大型食品真空冷冻干燥设备的设计开题报告 (94)

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1、毕业设计(论文)开题报告题目：大型食品真空冷冻干燥设备的设计1题目背景及研究意义真空冷冻干燥是目前国际上最先进的食品保鲜技术。但冻干技术又有其致命的缺点，就是冻干设备投资大，使用能耗高。同国外技术相比，国产冻干设备在生产效率、使用能耗、冻干产品质量等一些关键性的技术指标方面仍有一定的差距。提高冻干设备的生产效率、降低其使用能耗是国产冻干设备急需解决的关键问题。2大型食品冷冻干燥机的研究现状及发展前景2.1大型食品冷冻干燥机的研究现状7食品冻干机出现于20世纪50年代后期，其第一代产品与药品冻干机相似，制品装于托盘内，托盘置于

2、搁扳上，搁板与托盘接触进行传热以提供升华热。由于固态食品是松散地堆砌在托盘内，在批量冻干生产时要均匀地装盘、均匀地接触传热是困难的。为了避免接触良好部位的产品局部过热，搁板的温度一般设定较低，因而要使制品的已干层内残留的斑斑点点的未升华部分得到干燥，就需很长的时间，此外在长圆筒内的搁板上装卸托盘也是很麻烦的。因此这时冻干食品的生产效率低，成本高。如何改善接触传热效率是这一时期食品冻干机竞争的焦点。20世纪60年代中期由于除咖啡外的其他冻干食品的市场量很有限，食品冻干机的制造商们就把精力集中于产品单一、批量大的冻干咖啡的连续冻

3、干机的开发上。针对托盘、搁板、接触传热方式的冻干机生产效率低、装卸困难的缺点，在20世纪60年代后期和70年代初期先后开发出振动筛式、旋转滚筒式和刮板式等连续食品冻干机。这些冻干机的共同特点是，制品进入干燥仓后，由振动筛、振动干燥床(或旋转多边形滚筒，或刮板)一边将制品搅拌，一边使之从入口缓慢地输送到出口，在搅拌和输送中干燥。丹麦的Atlas公司认为，搅拌输送制品方式会造成至少1%以上的制品飞散损失，而且飞散损失的制品残留在冻干机内又会污染机器，破坏机器的工作性能。因此他们仍坚持托盘装制品，通过用移动托盘来输送制品的方式，成

4、功地开发出CONRAD连续式冻干机，同对也开发出适于品种多样，批量不大的产品的RAY型批次式冻干机，这种形式的冻干机很快就占领了欧美市场，也进入到亚洲和其他地区。后来日本、韩国、中国和中国台湾地区等所生产的食品冻干机也都是托盘、辐射加热方式。2.2大型食品冷冻干燥机的发展前景无论是国产还是国外引进的冻干设备，其相同缺点是价格高，能耗高，投资收回慢。降低成本，减少能耗是冻干机今后的主攻方向。因此，冻干机的研究方向和发展趋势应该是：(1)改进结构、优化设计、降低成本、减少能耗。国外有些冻干机不采用不锈钢制造，而采用低碳钢涂覆食品

5、用可烘干树脂，涂层厚度为0.12-0.20mm，在室温下会发出红外线。加热搁板表面涂高性能远红外发射材料，增强辐射能力；料盘表面处理，增强其吸热能力。(2)保证质量，提高性能。有的厂家生产的冻干机自安装好之后，一直不能投入正常生产；有的冻干机虽然能生产，但能耗太高，产量越大，赔钱越多；还有的冻干机不断出现故障，影响正常生产。因此，冻干机的质量必须保证，可靠性要提高。要提高冻干机的性能，除了保证加热速率、抽气速率、温度均匀性、真空度稳定性之外，还应增强设备新的功能。(3)开发连续式冻干设备。目前生产的冻干机大多是间歇式的，随着

6、工业技术的发展，人民生活水平提高，冻手产品的消费量会增大，因此发展连续式冻干设备、增加冻干产品的产量是必然趋势。(4)提高卫生标准。近年来西方国家在食品生产企业开始推行HACCP系统(HazardAnalysisCriticalControlPoint)，对食品设备消毒杀菌，卫生管理等提出了严肃的要求。因此，日本许多厂家纷纷将原有镀锌钢板的干燥仓改为不锈钢干燥仓，7因为在向干燥仓通蒸气进行灭菌的过程中，镀锌层会与60～80℃湿热蒸气发生反应生成微粉，污染食品。3研究的主要内容设计一台大型真空冷冻干燥设备，冻干面积为50m²。

7、要研究的主要内容：有干燥室箱体的选型，干燥室要设计搁板，确定隔板的结构，干燥室外需要设计绝热结构，捕水器的结构及其余零部件的设计。要求干燥室最好能加清洗装置和消毒装置。4拟采用的研究的方案大型真空冷冻机按结构可分为干燥室、捕水器、制冷机、真空泵和阀门、电气控制元件等几个部分。它主要有两种类型：一种是冻干合一型，一种是冻干分离型。前者是将冻干装置置于干燥仓内，干燥过程在干燥仓内一次完成，这种形式减少了冻结食品的运输，但干燥仓内应合理设计干燥搁板、加热板、制冷装置的关系，且对干燥仓需要保温；后者是食品冻结与干燥过程分开进行，将冻

8、结好的食品放入干燥室内进行干燥，干燥室内不含制冷装置，可简化干燥仓的结构。本文设计的是冻干分离型。设计的主要部分是干燥室，捕水器。大型冻干机多数带有液压封盖系统，搁板是活动的，采用间冷间热式，使用冷媒（液氨，氟利昂-12，四氟乙烷）与热媒（热水、蒸汽，空气）。冻干室和捕水器的制冷系统分成两