潔凈蒸汽直接噴射加熱的影響因素
食品加工中,在潔凈蒸汽直接加熱時(shí),理論的起機(jī)時(shí)的最大換熱量取決于通過控制閥和管道以及噴射器的最大流量,但是,潔凈蒸汽的噴射加熱同樣取決于很多因素。
噴射的潔凈蒸汽氣泡的大小是非常重要的影響,蒸汽氣泡的冷凝要取決于這些氣泡表面的熱傳遞。
為保證潔凈蒸汽氣泡完全冷凝,表面面積與體積的比值必須盡可能大。單位體積的小氣泡的表面積要比大氣泡的表面積大的多,因此,要冷凝的快,需要產(chǎn)生很小的氣泡。
氣泡形成的壓差(潔凈蒸汽管道和潔凈蒸汽進(jìn)入水的點(diǎn))同樣會(huì)影響潔凈蒸汽氣泡的大小。蒸汽的比容隨著壓力升高而降低,因此,壓力下降會(huì)增加進(jìn)入水中的氣泡的大小。
即使?jié)崈粽羝麣馀菔菑暮苄〉墓茏永锂a(chǎn)生的,如果壓力很高的話,氣泡的體積仍然會(huì)增加很多。因此,噴管內(nèi)的壓力越低越好。
潔凈蒸汽噴射點(diǎn)的液體靜壓具備同樣重要的影響,噴射點(diǎn)的食品液體靜壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)背壓,因此,壓差就會(huì)小于蒸汽壓力。
如果食品液體的靜壓力增大而噴管內(nèi)的蒸汽壓力降低,因此壓力的變化就很小,同樣可以得到比較小的蒸汽氣泡。噴射點(diǎn)的液體靜壓頭越大,潔凈蒸汽氣泡到達(dá)表面的時(shí)候冷凝的機(jī)會(huì)就越大。
潔凈蒸汽氣泡的速度也是關(guān)鍵影響因子,噴射點(diǎn)的氣泡速度同樣取決于蒸汽壓力和液體靜壓頭的壓差。因此只要使這個(gè)壓差盡可能低,這樣潔凈蒸汽氣泡的速度就很低,這樣蒸汽氣泡就有足夠的時(shí)間在到達(dá)表面時(shí)冷卻。
潔凈蒸汽加熱的液體的溫度對(duì)加熱效果有著類似影響, 蒸汽冷凝的比率與蒸汽和被加熱流體的溫差成正比。對(duì)所有傳熱工藝來說,換熱率與溫差成正比。
最佳的選擇是把液體的溫度控制到工藝要求的最低點(diǎn),這樣可以獲得最大的傳熱率,減少能量浪費(fèi)。
噴射管的使用對(duì)氣泡大小、潔凈蒸汽出口流速、氣泡與液體之間的壓差都有著影響。噴射管是安裝在水箱內(nèi)的一個(gè)很簡(jiǎn)單的管子,從端部看上去,上邊按照一定規(guī)律鉆了一些孔(典型的為一周4個(gè)孔和8個(gè)孔),在長(zhǎng)度方向上距離相等,端部是封閉的。
潔凈蒸汽從這些孔中噴出,形成細(xì)小的氣泡,這些氣泡如預(yù)想的一樣冷凝或到達(dá)液體表面,使用蒸汽噴管容易安裝,可以減小振動(dòng)和噪音,更有效的辦法是采用正確設(shè)計(jì)的潔凈蒸汽文丘里噴射器。