喷雾式冷却装置的研究

喷雾式冷却装置的研究

田鑫,郑尧忠

浙江冠峰食品机械有限公司

摘要：本文针对现有技术中玉米原料冷却方式存在养分流失，冷却后玉米外形出现干瘪开裂的问题，提出了一种喷雾式冷却装置，利用双体式喷雾机构对玉米原料进行对向喷雾冷却，通过喷雾蒸发进行降温，并依靠排湿机构将高温气体排出，既能最大程度的保留玉米原料的养分，避免内部水分的流失，同时快速有效的对经过高温烫漂的玉米原料进行降温。

关键词：喷雾式、排湿、双体式、过滤层

1、概述

玉米适合加工的食品品种多样，越来越受到消费者的欢迎，促进了现代玉米深加工产业的快速发展。现代加工工艺常采用将鲜玉米进行速冻的方式，以延长玉米的保质期；传统的玉米速冻加工包括剥皮、检验、浸泡、清洗、烫漂、冷却、沥干、修理、速冻、检验、包装、贮存等步骤，其中烫漂后的冷却工作一般采用冲洗降温的方式进行，用于对加热完成的玉米原料进行降温，以确保速冻生产工作的正常进行。目前，主要采用清洁水冲洗的方式对玉米进行冷却，之后进行沥干，这种冷却方式虽然能够达到降温要求，但是随着冲洗和沥干过程的进行，玉米营养成分大量流失，脱水后玉米颗粒存在干瘪和开裂。

2、喷雾式冷却装置的结构设计

2.1总体设计

喷雾式冷却装置包括机架和设置于机架上的物料运输带，物料运输带上设置有喷雾冷却组件，喷雾冷却组件包括双体式喷雾机构和排湿机构，双体式喷雾机构包括第一喷雾组401和第二喷雾组，两机组沿物料运输带延伸方向设置于物料运输带两侧，排湿机构沿物料运输带延伸方向设置于物料运输带上方。

2.2双体式喷雾机构的设计

双体式喷雾机构包括储液箱和连通于储液箱的液管，沿物料运输带长度方向设置的液管上设置有雾化喷嘴，雾化喷嘴喷射方向倾斜向上。其中，雾化喷嘴口径为3mm，喷嘴压力为0.35MPa，喷雾角范围为60°，喷雾角向上倾斜15°。

2.3排湿机构的设计

排湿机构包括负压排风机，负压排风机设置于物料运输带上方。负压排风机将喷雾蒸发形成的高温气体连同未蒸发水汽强制排出喷雾式冷却装置内部，避免水汽附着玉米原料甚至渗透入原料内部，有效提升冷却效率。

2.4物料运输带的设计

物料运输带包括输送链组和金属网，输送链组包括若干金属网包覆设置于输送链组上。物料运输带为金属网链式输送装置，它克服了皮带机皮带易撕裂、刺破、腐蚀的缺点，为客户提供的一种安全、快捷、维护简单的输送方式。由于网带输送机使用不锈钢网，而且传动方式采用链轮驱动，所以物料运输带不易蛇行、跑偏，运输状态稳定，运输效率提高。

物料运输带起始端设置有振动布料机，振动布料机底部设置有排水层，排水层上设置有排水孔。振动布料机用于确保进入喷雾式冷却装置的玉米原料较为整齐，避免了杂乱的玉米棒进入物料运输带后彼此交叠影响喷雾冷却的正常进行，同时防止原料卡死物料运输带造成设备损坏。

2.5杂质过滤层的设计

排湿机构与物料运输带之间设置杂质过滤层，杂质过滤层为网格结构，底部设置有插合尖刺。杂质过滤层的网格结构使水汽和高温气体通过并进入排湿机构，同时过滤掉玉米脱落颗粒物，包括玉米颗粒和其他杂质。插合尖刺可对吹向杂质过滤层的玉米颗粒进行穿刺限位，既能避免颗粒物进入排湿机构，同时可在停机时对表面的玉米颗粒进行回收、用作饲料等，避免浪费。

图1

（1机架，2物料运输带，23驱动电机，3喷雾冷却组件，4双体式喷雾机构，41储液箱，42液管，5排湿机构，6振动布料机，61排水层，7杂质过滤层，71插合尖刺）

3、工作原理

首先振动布料机将刚刚经过蒸煮或烫漂的玉米棒原料进行归置，使其相对整齐的到达物料运输带的金属网上，物料运输带的输送链组带动金属向前运动。储液箱内存储的冷却水经过液管输送至各个雾化喷嘴处，物料运输带两侧的第一喷雾组与第二喷雾组的雾化喷头分别向金属网中轴线方向喷射水雾，而倾斜向上的喷雾在吸收玉米棒内部的热量后蒸发成为气体，气体及未蒸发水雾裹挟热量进入负压排风机，而玉米棒脱落形成的颗粒物附着于杂质过滤层上得到阻挡，杂质过滤层的插合尖刺对玉米颗粒进行穿刺和回收，当玉米棒原料随物料运输带到达带末后离开喷雾式冷却装置完成降温。这种降温方式既能避免传统冲洗式降温导致的原料养分流失，也能避免沥干过程使玉米原料脱水导致干瘪开裂，而是利用喷雾蒸发的方式吸收热量同时保留玉米内部水分与养分，提高原料品质，提升冷却效率。

4、有益效果

（1）物料运输带两侧的双体式喷雾机构向玉米原料喷射通过喷嘴产生细小的雾化颗粒，利用水雾在空气中大量蒸发，吸收玉米原料散发的大量热量，使其温度迅速降低，而部分未蒸发的水雾借助风力在通过玉米原料缝隙时直接对玉米原料进行强化换热，蒸发产生的气体经设置于物料运输带上方的排湿机构排出喷雾式冷却装置，达到快速冷却效果。（2）双体式喷雾机构通过设置于物料运输带沿线的若干雾化喷嘴对玉米棒沿其轴向方向喷雾，既能确保冷却喷雾沿玉米颗粒缝隙流动并吸收热量，同时避免喷雾垂直冲击玉米颗粒造成玉米颗粒脱离玉米芯，提高原料整体品质。（3）杂质过滤层的网格结构使水汽和高温气体通过并进入排湿机构，同时过滤掉双体式喷雾机构对玉米原料进行冲刷时以及玉米原料在运动时形成的脱落颗粒物。

5、结语

随着科技的发展，尤其是冷冻行业的发展，速冻玉米、真空玉米越来越多，本文针对现有技术上存在的问题，对玉米烫漂后的冷却技术进行了创新设计，通过双体式喷雾机构对玉米原料进行对向喷雾冷却，排湿机构将高温气体排出，在保证养分留存的情况下对玉米原料进行快速冷却。

参考文献

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