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        列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)的特點(diǎn)和電氣控制

        2020-11-16 06:08:01宋曉東
        理論與創(chuàng)新 2020年17期
        關(guān)鍵詞:超高溫控制

        宋曉東

        【摘? 要】在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的過(guò)程中,隨著科技的不斷進(jìn)步,人們?cè)谀讨破飞a(chǎn)和加工過(guò)程中的工藝也更加的先進(jìn),列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)就是一種常見(jiàn)的奶制品加工過(guò)程。

        【關(guān)鍵詞】超高溫;滅菌機(jī);控制

        引言

        在奶制品生產(chǎn)過(guò)程中必須要進(jìn)行高溫的殺菌處理,保證在保質(zhì)期內(nèi)不發(fā)生變質(zhì),在奶制品處理的過(guò)程中根據(jù)工藝的不同的選擇不同的滅菌方式,滅菌的好壞是奶制品生產(chǎn)過(guò)程中一項(xiàng)重要的環(huán)節(jié),因此,奶制品在生產(chǎn)前就要對(duì)相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行確認(rèn),保證奶制品的加工質(zhì)量。

        1.列管式超高溫瞬時(shí)滅菌

        1.1超高溫滅菌的工藝過(guò)程

        超高溫滅菌的工藝過(guò)程是將原料奶打入平衡罐,通過(guò)浮球閥控制液位,利用奶泵送入滅菌系統(tǒng)。將原奶加熱至83℃打入均熱交換,再將原奶溫度降到20~30℃可包裝溫度,包裝剩余的回流奶降到4℃,回流到平衡罐或貯存。在整個(gè)滅菌過(guò)程中,利用了5個(gè)管式熱交換器,1個(gè)板式熱交換器,如何節(jié)約能耗是超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)研究的關(guān)鍵。

        1.2列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)控制系統(tǒng)組成

        列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)控制系統(tǒng)由核心控制單元PLC、人機(jī)界面、無(wú)紙記錄儀、變頻器、溫度檢測(cè)元件Ptl00、接近開(kāi)關(guān)、電磁閥、電控氣動(dòng)閥及其他控制元件組成。PLC要求有8個(gè)溫度檢測(cè)單元,對(duì)所有熱交換處進(jìn)行溫度檢測(cè)顯示,4個(gè)模擬量輸出單元,用于變頻器頻率設(shè)置,溫度控制輸出等。變頻器主要對(duì)產(chǎn)量、均質(zhì)機(jī)壓力的調(diào)整,無(wú)紙記錄儀要求可記錄1周的實(shí)時(shí)殺菌溫度與時(shí)間.并能上傳至電腦控制系統(tǒng),以備查詢(xún)和產(chǎn)品質(zhì)量追蹤。滅菌溫度的控制是列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)控制系統(tǒng)的核心,由PLC、人機(jī)界面、電氣轉(zhuǎn)換器、氣動(dòng)薄膜閥、熱電阻Ptl00、無(wú)紙記錄儀等組成。通過(guò)人機(jī)界面設(shè)定溫度、PID調(diào)節(jié)參數(shù),顯示測(cè)試溫度。熱電阻Ptl00檢測(cè)溫度,輸入PLC的INA口,PLC進(jìn)行PID運(yùn)算.將4—20mA的電流輸出到OUTA口,通過(guò)電氣轉(zhuǎn)換器控制氣動(dòng)薄膜閥的開(kāi)度,進(jìn)行蒸汽量的控制,達(dá)到溫度控制的目的。

        1.3列管式超高溫瞬時(shí)滅菌機(jī)主要組成和作用

        (1)供應(yīng)系統(tǒng)。供應(yīng)系統(tǒng)主要由原料供應(yīng)泵,平衡罐,液體進(jìn)料(牛奶)泵和清洗液供應(yīng)泵組成,是制造、CIP清洗、純凈水清洗和蒸汽滅菌過(guò)程中必不可少的部分。在生產(chǎn)中,平衡罐主要存儲(chǔ)原料奶,原料的液位通過(guò)浮子閥控制,在生產(chǎn)過(guò)程中確保足夠的原材料。用于CIP清潔的平衡罐主要用作清潔液體的儲(chǔ)罐,在正常的生產(chǎn)過(guò)程中,酸堿供應(yīng)管道不能放在平衡罐的頂部,否則將無(wú)法生產(chǎn)并產(chǎn)生警告。輸送泵M2將平衡罐中的液體輸送到熱交換系統(tǒng)。

        (2)滅菌(加熱)系統(tǒng)。為了節(jié)省能源,實(shí)際的滅菌(加熱)和冷卻系統(tǒng)不能交叉,使用和彼此分開(kāi),而是在這里強(qiáng)調(diào)滅菌(加熱)和冷卻過(guò)程。殺菌(加熱)系統(tǒng)主要由板式熱交換器,管式熱交換器和固定管組成。

        滅菌加熱主要是通過(guò)板式換熱器HE1的6bar蒸汽,將循環(huán)水加熱到140℃,通過(guò)管式換熱器,將來(lái)自均化器的牛奶加熱到137℃,通過(guò)保溫管保持4~8秒,達(dá)到殺菌的目的。板式熱交換器HE1的控制是通過(guò)檢測(cè)管式熱交換器的出口的溫度來(lái)進(jìn)行的。

        用TC44(Pt100,PLC,人機(jī)界面,電轉(zhuǎn)換器等)控制氣動(dòng)隔膜閥V44的流量,達(dá)到所需的滅菌溫度,為使操作人員更加直觀的掌握加熱情況,在加熱過(guò)程中設(shè)置三個(gè)溫度檢測(cè)點(diǎn),TE9檢測(cè)管式熱交換器中循環(huán)熱水的入口溫度,如果溫度顯示過(guò)高,這表明管式熱交換器的熱交換效率太低,設(shè)備需要清洗。

        (3)冷卻系統(tǒng)。冷卻系統(tǒng)可將經(jīng)過(guò)瞬時(shí)滅菌的熱牛奶從137℃的包裝溫度迅速降低到25℃,以便能進(jìn)行正常包裝,將包裝材料的回乳降低到4℃,然后將其存儲(chǔ)或返回到平衡罐中,冷卻系統(tǒng)主要由4管式熱交換器組成。

        管狀熱交換器主要將無(wú)菌乳降低至20-25℃的可包裝溫度,并使用V26來(lái)調(diào)節(jié)冷卻水的流量以達(dá)到合適的溫度。管式換熱器利用無(wú)菌牛奶初次冷卻時(shí)產(chǎn)生的廢熱將生牛奶加熱到85℃,并將其輸送到均質(zhì)機(jī),完成了無(wú)菌牛奶的第二次冷卻和原料乳的第一次加熱。

        后續(xù)包裝機(jī)的包裝生產(chǎn)與超高溫速溶消毒器的生產(chǎn)基本相同,并且通常低于消毒器的生產(chǎn),從而確保了產(chǎn)品供應(yīng)和質(zhì)量。管式熱交換器將回流的牛奶冷卻至4℃,然后將其倒入存儲(chǔ)罐或平衡罐中。

        2.行管狀超高溫即時(shí)殺菌CIP清洗

        CIP清洗是管式超高溫瞬時(shí)殺菌生產(chǎn)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié),清洗的目的是去除熱交換管壁上的沉積物,以提高熱交換效果。每6到8個(gè)小時(shí)大約需要清潔一次,如果生產(chǎn)能力大大降低或者循環(huán)水和滅菌溫度之間相差很大,則需要清潔。

        CIP清潔過(guò)程為水清潔,堿清潔,水清潔,酸清潔和水清潔。生產(chǎn)完成后,用水洗滌,用水洗滌并除去殘留物,直到流出設(shè)備的水干凈為止。

        堿性清潔,在平衡罐中調(diào)節(jié)至2%體積的NaOH堿性洗滌劑,加熱至80℃,循環(huán)30分鐘:堿性溶液溶解蛋白質(zhì),牛奶和脂肪,并消除積垢。在平衡罐中制備體積濃度為2%的HNO3酸性洗滌劑,加熱至80℃,并循環(huán)30分鐘。除去酸后,用水沖洗并用水沖洗幾分鐘,以防止在下一次生產(chǎn)中酸污染物料。清潔后,設(shè)備必須充滿清潔水,直到下一次操作。在制造之前,將其用蒸汽滅菌,以確保設(shè)備內(nèi)的無(wú)菌性。

        3.技術(shù)調(diào)查及對(duì)策的制定

        (1)用于電路控制。HVP-16T高壓二極管的耐高壓性能較差,將原電路控制單元的高壓二極管更改為HVP-16型高壓整流器,調(diào)試后此設(shè)備在電路中的耐壓特性將得到顯著改善,而不會(huì)發(fā)生破裂損壞。此外,將易吸收焊料的針式47歐姆水泥電阻器更改為扁平寬為2cm的扁平水泥電阻器,使用紅外溫度計(jì)測(cè)量時(shí)部件的溫度降至約70℃,焊接和火花問(wèn)題已得到有效解決。高壓二極管兩端的所有導(dǎo)線都已更改為耐壓值為2300V或更高的高壓柔性導(dǎo)線,大大增加了電路的負(fù)載電阻,能有效減少火災(zāi)事故。

        (2)密封電源箱各部分的冷卻軸流風(fēng)扇和有機(jī)玻璃窗安裝在軸流風(fēng)扇的孔中,離心風(fēng)扇安裝在電源箱的兩端,中效過(guò)濾器安裝在入口處,無(wú)塵清潔空氣使電源箱內(nèi)的空氣正壓保持恒定,避免操作間的灰塵進(jìn)入電源箱的不銹鋼頂板和側(cè)板之間的間隙。

        (3)在電源盒的底部添加一層石棉絕緣材料,以分隔加熱盒的輻射溫度并降低電源盒內(nèi)部的溫度,這樣可以有效防止電氣零件和材料的老化,并有效減少火災(zāi)事故的發(fā)生。

        (4)清潔加熱箱內(nèi)表面:如果加熱箱內(nèi)表面太臟,則污物會(huì)在工作過(guò)程中吸收微波以產(chǎn)生熱量,進(jìn)行熱傳導(dǎo)以及加熱箱的表面溫度,導(dǎo)致電源盒的溫度升高。因此,只能手動(dòng)徹底清潔加熱箱的內(nèi)表面,設(shè)備的內(nèi)表面應(yīng)每6個(gè)月清潔一次。

        (5)離心式風(fēng)扇通過(guò)中效過(guò)濾器將室外空氣直接進(jìn)入配電柜進(jìn)行冷卻,始終保持正壓,并在操作間自由排放廢氣。離心風(fēng)扇控制連接到機(jī)器范圍的控制,通過(guò)觸摸屏進(jìn)行操作,并設(shè)置為在微波關(guān)閉時(shí)延遲和停止。

        (6)定期檢查配電箱和配電柜的電氣部件,有必要更換性能不穩(wěn)定和接觸不穩(wěn)定的組件,并建立詳細(xì)的磁控管,高壓電容器和變壓器油的更換周期,同時(shí)定期清理配電箱和配電柜,以清理內(nèi)部和灰塵,確保電氣組件的可靠性和穩(wěn)定運(yùn)行。

        4.結(jié)束語(yǔ)

        綜上所述,在當(dāng)前企業(yè)生產(chǎn)奶制品的工藝中要根據(jù)生產(chǎn)的需要選擇不同的殺菌技術(shù),提升奶制品在存儲(chǔ)過(guò)程的質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn)

        [1]張軍凱,包青平,孫志鋒,等.食品加工新型殺菌技術(shù)研究進(jìn)展[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2019,8(8):3099-3103.

        [2]畢樂(lè)飛,辛波.超高壓滅菌技術(shù)在食品加工的研究進(jìn)展[J].食品安全導(dǎo)刊,2019 (12):126-127.

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