食品工厂机械与设备 第七章1

食品工厂机械与设备——第七章 热交换热处理机械与设备
食品工厂机械与设备——第七章 热交换热处理机械与设备
食品工厂机械与设备——第七章 热交换热处理机械与设备
结构如图7.3所示。 特点：
与沉浸式相比，喷淋式盘管换热
(2)喷淋式蛇 管热交换器
器的管外表面传热系数有所提高，
因此所需传热面积、材料消耗和制 造成本都较低。此外，作为卫生式
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表7-1食品加工的热交换热处理设备类型
物料状态 流体 固体
设备类型
换热形 式
蛇管、列管、套管、翅片管、板式、刮板式、夹层式、 间接式 螺旋板式热交换器等。 蒸汽喷射式加热器、蒸汽注入式加热器、混合冷凝器等 直接式 油炸设备、热烫处理设备 直接式 螺旋挤压机、微波加热器、红外线加热器 其他
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自测题
一、判断题
二、填充题 三、选择题 四、对应题
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四、对应题
1.找出下列热交换器与结构特点之间的对应关系，并将第二列 的字母填入第一列对应项的括号中。
( )1.蛇管式热交换器 ( )2.普通套管式热交换器 ( )3.列管式热交换器 ( )4.夹层套管式热交换器 A.加热蒸汽与料液呈并流 B.密封周界长 C.管外传热膜系数较低 D.转子组合件
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二、填充题
7. 食品工业中，有两种用以对 设备。 8. 它们是： 适应性较广。 9. 夹层锅是一种以 为加热介质的热处理、热烫设备，有 式和 式和 式连续预煮机，其中 式对物料种类的 作加热外理的连续式
式两种形式。可用于多种食品原料的热处理。例如，果蔬的
热烫设备主要用于果蔬加工，热介质可用热水也可用 蒸汽，输送装置主要有螺旋式和带式两种。先进的热 烫设备可同时完成具有热烫与冷却操作，而且往往采 用余热回收流程。
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本章小结
螺杆挤压机容破碎、捏合、混炼、熟化、杀菌、干燥 和成型等功能于一体，可用于生产膨化、组织化或其 它成型产品。螺杆挤压机可按不同方式分为单螺杆型、 双螺杆型、高剪切型、低剪切型、自热型和外热型等。 不同的应用目的需要选用不同型式的螺杆挤压机。 远红外加热设备是辐射型加热设备。其结构形式有箱 式和隧道式两类，相应的操作形式分别为间歇式和连 续式。各种远红外加热设备的关键部件远红外发热元 件。
10. 蒸汽注入式加热器是将蒸汽注入产品的直接式加热器。
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一、判断题
11. 板式热交换器中流体的滞留时间可以在不改变换热面积和入口流速条件 下加以改变。 12. 一般板式热交换器的传热板四角有4个圆孔。 13. 旋转刮板式热交换器的刮板均以活动铰链方式与转筒连接。 14. 旋转刮板式热交换器只能直立安装。 15. 为了排料方便，所有的夹层锅底均设有一个排料口。 16. 高位式冷凝器的大气腿可以将二次蒸汽带入的不凝性气体排除。 17. 螺旋式连续预煮机对物料的适应性不如刮板式预煮机的强。 18. 蒸汽热烫机全部采用水封方式使物料进入热烫室或从热烫室排出。 19. 蒸汽热烫机一般均设有物料冷却段。 20. 蒸汽热烫机对物料的冷却一般都用冷水作介质。
（二）板式热交换器
板式热交换器的特征是采用板壁作为换热壁， 常见的有板式、螺旋板式、旋转刮板式以及夹套 式热交换器等。
1．板式热交换器
2．旋转刮板式热交换器
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（一）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。
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二、填充题
1. 用于流体食品的热交换器可以分为
式(具体的热交换器有： 热交器有： 2. 、 、 、 、 、 、
和
两类；
、 等)。 、 、
者又可分为
式(具体的
等)和
新型管式换热器主要型式有： 等。
、
3.
板式换热器主要由：
构成。它有以下特点： 、
、
、
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一、判断题
1. 一换热器管的传热系数不高。
2.
3. 4.
逆流和顺流式列管式换热器的管程为单程。
列管式热交换器也称壳管式热交换器。 套管式热交换器可方便地进行逆流换热操作。
5.
6. 7. 8. 9.
多管套管式热交换器适用于大颗粒物料的热处理。
套管式热交换器一般不能方便地改变换热面积。 管程为偶数的列管式热交换器，管内流体的进出都在同一端封头。 当两种流体表面传热系数相差5倍以上时，宜采用翅片管式热交换器。 板式热交换器的进出管一定分设在传热板区两端的压紧板和支架板上。
三、选择题
1. 小批量多品种果蔬可用＿＿进行热烫处理。
A．螺旋输送式热烫机 B.刮板输送热烫机 C.夹层锅 D.水 泥池
2. 螺旋式热烫设备的热烫强度可以通过调节
加以控制。
A. 螺旋转速 B．热烫水温 C．螺旋螺距 D.Ａ、Ｂ、Ｃ
3. 列管式热交换器可用作
A. 蒸发
。
。
A. 杀菌器 B.冷凝器 C.蒸发加热器 D.Ａ、Ｂ和Ｃ
( )5.多管套管式热交换器
( )6.板式热交换器 ( )7.旋转刮板式热交换器
E.单位加热面积的设备较大
F.内部由多根缩径波纹管子构成 G.由三层同心波纹管构成
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四、对应题
2. 找出下列热处理设备与特点之间的对应关系，并将第二列 的字母填入第一列对应项的括号中。
思考题
1. 举例说明间接式热交换器在食品加工过程中的应用。 2. 举例说明直接式换热器在食品加工过程中的应用。 3. 简述螺杆挤压机类型与适用原料状态和产品类型。 4. 挤压机内的挤压、剪切作用是如何形成的？它们与螺杆结构的 关系如何？ 5. 比较双螺杆和单螺杆挤压机的结构及性能特点。 6. 比较讨论螺旋式与刮板式连续热烫机的特点与适用场合。 7. 什么是IQB？用简图示意一个利用蒸汽对物料进行快速热烫和 冷却的设备流程。 8. 比较讨论远红外加热设备与微波加热设备的特点和适用场合。
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第一节 热交换器
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。
两大类型：间壁式热交换器、直接式(混合式)热交换器。
一、间接式热交换器 二、直接式热交换器
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一、间接式热交换器
或结合在各种功能的组合设备中。
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本章小结
工业用的油炸设备可以分为间歇式和连续式油炸设备。 油炸设备可用电加热，也可用燃料直接燃烧加热，还 可采用导热油方式加热。油炸设备油锅中炸渣的去除 可以采用油水混合工艺设备，也可采用热油循环过滤 除渣的方式。连续式油炸锅的性能与油槽结构有较大 关系。
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本章小结
微波加热设备利用微波能对食品加热。其操作和结构 形式也分别有间歇加热的箱式和连续加热的隧道式两 种，用于加热的微波频率分别为915Hz和2450Hz。 各种微波加热设备均需要具有防止微波外泄的安全设 计。
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本章小结
食品工业普遍涉及不同形式的的热交换热处理设备。 典型的设备类型包括各种形式的热交换器、油炸设备、 夹层锅、热烫设备、螺旋挤压机、微波加热和红外加 热设备等。 对于流体食品的加热或冷却可以用各种形式的间接或
直接式热交换器。这些热交换器或以独立形式存在，
(1)沉浸式盘管热交换器
(2)喷淋式蛇管热交换器
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(1)沉浸式盘管热交换器
这种热交换器盘管浸没在装有流体的容器中，管内和容器 内的两种流体通过盘管进行热交换。 形状：排管状、螺旋形(称为盘香管)。也可根据容器特点 将做成其它形状的盘管。
特点：这种热交换器管外空间较大，因而管外流体流速较 小，表面传热系数不高，热交换器传热效率低，是较古老 的一种设备。优点：结构简单，制造维修方便，造价低， 能承受较高压强。由于管外为大量流体，故对操作条件的 改变并不敏感。
热源自文库换器的密封圈最少。 最适用于黏稠物料。 。 相
A. 板式 B.套管式 C.列管式 D.Ａ和Ｂ
A. 板式 B.螺旋板式 C.列管式 D.旋转刮板式
9. 混合式热交换器可用于
A. 冷凝二次蒸汽 B．UHT C．除去不凝性气体 D.A和B
10.用于冷凝二次蒸汽的混合式热交换器，通常与 连接。
A. 机械真空泵 B．蒸汽喷射泵 C．水力喷射泵 D.A和B
、 、
、
、
、 。
、
、
等
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二、填充题
4. 旋转刮板式换热器的主要特点是可使 获得高的 用作 、 和 的换热器。 。可
5. 直接式换热器(也称为 )的特点是 直接混合进行 。 因此，在热交换的同时，还发生 。直接式与 相比，由于省 去了 ，因此 简单， 效率高，操作成本低。但采用这 种设备只限于 场合。 6. 直接式换热器在食品工业中既可用来对 进行 、也可用 作 。在直接式UHT杀菌系统中所用的加热器是 的，应用 的加热介质是 ，具体的热交换器形式有 式和 式。 在真空蒸发浓缩系统中，用于冷凝 的 也是直接式热交换 器，具体的型式有： 式、 式和 式等。
1．盘管式热交换器 2．套管式热交换器
3．列管式热交换器
4．翅片管式热交换器
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1．盘管式热交换器
也称蛇管式热交换器。
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。
( )1.螺旋输送预煮机
( )2.刮板链带输送预煮机 ( )3.夹层锅 ( )4.蒸汽热烫机 ( )5.淋水式热烫机
A.预热淋水与冷却水可换热利用余热
B.占地面积小,对物料适应性不广 C.占地面积大, 对物料适应性大 D.小批量多品种预处理 E.进出热烫室需要适当的密封措施
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。
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引言
食品加工过程中，物料进行加热或冷却处理(即热交换) 是一项普遍而重要的单元操作。物料涉及从原料到包 装半成品。
物料的三种传热方式：对流、传导和辐射。
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。
食品工厂机械与设备
第七章 热交换热处理机械与设备
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第七章 热交换热处理机械与设备
引言 各种换热设备及其换热形式
第一节 热交换器 第二节 热处理机械设备 第三节 挤压机械与设备
第四节 油炸设备
第五节 其它加热机械设备 本章小结
思考题 自测题
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。 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。 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。
（一）管式热交换器
（二）板式热交换器
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设备，清洗消毒也较方便。同时，
冷却水消耗量只有沉浸式的一半。 但这种设备占地面积大，操作时
4. 旋转刮板式热交换器可用在
B.干燥 C.冷冻 D. B和C
5. 板式热交换器可用作
。
A. 杀菌器 B.冷凝器 C.蒸发加热器 D.Ａ和Ｃ
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三、选择题
6. 下列热交换器的加热面积调整较方便
A. 板式 B.套管式 C.旋转刮板式 D.Ａ和Ｂ
。
7. 在所有热交换器中， 8. 下列热交换器中，