备1~2套挤乳单元。暂时收集、存贮牛乳的容器有桶和罐两种形式。挤乳时,挤乳员将小车推至乳牛所在位置。配备两套挤乳杯组的小车每小时可挤12~15头,适宜于小型乳牛场使用。
2、管道式挤乳设备:在管道式挤乳设备(图3-66-4)中,牛舍内同时布置有真空管道和输乳管道,并配备若干套挤乳杯组。挤乳作业时,挤乳员需要将挤乳器移至乳牛附近,并接好真空接管和输乳接管。所挤出的牛乳直接通过封闭的输乳管道集中收集到贮乳罐。这种挤乳设备的劳动生产率较高,每个挤乳员可管理3~4套挤乳杯组,适宜于拴养舍饲工艺及大棚牛舍挤乳的大中型乳牛场使用。
管道的布置分为高配管式和低配管式两种型式。其中高配管式的真空管道和输乳管道布置在牛颈枷上方,管道的挤乳位接口处洁净。低配管式的真空管道和输乳管道布置在牛颈枷下方,为保护输乳管道,输乳管道一般套装在真空管道的内部,对于管道的挤乳位接口处洁净保护要求较高。目前实际生产中,多使用高配管管道式挤乳设备。
3、挤乳台:挤乳台是专门用于挤乳作业的设施,具有一定牛位的挤乳台架和固定的挤乳设备。在挤乳时,为便于挤乳员接近乳牛的乳房,挤乳员站立在低于牛床平面的坑道内,乳牛沿通道进入挤乳位后,进行挤乳,挤完后离开。采用挤乳台以利于保证牛乳卫生质量,挤乳设备固定利于保养和延长使用寿命。生产效率高,一个挤乳员可操作8~10套以上挤乳杯组。适宜于大中型乳牛场使用。根据挤乳时乳牛在床位上站立时的相互位置关系,分为鱼骨式、并列式、转台式、串列式和多边形等类型。 (1)鱼骨式挤乳台
如图3-66-5,因牛站位呈鱼骨形,通常称为鱼骨式挤乳台。一般床位与坑道边缘呈3°夹角,每一侧的乳牛呈阶梯形排列,尾部朝向挤乳员。这种挤乳台布置紧凑,成本低,挤乳员易于接近乳牛乳房,便于操作,是目前应用最为广泛的挤乳台。新型50°鱼骨式挤乳台也在国际上开始使用。
(2)并列式挤乳台:
如图3-66-6。乳牛并排站立,牛头向外,尾部朝向操作坑道,挤乳员在坑道内方便挤乳。牛头前面为出口,有前护栏,可从两侧同时或部分将牛放出,这种挤乳台造价高,劳动生产率高,适合于挤乳自动化相对较高的大型乳牛场。 (3)转盘式挤乳台:
转盘式挤乳台在挤乳时,乳牛在固定入口点逐头顺序进入站到床位上,随着转台的转动而在旋转过程中完成挤乳作业,随后在固定出口顺序离开转台。这种挤乳台一般配置1~2名挤乳员,各自站立在不同的固定位置负责不同的操作工序,实行连续流水作业,(见图3-66-7)。其中最为常见的并列转盘式挤乳台见图3-66-7(a)。这种挤乳台是人工效率和牛位挤乳效率最高的挤乳系统,劳动强度低,作业质量高,结构复杂,造价高,制造维修困难。适宜于大规模乳牛场使用。 4、其他形式的挤乳台串列 式(箱式)挤乳台
如图3-66-8,乳牛头尾相接呈直线顺序站立,坑道低于床位700~800mm。这种挤乳台每头乳牛可单独进出,适于高产乳牛挤乳,牛侧面全部在挤乳员视线内,挤乳操作方便,但挤乳台较长,挤乳员作业时的移动距离较远。设备不宜太大,一般在每侧6头牛以内,仅适于中小型牛场。
菱形挤乳台 如图3-66-9及图3-66-10,在鱼骨式挤乳台的基础上,因床位数量较多,故将它们划分为四组,形成菱形配置。可避免乳牛等待时间过长,劳动生产率得到进一步提高。适宜于牛群规模较大的乳牛场使用。
(六十七)贮奶罐、发酵罐的构造及其功能是什么? 1、贮奶罐
(1)室外奶仓;乳仓是大型贮乳罐通常为立式结构,容积为25,000 ~ 150,000L,一般称为奶仓,安装于室外,见图3-67-1。乳仓为圆柱体,仓体内壁与物料接触的部分均采用 SUS304-2B 板制造,外包板可根据用户要求采用 SUS304-2B 板焊缝钝化处理或涂料瓦楞板。仓体侧面设有爬梯,顶部有不锈钢护栏(与走台)、呼吸阀、旋转喷头。仓体下部设有车间内工作小室,内设椭圆形人孔、高速推进式搅拌、进出料口、温度计、压力变速器、取样阀、CIP清洗器。
(2)贮奶罐:一般贮奶在10,000L以下,都采用贮奶罐。其构造与室外乳仓基本相同,只是体积小些,便于在室内安装。
2、酸乳发酵罐:图3-67-2是发酵罐。罐体全是封闭的设计,确保物料始终处在无污染的状态下混合、发酵,设备配备空气呼吸器、清洗球、卫生人孔、视镜、视灯等装置。设有夹层及保温层,可通入加热或冷却介质来进行加热和冷却。发酵采用了无菌系统,避免空气中微生物的污染,可延长产品的保质期和产品的纯正。罐上特别设计安装有无菌呼吸气孔,为无菌正压发酵系统。与物料接触的部分全部采用不锈钢SUS304或SUS 316L制造,符合GMP标准。罐体与上下封头(或锥形)均采用旋压R角加工,罐内壁经镜面抛光处理,无卫生死角。容量可由100-20000L多种不同规格。一般搅拌器有两个转速(添加发酵剂时搅拌速度要快些为40~50转/ min,而发酵终止、冷却时搅拌速度要慢些,一为15~20转/ min)或无级调速。
(六十八)离心式奶泵、自吸泵的构造及其功能是什么?常见的故障及排除方法如何? 1、离心式奶泵:离心式奶泵主要用输送牛奶,其构造见图3-68-1、图3-68-2。 离心泵的主要性能指标有:流量、扬程、功率和效率。
2、自吸泵:见图3-68-3。广泛用于吸乳,可在自动CIP清洗系统中,作为清洗缸的回程泵。机械密封为内装内流式,吸取物料的温度不高于100℃。 3、在运转中离心泵常见的故障:
⑴ 启动时不上水,检查吸入管或水泵内有空气,应灌入水将空气排除;若水灌不满,是由于吸入管止回阀关闭不严或有污物堵塞,应将止回阀拆下清洗检查是否漏气。
⑵ 运转时震动力较大,可能是泵与电机轴不同心;泵体变形;零件磨损。
⑶ 运转中有杂音,是由于轴承部分润滑油太少或粘度太低;轴承磨损;泵体内叶轮与泵壳磨擦或叶轮与阻水环摩擦等。
⑷ 上水(牛乳)量不足,是由于泵吸水位过低外,泵阻水环、叶轮与泵壳之间隙过大。 (六十八)离心式奶泵、自吸泵的构造及其功能是什么?常见的故障及排除方法如何? 1、离心式奶泵:离心式奶泵主要用输送牛奶,其构造见图3-68-1、图3-68-2。 离心泵的主要性能指标有:流量、扬程、功率和效率。
2、自吸泵:见图3-68-3。广泛用于吸乳,可在自动CIP清洗系统中,作为清洗缸的回程泵。机械密封为内装内流式,吸取物料的温度不高于 100℃。 3、在运转中离心泵常见的故障:
⑴ 启动时不上水,检查吸入管或水泵内有空气,应灌入水将空气排除;若水灌不满,是由于入 管止回阀关闭不严或有污物堵塞,应将止回阀拆下清洗检查是否漏气。
⑵ 运转时震动力较大,可能是泵与电机轴不同心;泵体变形;零件磨损。
⑶ 运转中有杂音,是由于轴承部分润滑油太少或粘度太低;轴承磨损;泵体内叶轮与泵壳磨擦或叶轮与阻水环摩擦等。
⑷ 上水(牛乳)量不足,是由于泵吸水位过低外,泵阻水环、叶轮与泵壳之间隙过大。 (六十九)螺杆泵的构造及功能是什么?
螺杆泵的结构见图3-69-1。主要用于输送较粘稠的液体,如酸奶、稀奶油等。 (七十)转子泵的构造及其功能是什么?
转子泵其结构见图3-70。主要用于输送较粘稠的液体,如酸奶等。 (七十一)胶体磨的构造及其功能是什么?
(七十二)离心机的构造及其功能是什么?有哪些常见故障,如何排除?
离心机是一种在离心力场内进行固-液、液-液或液-液-固相分离的机械。料浆送入离心机转鼓内并随之旋转,在离心惯性力的作用下实现分离。离心机可用于离心过滤、离心沉降和离心分离三种类型的操作。
碟片式离心机的基本结构
如图3-72所示,碟片式离心分离机主要由驱动电机、离合器、制动器、传动齿轮、空心主轴、分离钵、出口泵等组成,其中分离钵为核心操作部件。
分离钵内装有许多互相保持一定间距的锥形碟片,随着分离钵的高速转动,液体在碟片间呈薄层流动而分离,减少了液体扰动和沉降距离,增加了沉降面积,从而大幅度提高分离效率和生产能力。 碟片式离心机的基本类型:按操作类型,碟片式离心机分为分离机和净化机 1、离心净化机
离心净乳机用于从牛乳中连续分离固体颗粒的操作,其分离钵结构见图3-72。牛乳在碟片组的外侧边缘进入分离通道,流过通向转轴的通道,由一上部出口排出。流经碟片组的途中固体杂质被分离出来并沿着碟片的下表面被甩回到碟片的外围,汇集于分离钵内的沉渣空间。由于牛乳流经时间足够,使得非常小的颗粒都能分离出来。 2、离心分离机
离心分离机和净乳机最大的不同在于碟片的结构,离心分离机分离钵(图3-72)的碟片组带有一垂直的分布孔。牛乳进入距碟片边缘一定距离的垂直排列的分配孔中,在离心力的作用下,牛乳中的颗粒和脂肪球根据它们相对于连续介质(即脱脂肪乳)的密度而开始在分离通道中沿径向朝里或朝外运动。稀奶油(即脂肪球)比脱脂乳的密度小,因此在通道内朝着转轴运动。脱脂乳向外流动到碟片组的空间,进而通过最上部的碟片与分离钵锥罩之间的通道排出。在分离乳浊液时,往往也伴随有少量的净化作用。 在稀奶油和脱脂乳的出口处安装节流阀,可以调节两种液流相应的体积,以便获得符合脂肪含量要求的稀奶油。
3、常见的故障及排除方法
常见的故障及排除方法,见表3-72。
表3-72 常见故障及排除方法 序号 故 障 现 象 一 般 原 因 消 除 方 法 1 控制阀己转至‘密封’ 位⑴高位水箱无水 ⑴充注控制水 置,分离筒不能闭合。 ⑵控制阀泄漏,管路堵塞 ⑵修理,使之不漏不堵 ⑶活塞环损坏 ⑶换 新 ⑷尼龙密封环损坏 ⑷换 新 ⑸立轴高度不对 ⑸调整至正确高度 ⑹转鼓本体上M孔堵塞 ⑹疏 通 ⑺作用滑块尼龙阀损坏 ⑺换 新 ⑻作用滑块下弹簧损坏 ⑻换 新 ⑼小阀结构尼龙阀及密封圈损⑼换 新 坏 2 控制阀巳转至‘开启’ ⑴检查同上⑴⑵⑸ 位置,分离筒不见开启 ⑵作用滑块密封环损坏 ⑵更换新密封环 ⑶转鼓本体上M孔堵塞 ⑶疏 通 ⑷小阀结构密封圈损坏 ⑷换 新 3 净乳分离效果不良 ⑴重相压力太小,分界面离中⑴调整净乳时重相输出背心太远 压,但≦0.02MPa ⑵分离温度过低 ⑵提高至合适分离温度 ⑶分离筒内积渣太多 ⑶增加排渣和冲洗次数 ⑷处理量过大 ⑷调整处理量 ⑸物料进机压力过高 ⑸正确压力≦0.02MPa 4 ⑴检查同上⑵⑶⑷⑸ ⑵脱脂时轻相压力过高,乳液⑵减小轻相背压 脱脂分离效果不良 含脂过高 ⑶标准化用回流伐未关紧 ⑶关紧回流伐 5 分离筒转速上不去,达不到⑴摩擦筒内壁混入油脂,摩擦⑴清诜或更换摩擦片 全速。 片摩损、打滑 ⑵电动机或电气设备故障 ⑵检查电机及电气设备 6 出现异常振动或噪音 ⑴分离筒零件没对准装配记号 ⑴检查、纠正 ⑵啮合齿轮或轴承损坏 ⑶部分紧固体松动 ⑵更换损坏件 ⑷向心泵或配水盘碰擦 ⑶适当紧固 ⑸分离筒内积渣不均 ⑷调整好间隙 ⑹齿轮箱无油干磨 ⑸冲洗于净 ⑺立轴上锥与转鼓内锥损坏造⑹滑油箱加油 成贴合率不良 ⑺厂家修理 ⑻随意更换转鼓中零件 ⑻更换零件转鼓应返厂动⑼缓冲器弹簧及套筒损坏 平衡 ⑼换 新 7 大螺旋齿轮磨损异常 ⑴齿轮箱进水 ⑴换润涓油 ⑵润滑油粘度过低 ⑵按说明书要求 七十三)均质机的构造及其功能是什么?常见的故障及排除方法如何? 均质乳化是一种特殊的混合操作,包含着粉碎和混合的双重作用,将两种通常互不相溶的液体进行密切混合,使一种液体或胶体颗粒粉碎成为小球滴而后分散在另一种液体之中,获得粒子很小且均匀一致的混合液料。常用的均质乳化机械有胶体磨和均质机两种。 1、均质乳化原理
均质的原理有冲击、剪切、空穴等学说。
(1)冲击 液滴或胶体颗粒随液流高速撞向固定构件表面时,因拉应力发生碎裂,细小液滴因自身速度而向外围连续相中分散。
(2) 剪切 因液流涡动或机械剪切作用使得液体和胶体颗粒内部形成巨大的速度梯度,沿剪切面滑移产生破坏,继而在液流涡动的作用下完成分散。
(3)空穴 液滴因内部的汽化膨胀形成气泡,当外界压力过大后,液膜产生拉应力破坏而破碎并分散。 高压均质机是在将料液内部压力提高到一定程度后,使其在极高的压差作用下高速瞬间通过狭窄的缝隙,通过此过程中形成的冲击、剪切与空穴作用完成均质操作的机器。
高压均质机一般均采用柱塞泵作为高压泵,工业用机型通常为三柱塞(图3-73-1),也有五柱塞的,其瞬时排液量大且较为均匀;实验室用一般为单柱塞。柱塞的往复运动由曲柄滑块机构驱动。乳品行业常用的高压均质机的柱塞泵对料液施加的压力可达30~60MPa。常用三柱塞高压均质机系统图见图3-73-2。
均质阀主要由阀座3、阀杆5和冲击环4构成(图3-73-3),阀杆及阀座采用钨、铬、钴等耐磨合金钢制造。食品生产一般采用双级均质阀。进行牛乳均质时,第一级的压力控制在20~25MPa,主要起破碎脂肪球作用,第二级控制在3.5MPa左右,主要起分散脂肪球作用,并为第一级提供背压,起控制第一级的破碎程度的用。 2、常见的故障及排除方法
⑴ 压力上不去,是由于泵内高、低压阀磨损;均质阀磨损;过滤器堵塞等,应更换或检修。 ⑵ 压力表不稳,是由于柱塞密封漏;泵内高、低压阀磨损,应更换或检修。 ⑶ 泵体传动部分震动,是由于机内缺润滑油或由内进水;轴承磨损,应更换。 ⑷ 柱塞处漏奶,是由于柱塞磨损或柱塞密封漏,应修复或更换。 (七十四)热交换器是如何分类的?
现代乳品工业中,在加工的各个阶段均需要控制产品的温度,加热、冷却和热回收是非常重要的。常采用热交换器进行热交换。
目前广泛应用的热交换器有五种类型:贮槽式热交换器、板式热交换器、列管式热交换器、管式热交换器和刮板式热交换器。 1、贮槽式热交换器
通常称为冷热缸,用于液体物料的加热、冷却和保温。图3-74-1为开启式冷热缸,由内胆、外壳、保温层、搅拌器、温度计和放料阀门等组成,内胆外表面处为传热夹套。用于加热的冷热缸,由夹套上部通入蒸汽或热水,底部设疏水阀或排水口,夹套进口管处须设压力表和安全阀;用于冷却的冷热缸,由夹套下部通入冷水、冰水或制冷剂,由上部溢流管排出。搅拌器用于形成料液的对流,加快热交换速度,常用搅拌器有锚式、框式和旋桨式等。
这种热交换器结构简单,易于制造,操作检修方便,可兼作贮槽,但传热系数小,换热时间长,目前已不常用。
2、板式热交换器
板式热交换器是以成型传热板片为传热面的高效间壁换热器见图3-74-2。冷热流体分别呈条形和网状薄层湍流连续通过板片两侧的空间,因不断改变运动方向产生激烈的湍流,从而破坏滞流层,提高了传热效果。乳制品的热处理大多在板式热交换器中进行。
在该框架上可以组装成几个独立的板组——不同的处理区段,分别进行预热、杀菌及冷却。根据产品要求的出口温度,热介质可采用蒸汽、热水,冷介质可采用冷水、冰水或丙基乙二醇。 3、管式热交换器
管式热交换器的产品通道较宽,通过压降小,而且没有接触点,故可处理含有颗粒的产品。但是比板式热交换器的传热效率低。管式热交换器可用于乳制品的巴氏杀菌/超高温处理,在UHT处理中,管式热交换器要比板式热交换器运行的时间长。为使结构紧凑,便于布置和操作,减少热损耗,管式热交换器通常组装在一个箱体内(图3-74-3)。
现有的管式热交换器多流道和多管道两种结构形式。 七十五)板式热交换器的构造及其功能是什么?
1、传热板的板型
根据流体通过板间的流动形式,分为条流板和网流板(图3-75-1)。根据流体流动路线分为 “单边流”和“对角流”两种板型。根据板型结构分为球面凸纹板和波纹板等。目前应用较多的波纹板片有水平平直纹波纹板、人字形波纹板、斜波纹板,如图4-5-10所示,其中波纹的法向截面形状多数为等腰三角形。
2、 组装形式
组装是指将板片及垫片按照一定规律的修整后组合起来,形成一个能够完成所需换热操作的有机整体。
组装后,两种流体在板间形成一定规律的流道内通过。流体在换热器中每改变一次流动方向称为一板程,每两板间形成的通道为一个流道。通过增加流体板程可达到延长加热时间以增加温降或温升幅度的目的。在设备中设置换向板片,即根据流程需要,不冲出某些相应的角孔(称为盲孔),流体遇到盲孔即拐弯,进行换向。通过增加或减少每一个板程的流道数,即增加或减少每一板程的板数,可在保障有效热传递及避免压降过高的前提下,提高流量,满足高生产率的需要。
典型的组装形式流程有三种(图3-75-2):串联流程、并联流程和混合流程。 3、板式热交换器的功能特点:
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