殺菌一般要分預(yù)熱、加熱、冷卻幾個(gè)段來(lái)完成殺菌，在這幾個(gè)階段中均為同一物料介質(zhì)，但參數(shù)一經(jīng)發(fā)生變化，所使用的預(yù)熱、加熱或冷卻的介質(zhì)也發(fā)生了改變，所以傳熱系數(shù)也就不可能完全一樣。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中因傳熱系數(shù)選取的不合適，導(dǎo)致?lián)Q熱面積過(guò)小而引起殺菌溫度難以維持，造成設(shè)備結(jié)垢結(jié)焦的問(wèn)題比較多見，本文就這一問(wèn)題進(jìn)行闡述。
1板式殺菌機(jī)各段傳熱系數(shù)選取范圍
1.1加熱段傳熱系數(shù)的選取范圍
傳熱系數(shù)與很多因素有關(guān)，如傳熱溫差，管子材質(zhì)，污垢熱阻等等，其中管內(nèi)外的介質(zhì)對(duì)流換熱系數(shù)是影響總傳熱系數(shù)的主要因素。加熱段的加熱介質(zhì)目前采用的大多是熱水或過(guò)熱水加熱，熱水加熱的好處就在于傳熱溫差較小，不容易結(jié)垢結(jié)焦，缺點(diǎn)是熱水的傳熱系數(shù)沒(méi)有飽和蒸汽高，采用熱水加熱的傳熱系數(shù)一般在1400kcal/m2·h·℃～2000kcal/m2·h·℃之間，大部分在1600kcal/m2·h·℃左右，一般不超過(guò)1800kcal/m2·h·℃，這與加熱介質(zhì)的入口溫度與被加熱的出口溫度二者之間差值大小有關(guān)系。如果按理論計(jì)算采用水與水換熱，參數(shù)不同，有的傳熱系數(shù)已經(jīng)達(dá)到了2176kcal/m2·h·℃，甚至更高。傳熱系數(shù)的大小與傳熱溫差有很大關(guān)系。對(duì)于要求加熱溫度特別低的物料來(lái)說(shuō)，其傳熱系數(shù)也非常小，大部分在500kcal/m2·h·℃～800kcal/m2·h·℃之間。
1.2預(yù)熱段傳熱系數(shù)的選取范圍
加熱殺菌段一般是采用熱水與物料的換熱，而預(yù)熱段采用的是殺菌后的物料與物料的換熱，加熱介質(zhì)發(fā)生了變化，因此，加熱側(cè)的對(duì)流換熱系數(shù)也就發(fā)生了改變，所以傳熱系數(shù)也必然發(fā)生改變，不過(guò)因?yàn)榧訜峤橘|(zhì)的溫度接近，在此段的換熱系數(shù)數(shù)值一般與加熱段接近。
1.3冷卻段換熱系數(shù)的選取
冷卻段根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要可分為塔水冷卻與冰水冷卻兩種。塔水冷卻的傳熱系數(shù)一般在1200kcal/m2·h·℃左右，最高也沒(méi)有超過(guò)2000kcal/m2·h·℃，傳熱系數(shù)與加熱、被加熱物料的參數(shù)即傳熱對(duì)數(shù)平均溫差大小有關(guān)，傳熱溫差小傳熱系數(shù)就大，而塔水冷卻段的換熱系數(shù)一般在1000kcal/m2·h·℃～1200kcal/m2·h·℃之間。冰水的傳熱系數(shù)范圍一般也在1200kcal/m2·h·℃左右。
2管式殺菌機(jī)各段的傳熱系數(shù)選取范圍
2.1加熱段傳熱系數(shù)的選取范圍
管式換熱器加熱段的換熱，其加熱介質(zhì)與板式殺菌機(jī)一樣，仍然是采用熱水或過(guò)熱水加熱，各段的換熱形式基本一致，即預(yù)熱、殺菌、冷卻然后出料。從其傳熱系數(shù)理論計(jì)算上看，沒(méi)有板式換熱器的傳熱系數(shù)高，但按照理論計(jì)算管式換熱器加熱段的傳熱系數(shù)，對(duì)于一般性物料即濃度不高、黏度不大的物料來(lái)說(shuō)，均未超過(guò)1800kcal/m2·h·℃。
2.2預(yù)熱段傳熱系數(shù)的選取范圍
預(yù)熱段的加熱介質(zhì)也是殺菌后的物料，大多數(shù)傳熱系數(shù)選取的基本與加熱段的傳熱系數(shù)一致，但從理論計(jì)算角度看，因?yàn)榧訜峤橘|(zhì)發(fā)生了改變，所以殼程側(cè)介質(zhì)對(duì)流換熱系數(shù)也發(fā)生了改變，對(duì)流換熱系數(shù)是影響總換熱系數(shù)的主要因素，因此，總傳熱系數(shù)不可能相同，只能說(shuō)有相近的可能。在實(shí)際應(yīng)用中，這一段的傳熱系數(shù)與板式殺菌機(jī)一樣，與加熱段的傳熱系數(shù)基本一致，在實(shí)際應(yīng)用中也未出現(xiàn)大問(wèn)題。
2.3冷卻段換熱系數(shù)的選取
管式換熱器冷卻段根據(jù)生產(chǎn)工藝的需要也分為塔水冷卻與冰水冷卻。塔水冷卻一般采用的都是當(dāng)?shù)氐难h(huán)水，水溫在30℃～35℃之間，冷卻段的傳熱系數(shù)一般多在500kcal/m2·h·℃～1200kcal/m2·h·℃之間。
3利用殺菌后物料對(duì)冷卻后的熱水進(jìn)行加熱
在殺菌過(guò)程中，殺菌后的物料對(duì)經(jīng)過(guò)換熱后的熱水進(jìn)行加熱。這種換熱與物料加熱段的傳熱系數(shù)基本一致，一般在1000kcal/m2·h·℃～1800kcal/m2·h·℃之間。
4套管式殺菌機(jī)的傳熱系數(shù)范圍
套管式殺菌機(jī)主要用于黏度較大的料液，如番茄醬、果醬、果蔬原漿等。套管式殺菌機(jī)的特點(diǎn)是為了增大換熱面積，料液在套管之間流動(dòng)，采用的是雙面加熱的形式，即便如此，由于物料黏度較高其傳熱系數(shù)不高，實(shí)際應(yīng)用多在800kcal/m2·h·℃～1200kcal/m2·h·℃之間選取，應(yīng)用效果也很好。
5飽和蒸汽將循環(huán)水加熱到所需加熱溫度的傳熱系數(shù)范圍
殺菌目前采用的大多為熱水或過(guò)熱水，而將常溫水（或循環(huán)水）加熱至所需要的加熱水的溫度是采用飽和蒸汽加熱，目前采用的大多為間壁板式換熱器進(jìn)行加熱，多采用釬焊式的板式熱交換器進(jìn)行加熱。其傳熱系數(shù)較高，一般在1500kcal/m2·h·℃～2000kcal/m2·h·℃之間進(jìn)行選取。
6結(jié)束語(yǔ)
物料不同，傳熱系數(shù)也不同，相似的物料其傳熱系數(shù)也相近，傳熱系數(shù)與物料黏度、導(dǎo)熱率、垢阻、傳熱溫差及換熱面的材料等都有關(guān)系。如果物料在不同溫度、不同濃度等條件下的數(shù)值都能夠查到，傳熱系數(shù)是能夠計(jì)算出來(lái)的，而且計(jì)算出來(lái)的傳熱系數(shù)與實(shí)際應(yīng)所選取的傳熱系數(shù)也是接近的。
