[工学]第五节 超高温瞬时杀菌设备.ppt

超高温瞬时杀菌设备 回顾上次课的主要内容 高压均质机的主要构造？ 高压均质机的工作原理？ 板式换热器的作用？ 这两种液态奶在杀菌条件、贮藏条件、保质期上有什么区别？ 巴氏杀菌乳（光明、三元） 超高温灭菌乳（伊利、蒙牛） 超高温瞬时杀菌处理（UHT） 135～140℃,4～10s是鲜奶处理的一种杀菌工艺，灭菌后的牛乳可在常温下保存1～6个月。这种技术必须配合无菌包装才能实现牛乳的长时间保藏。 按牛奶是否与加热介质混合，超高温瞬时杀菌设备可分为 间接式加热法（板式、管式），这种方法是利用一定压力的水蒸气或热水作为加热介质，热量经过传热壁传递给牛奶。 直接混合式加热法（喷射式、混注式） 其中喷射式是将高压蒸汽通过喷嘴直接喷入到牛乳中，蒸汽遇冷放热，将牛乳加热至所需要的温度； 混注式是将牛乳喷入到充满蒸汽的加压容器中， 蒸汽遇冷放热，将牛乳加热至所需要的温度； 间接式加热法（1）——超高温板式杀菌设备 超高温板式杀菌设备是普通板式换热器的升级版，由于杀菌温度要达到100℃以上，因此加热介质和牛乳都要具备一定的压力。所以对超高温板式杀菌设备的板片以及垫片的抗压强度、耐高温的能力提出了更高的要求。 超高温板式杀菌设备工作流程图 间接式加热法（2）——管式超高温杀菌设备 管式超高温杀菌设备可分为套管式换热器和壳程式换热器。 套管式换热器是由2个或3个不锈钢管以同心的形式套在一起，两种不同介质分别在内管和外管内逆向流动(或同向)以达到换热的效果。  套管式换热器优缺点 优点：结构简单，工作适应范围大，传热面积增减方便； 缺点：单位传热面的金属消耗量大，检修、清洗和拆卸比较麻烦，而且在肘管处容易造成泄漏。 该换热器与上图换热器比较有什么不同？ （换热面积、易泄露、方便维修） 管式间接超高温加热系统流程 直接混合式加热法 是指牛乳与蒸汽在一定的压力下混合，蒸汽遇冷，释放潜热将牛乳迅速加热至杀菌温度。灭菌后的牛乳需要快速降温和除去多余的水分，这个过程可以通过换热器和浓缩设备来实现，这种做法是否合理？ 最合理的办法是将灭菌后的牛乳通入到装有冷凝器的蒸发室中，真空环境使得水分瞬间蒸发，从而使牛乳温度迅速 下降。这种直接混合加热法的加热速度比任何间接加热法的加热速度都要快。 喷射式和混注式加热系统 就这两种加热系统，如果要提高牛乳的杀菌温度，应该怎么办？ 板式热交换器直接加热系统 第六节 真空浓缩设备 浓缩是指从溶液中除去部分溶剂的单元操作。 浓缩目的： 除去食品中的大量水分，减轻了重量，减小了体积，节省了包装、贮存和运输费用。 通过了提高食品的浓度，达到贮藏食品的目的。 满足后续加工工艺过程的要求。 真空浓缩是指在负压下，进行浓缩的单元操作。采用真空蒸发的基本目的是降低物料的沸点。 浓缩的基本过程 浓缩过程有两个必要的组成部分：加热物料使溶剂(水)沸腾汽化与不断除去汽化产生的二次蒸汽。一般前一部分在加热器中进行，后一部分在冷凝器中完成。如图所示 ： 蒸发器实质上是一个管壳式换热器，由加热室 1和汽液分离器 4两部分组成。加热室中的加热介质多为水蒸汽。通过换热，使间管内的物料沸腾。料液蒸发出的水蒸汽从分离室4上部引出。为防止液滴随蒸汽带出，一般在分离器上都设有除沫装置5。从蒸发器中抽出的蒸汽称为二次蒸汽，以区别加热蒸汽。二次蒸汽进入冷凝器6冷凝，冷凝水从下部排出，二次蒸汽中的不凝性气体（如：空气）由真空泵抽出。浓缩后的完成液由蒸发器底部排出。 1.加热器 2.加热列管 3.中间管 4.分离室 5.捕沫器 6.冷凝器 蒸发器(浓缩锅) 真空浓缩优缺点： 优点： 1、溶液沸点降低，增大了蒸发器的传热温差，所需的换热面积减小（传热量与冷、热流体的温差，传热面积成正比）。 2、溶液沸点低，可以应用温度较低的低压蒸汽和废热蒸汽作热源，有利于降低产品成本和生产费用。 3、蒸发温度低，即物料受热温度低，有利于浓缩热敏性物料。 4、蒸发器操作温度低，系统的热损失小。 5、起到一定的预杀菌作用，能增加杀菌效果。 缺点： 1、由于采用了抽空装置，因此增加了附属设备和动力； 2、由于蒸发潜热随沸点的降低而增加，因此热量消耗大； 3、由于沸点低，导致料液黏度大，因此降低了传热效率。 4、由于系统为负压，浓缩液和冷凝水的排出需用泵，因此增加了能耗。 真空浓缩设备的分类 1、按二次蒸汽被利用的次数不同，可分为： 单效浓缩装置 多效浓缩装置 带有热泵的浓缩装置 闪蒸浓缩装置 2、按料液在设备中的流程不同，可分为： 单程式浓缩装置 循环式浓缩装置 3、按加热器结构不同，可分为： 非膜式浓缩装置（盘管式、中央循环管式） 薄膜式浓缩装置（升膜式、降膜式、板式、离心式等） 单效浓缩和多效浓缩 浓缩操作的效数是指二次蒸气被利