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永康市道达商贸有限公司

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国外新技术盘管式UHT灭菌技术分享

进口盘管式UHT灭菌机新技术

盘管结构图











整体布局


为了推动乳品工业的发展,参照世界著名的(思托克)公司的先进技术有**轻工机械研究所开发的盘管式超高温瞬时灭菌机技术(转让微鑫号:WX九七二四五八三六零)。可广泛应用于牛奶、果汁、豆浆、炼油、炼乳、布丁等产品领域。整机采用PLC控制,各项参数可以触摸屏设置,人机界面友好,带故障自动检测、报警功能,简单易操作,维护保养成本低,使用成本低,换热效率高,设备利用率高等显著优点(具体盘管和列管的优劣比较可参见摘录的附录文章)。

一、 技术参数:

(一)、性能参数:

1、生产能力:            4520l/h

2、生产范围:            1000~4520l/h

3、超高温灭菌时间         2s

4、主加热器长度:         21.9m

5、热回收利用率:         86%

6、UHT外形尺寸:        直径:Φ1600mm, 高:1800mm

7、重量:                 UHT约1800 kg        

                         平衡罐约875kg

(二)、能源消耗:

1、 蒸汽消耗:                160~300kg/h           8bar

2、 压缩空气消耗:            100l   /min       6bar

3、 水压力消耗:              3 bar

4、 均质机最高操作压力:      250 bar

5、 功率消耗:                3kw(不含均质机)

6、 电压:                    380V

7、 频率:                    50Hz

二、 机器的构成:(见附页图1)

      1 · 气动元件箱  2· 平衡罐  3·  电控柜  4· 1~4层盘管(杀菌机)5· 均质机    

三、 工作原理及结构特点:

(一) 工作原理:

    从储料罐来的原料奶经过平衡罐进行准备后,先进入盘管第三层进行预热,经过预热的牛奶进入均质机作第一次均质,均质压力为40Kgf/cm2,预均质后的牛奶进入第四层作第二次预热,然后直接进入超高温灭菌段(第一层盘管,蒸汽进行加热),灭菌时间为2s(牛奶在不低于135℃的管内流动的时间),再进入第四层和第三层进行热能回收再利用,消毒奶在第三层进入均质机进行第二次均质,均质压力为250kgf/cm2(第二次均质也可省去),再进入第二层盘管进行冷却,出料温度30℃以下,从第二层盘管出来的成品奶进入包装阶段。

(二) 设备特点:

1、 结构紧凑,占地面积小。

2、 清洗系统CIP清洗。

3、 连续生产,物料受热时间极短,故可获得优质产品。

4、 采用超高温灭菌,灭菌效果特佳。

5、 与高压均质机串联使用,应用范围广,比如适宜于高粘度物料灭菌。

6、 由于设计上采用冷、热料的两次热交换具有很高的热能再利用率(节约能源,比传统灭菌机节能10%~15%)。

7、 经两次均质的牛奶口感好。

8、 CIP清洗水料分界面清晰,清洗时奶浪费减少30%。

四、 清洗过程:


   本机的清洗过程分为两种模式:中间CIP程序和主要CIP程序。

   中间CIP程序伺服于两次生产运行中间而无需设备消毒,在整个清洗过程中系统的主要温度与正常条件生产过程中的一样,便于确保机器的杀菌力没有削弱,它是一个固定程序,主要由碱液清洗、酸液清洗、最后冲洗组成。

   主要CIP程序用于当机器关闭后或当机器到达特别持续操作时期,在此CIP过程中,管道、平衡罐及其所有设备都按主要CIP程序清洗:予清洗,碱液循环、酸液循环,冲洗。

特殊的CIP清洗程序,保证本机在任何时候,所有部分都在无菌监护状态。

国外对此类盘管的生产采用管内注水后冷冻盘管生产成本高,一次性投资大。随赠盘管机制作技术和盘管制作工艺, 采用我们提供的设备技术,保证能生产出合格产品,而且投资低,操作简单。已用该技术生产同类设备多台

             

附录:

盘管式UHT灭菌机与列管式UHT灭菌机的优势

                杨健、裴志达

1.从设计原理上比较,盘管式UHT灭菌机更利于牛奶品质的保证。

1.1对UHT牛奶卫生保证的比较上:

盘管式UHT灭菌机是整体无阻无死角整体管道系统,可以保证无菌。

列管式UHT灭菌机有大量密封圈容易发生渗漏、结焦及杀菌死角,系统无菌保证难度大。

1.2对UHT牛奶组织状态保证的比较上:

盘管式UHT灭菌机在同等管内产品流速时,湍流系数高达Ro≥6000确保产品(包括颗粒纤维)受热均匀一致,可在高温加热后加二次均质令产品脂肪分布均匀,质量更佳,保质期更长。

列管式UHT灭菌机在同等管内产品流速时,湍流系数低Ro≤4000受热不均匀,在U型接口处容易形成焦垢,无法在高温加热后加二次均质,脂肪在受热时容易产生再咐聚,产品较容易发生分离,影响质量和保质期。

1.3对UHT牛奶风味保持的比较

盘管式UHT灭菌机主加热是三套管(见首、次页图),牛奶处在环状中间管内,内外双面受热,传热较快,升温热交换速度快,牛奶受高温影响小,蒸煮值Co较小,产品风味良好。

列管式UHT灭菌机主加热是二套管,牛奶在内管中单面受热,传热较慢,升温热交换速度慢约50%,牛奶受高温影响大,蒸煮值Co很大,产品蒸煮味明显。

1.4对UHT牛奶色泽保持的比较

盘管式UHT灭菌机主加热是三套管,传热较快,升温热交换速度快(升温/降温段记录显示明显为平稳上升/下降直线)牛奶受高温影响小,回流量小,褐变不明显,产品色泽良好。

列管式UHT灭菌机主加热是二套管,传热慢,升温热交换速度快(升温/降温段记录显示明显为上升/下降波动折线)牛奶受高温影响大,回流量大,褐变明显,产品色泽较深。

1.5对UHT牛奶杂质度影响的比较

盘管式UHT灭菌机采用蒸汽加热,同等体积蒸汽的热容量低,同时由于盘管向下流的特殊结构,一旦降低产量或意外停机,不会使产品受热过高或使产品结焦。

列管式UHT灭菌机采用过热水加热,同等体积过热水的热容量高,同时由于列管的水平排列结构,一旦降低产量或意外停机,会使产品受热过高或使产品结焦。

2.从使用灵活性比较,盘管式UHT灭菌机更利于加工品种和数量的调整。

2.1加工产品灵活性比较:

盘管式UHT灭菌机可应用于牛奶、饮料、高粘度产品及带有颗粒或纤维的产品纤维最大长度8mm,颗粒最大直径4mm,如炼油炼乳布丁.

列管式UHT灭菌机在生产高粘度产品及带有颗粒(最长3mm或完全不能有纤维的产品)的产品时,受到限制,容易在U型接口处产生堵塞或在列管上结焦。

2.2加工产品数量调整灵活性比较:

盘管式UHT灭菌机采用直流电机,扭力恒定,是真正意义上的无极变速流量调节,以4000kg/hr的设备为例,可加工设备额定产量25%~100%的产品,完全可以保证产品质量的稳定和均一性。

列管式UHT灭菌机采用多级调速,逐步改变流量,调整范围相对较小。

3.从运行成本上比较,盘管式UHT灭菌机更加经济适用。

3.1使用寿命对比:

盘管式UHT灭菌机由单一平滑的连续管道整体绕成盘管,在加热过程中,由于是整体呈螺旋弹簧形状,盘管可以自由伸缩膨胀,使用寿命长。

列管式UHT灭菌机是由众多2-6米直管加U型接头连接而成,在加热过程中,管道没有膨胀空间,管道在整个加热过程中,一直处于复合受力变形状态中,管道易产生金属疲劳,使用寿命短。

3.2生产效率对比

盘管式UHT灭菌机连续工作时间长,例如生产牛奶最低连续工作22h最高连续工作36h,才需要清洗,设备效率高,可节约一倍的清洗时间。

列管式UHT灭菌机连续工作时间短,例如生产牛奶最低连续工作11h最高连续工作16h,就必须清洗,设备效率低,清洗次数加倍。

3.3热回收率对比

盘管式UHT灭菌机热回收效率最高达86%。

列管式UHT灭菌机的列管低处有冷凝点,冷点,需加大受热程度,此外列管支架也会大量消耗蒸汽,因此列管式UHT灭菌机的热回收率相对较低。

3.4维修成本对比

盘管式UHT灭菌机整个盘管为整体焊接,无活接头和胶垫连接,整个寿命期无需更换配件,(世界上第一台盘管式UHT灭菌机至今40年,依然有效运行)

列管式UHT灭菌机每个回程均采用大量接头和/密封胶垫连接,需要每年/半年停机更换,(进口产品)价格昂贵,维修量大成本高。

3.5耗水量对比

盘管式UHT灭菌机为蒸汽与产品直接换热,系统不需要热水,对系统用工艺水无特殊要求,普通自来水或井水均可,省去软化水处理设备的投资和运行费用。

列管式UHT灭菌机通过蒸汽加热工艺用水,再通过加热的工艺用水加热产品,每天消耗工艺用水6000升,系统工艺用水(加热和冷却)必须经过软化处理,才能使用。

3.6产品损失对比

盘管式UHT灭菌机稳定的产品流动方式,使产品与水的接触面(混合段)减至最小,在开始生产和生产结束时,产品损失少,最少约15升。

列管式UHT灭菌机大量的列管平流与弯头湍流交错,使产品与水的混合区域不断加大,最终产品损失较大,约为(100-150升)。

综上所述:盘管式UHT灭菌机品质保证、使用灵活性、维护成本上与列管式UHT灭菌机比较都有较大优势。

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       进口UHT盘管式超高温牛奶杀(灭)菌机的优势.doc


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