第五章焙烤设备课件.ppt

1、第五章 焙烤设备1谢谢观赏2019-5-21第一节第一节 加热、热源加热、热源一、物料的传热方式一、物料的传热方式 脱水干燥：脱水干燥：一些物质被加热后，除温度升高外，还伴有水一些物质被加热后，除温度升高外，还伴有水分的脱出，这种加热就是通常所说的脱水干燥。分的脱出，这种加热就是通常所说的脱水干燥。人们常把物体中水分的移动称为人们常把物体中水分的移动称为扩散扩散。物料内部水分移动。物料内部水分移动称为称为内扩散内扩散，物料表面水分向外界扩散称为，物料表面水分向外界扩散称为外扩散外扩散。内扩散可分水分内扩散可分水分热扩散热扩散和和湿扩散湿扩散。由物料内部温度梯度引起的水分子移动（即水分子从温度由

2、物料内部温度梯度引起的水分子移动（即水分子从温度高的向低的方向移动）称为高的向低的方向移动）称为热扩散热扩散。由物料中水分梯度而引起。由物料中水分梯度而引起的水分子移动（水分子从水分含量高的向含量少的方向移动）的水分子移动（水分子从水分含量高的向含量少的方向移动）称为称为湿扩散湿扩散。2谢谢观赏2019-5-21 、物体的传热方式、物体的传热方式 热能的传递有三种形式，即传导、对流、辐射。热能的传递有三种形式，即传导、对流、辐射。传导传导是利用传热材料中的分子互相碰撞，从而将热量传是利用传热材料中的分子互相碰撞，从而将热量传递的过程；递的过程；对流对流是利用热量随物质的流动而传递能量的，大量热

3、能是利用热量随物质的流动而传递能量的，大量热能消耗在介质里；消耗在介质里；辐射辐射是不借助介质，而以电磁波的形式直接传播来加热是不借助介质，而以电磁波的形式直接传播来加热工件，热能利用工件，热能利用 高。高。3谢谢观赏2019-5-21 如果物料中温度梯度与水分梯度方向一致时，热扩散与如果物料中温度梯度与水分梯度方向一致时，热扩散与湿扩散一致，这将加速干燥。如相反，而且当热扩散比湿扩湿扩散一致，这将加速干燥。如相反，而且当热扩散比湿扩散强烈时，物料内部水分不但不能向外扩散，反而把水分往散强烈时，物料内部水分不但不能向外扩散，反而把水分往内部赶，使水分不能蒸发。内部赶，使水分不能蒸发。为了加快水

4、分子的内扩散速度，要控制物料表面与内部的为了加快水分子的内扩散速度，要控制物料表面与内部的温度梯度不易过大，使湿扩散与热扩散方向一致。另外，由温度梯度不易过大，使湿扩散与热扩散方向一致。另外，由于水分子在物料表面蒸发时，要穿过物料表面的气膜层。此于水分子在物料表面蒸发时，要穿过物料表面的气膜层。此阻力大，可设法将此气膜破坏，可减少外扩散阻力，提供干阻力大，可设法将此气膜破坏，可减少外扩散阻力，提供干燥速度。燥速度。4谢谢观赏2019-5-21 在食品焙烤中现多用远红外加热，在食品焙烤中现多用远红外加热，辐射是主要传热方式。辐射是主要传热方式。5谢谢观赏2019-5-21二、红外线及其特性二、红

5、外线及其特性 、什么是远红外线？、什么是远红外线？日光通过三棱镜可分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫七色日光通过三棱镜可分为红、橙、黄、绿、青、兰、紫七色可见光。在红色光和紫色光两端还存在着不可见光，即红外可见光。在红色光和紫色光两端还存在着不可见光，即红外线和紫外线。可见光、红外线和紫外线都是电磁波，它们的线和紫外线。可见光、红外线和紫外线都是电磁波，它们的区别只是波长不同而已。在电磁波频谱上我们可以看到，可区别只是波长不同而已。在电磁波频谱上我们可以看到，可见光谱的波段极窄，从见光谱的波段极窄，从0.4-0.75m，而红外线介于可见光与微，而红外线介于可见光与微波之间，其波长范围是波之间，其波

6、长范围是0.75m至至1000m。红外线按波长的不。红外线按波长的不同又分为近红外和远红外，即从同又分为近红外和远红外，即从0.75m至至3m为近红外，从为近红外，从3m至至1000m为远红外，也有人将红外线分成近红外、中红为远红外，也有人将红外线分成近红外、中红外和远红外线。外和远红外线。6谢谢观赏2019-5-21 、红外线的产生、红外线的产生 红外线的产生与温度有密切关系，研究表明，红外线的产生与温度有密切关系，研究表明，、自然界、自然界里任何固体或液体在其温度大于绝对零度（里任何固体或液体在其温度大于绝对零度（-273）时，都会）时，都会辐射红外线。其辐射能量的大小和按波长的分布情况是

7、直接由辐射红外线。其辐射能量的大小和按波长的分布情况是直接由物体表明温度决定的。不管温度高低如何，都是相应于物体表物体表明温度决定的。不管温度高低如何，都是相应于物体表面温度的能量辐射。面温度的能量辐射。、物体表面的辐射能量与物体表面绝对、物体表面的辐射能量与物体表面绝对温度千次方成正比（波尔兹曼定律温度千次方成正比（波尔兹曼定律）。）。、物体辐射能量最大、物体辐射能量最大的峰值波长，随温度的升高而向波长短的方向移动，则温度较的峰值波长，随温度的升高而向波长短的方向移动，则温度较低的峰值波长比温度高的峰值波长长。低的峰值波长比温度高的峰值波长长。温度升高辐射能量增强，温度升高，峰值波长向着短波

8、方温度升高辐射能量增强，温度升高，峰值波长向着短波方向移动，这是红外辐射的两个重要规率。由此可知，为了增大向移动，这是红外辐射的两个重要规率。由此可知，为了增大红外辐射器的辐射能量，就得提高辐射器的表面温度，但辐射红外辐射器的辐射能量，就得提高辐射器的表面温度，但辐射波峰值变短，减弱了渗透能力，所以要合理地选择使用的温度，波峰值变短，减弱了渗透能力，所以要合理地选择使用的温度，使辐射能量适合被加热物料的吸收，以充分有效地利用能源，使辐射能量适合被加热物料的吸收，以充分有效地利用能源，同时加热效率也增高。同时加热效率也增高。7谢谢观赏2019-5-21 、红外线的传播、红外线的传播 红外线与可见

9、光一样，都是直线传播的。传播速度红外线与可见光一样，都是直线传播的。传播速度C=310cm/s,和可见光一样，不仅具有波的性质，也具有粒和可见光一样，不仅具有波的性质，也具有粒子的性质。光的能量（子的性质。光的能量（）与光的频率成正比，）与光的频率成正比，当红外线辐射到达物体时，会出现以下三种情况：一部分当红外线辐射到达物体时，会出现以下三种情况：一部分在物体表面被发射，一部分被物体所吸收，其余部分透过物在物体表面被发射，一部分被物体所吸收，其余部分透过物体。被吸收的红外线辐射能量就转变成热，使物体升温，被体。被吸收的红外线辐射能量就转变成热，使物体升温，被吸收的能量越大，物体温度越高。吸收的

10、能量越大，物体温度越高。在用红外线加热时，可利用这种光学特性，将红外线聚在用红外线加热时，可利用这种光学特性，将红外线聚光、散光和反光，以适应不同的使用情况。光、散光和反光，以适应不同的使用情况。而不同的物质对红外线的发射、吸收和透射是不同的，而不同的物质对红外线的发射、吸收和透射是不同的，即使同一物质，也可因其结构及表面形成不同而异。同一种即使同一物质，也可因其结构及表面形成不同而异。同一种物质对不同波长的红外线，其发射、吸收、透射也是不同物质对不同波长的红外线，其发射、吸收、透射也是不同的。的。这就要求采用发射率的材料作辐射源和缩短辐射的距离，这就要求采用发射率的材料作辐射源和缩短辐射的距

11、离，以使达到被加热物的辐射能量尽量大；同时要求被加热物的以使达到被加热物的辐射能量尽量大；同时要求被加热物的红外吸收率也要大，以吸收尽可能多的辐射能。红外吸收率也要大，以吸收尽可能多的辐射能。8谢谢观赏2019-5-21 、远红外加热为什么比近红外加热为优？、远红外加热为什么比近红外加热为优？不同物体对红外线的吸收是不同的，就是同一物体对不不同物体对红外线的吸收是不同的，就是同一物体对不同波长红外线辐射能的吸收也是不同的。同波长红外线辐射能的吸收也是不同的。如夏日在阳光下，在钢轨上走感觉烫脚，而在枕木上就如夏日在阳光下，在钢轨上走感觉烫脚，而在枕木上就不烫脚。这说明不同物质对日光中红外线的吸收

12、程度不同。不烫脚。这说明不同物质对日光中红外线的吸收程度不同。由于不同物质，它们的原子和分子结构不同，因此，对红外由于不同物质，它们的原子和分子结构不同，因此，对红外线的吸收特性也不同。同一物体在不同波长上，对红外线的线的吸收特性也不同。同一物体在不同波长上，对红外线的吸收率也是不同的，如果辐射的红外线能量符合被加热物的吸收率也是不同的，如果辐射的红外线能量符合被加热物的吸收特性，则吸收率就大，反之则小。在物体吸收了一定波吸收特性，则吸收率就大，反之则小。在物体吸收了一定波长红外线能量后，就产生共振现象，引起分子和原子的共振长红外线能量后，就产生共振现象，引起分子和原子的共振与转动加剧，增加了

13、运动的能量，而使物体自身发热。与转动加剧，增加了运动的能量，而使物体自身发热。并不是所有物质都吸收红外线，某些具有对称结构的分并不是所有物质都吸收红外线，某些具有对称结构的分子象氮、氢、氧等气体不子象氮、氢、氧等气体不 出所谓的特性，因而就不吸收红外出所谓的特性，因而就不吸收红外线。线。水、水蒸气和玻璃等无机物以及绝大多数的有机物和高水、水蒸气和玻璃等无机物以及绝大多数的有机物和高分子物质都能吸收红外线，而且能够强烈的吸收红外线。通分子物质都能吸收红外线，而且能够强烈的吸收红外线。通过实验可知，物质在近红外区和远红外区都有吸收红外峰，过实验可知，物质在近红外区和远红外区都有吸收红外峰，而远红外

14、区的峰值带更宽，能强烈地吸收远红外辐射能量，而远红外区的峰值带更宽，能强烈地吸收远红外辐射能量，所以都用远红外加热。所以都用远红外加热。9谢谢观赏2019-5-21 、远红外线的特性远红外线的特性 、自然界里任何固体或液体在其温度大于绝对温度为、自然界里任何固体或液体在其温度大于绝对温度为oK时，都会辐射红外线；时，都会辐射红外线；、物体表面的辐射能量物体表面绝对温度次方成正、物体表面的辐射能量物体表面绝对温度次方成正比；比；、温度升高辐射峰值波长向短波方向移动；、温度升高辐射峰值波长向短波方向移动；、直线传播有反射、吸收、透射；、直线传播有反射、吸收、透射；、辐射温度与辐射源到物料的距离的平

15、方成正比。、辐射温度与辐射源到物料的距离的平方成正比。10谢谢观赏2019-5-21 、远红外加热特点、远红外加热特点 1.热辐射率高热辐射率高 2.操作容易控制操作容易控制 3.热损失小热损失小 4.产品质量好产品质量好 5.热吸收率高热吸收率高 6.有一定穿透能力有一定穿透能力 7.加热速度快加热速度快11谢谢观赏2019-5-21三、远红外烤炉加热原理三、远红外烤炉加热原理 远红外线既具有波的性质，也具有粒子的性质，一般化合远红外线既具有波的性质，也具有粒子的性质，一般化合物分子内部的原子总是以化学键相连结，从力学观点看是由原物分子内部的原子总是以化学键相连结，从力学观点看是由原子这样一

16、种具有质量的圆球和相当于将这些球相结合的，有相子这样一种具有质量的圆球和相当于将这些球相结合的，有相当结合力当结合力“弹簧弹簧”所构成，而这种所构成，而这种“弹簧弹簧”的动作有两种类型的动作有两种类型基本振动，一类是向结合成原子圆球方向作伸缩运动，一类是基本振动，一类是向结合成原子圆球方向作伸缩运动，一类是从结合轴方向脱离，改变其角度的变角振动，当分子受到具有从结合轴方向脱离，改变其角度的变角振动，当分子受到具有某种频率的红外线照射时，则某种频率的红外线照射时，则“弹簧弹簧”会吸收红外线而发生共会吸收红外线而发生共振，红外线的能量促使振，红外线的能量促使“弹簧弹簧”的运动激化。的运动激化。远红

17、外加热属于电磁波加热，在热交换的远红外加热属于电磁波加热，在热交换的3种形式中传导与种形式中传导与对流需要靠煤介来传热，而辐射则不然，食品及有机物在波长对流需要靠煤介来传热，而辐射则不然，食品及有机物在波长为为35m间具有最大的吸收波，当此吸收波与电磁波一致时，间具有最大的吸收波，当此吸收波与电磁波一致时，促使物质分子振动而产生摩擦热。物质在有限温度下内部的原促使物质分子振动而产生摩擦热。物质在有限温度下内部的原子及分子作不规则运动，加热后分子运动加剧与物体所接触的子及分子作不规则运动，加热后分子运动加剧与物体所接触的空气分子激烈也相互碰撞，其结果是以与温度对应的波长的电空气分子激烈也相互碰撞

18、，其结果是以与温度对应的波长的电磁波释放出来。磁波释放出来。12谢谢观赏2019-5-21第二节第二节 远红外辐射元件及途料远红外辐射元件及途料 远红外辐射元件是产生远红外线的器具，它可将电能转变远红外辐射元件是产生远红外线的器具，它可将电能转变为远红外辐射能，用以加热、烘烤或干燥食品。为远红外辐射能，用以加热、烘烤或干燥食品。一、食品烤炉常用辐射元件的种类及特点一、食品烤炉常用辐射元件的种类及特点 食品烤炉常用的有管状元件和板状两种。食品烤炉常用的有管状元件和板状两种。、管状元件、管状元件 、金属氧化、金属氧化镁管镁管 由管体（碳钢或不锈钢），发热体（电阻丝）、填充料由管体（碳钢或不锈钢），

19、发热体（电阻丝）、填充料（氧化镁粉）超绝缘与传热作用和辐射涂层等（氧化镁粉）超绝缘与传热作用和辐射涂层等组成组成。氧化镁管的表面负荷率与表面温度有关。表面温度越高，氧化镁管的表面负荷率与表面温度有关。表面温度越高，辐射能量越大。但是在辐射涂层材料已选定的情况下，其最大辐射能量越大。但是在辐射涂层材料已选定的情况下，其最大辐射波长随表面温度升高而向短方向移动。当元件表面温度高辐射波长随表面温度升高而向短方向移动。当元件表面温度高于于600600时，则明显的发出可见光。有用波长部分占的辐射强时，则明显的发出可见光。有用波长部分占的辐射强度的比例就下降了。度的比例就下降了。其特点：其特点：管子重量轻

20、，热效率高，热容量小，升温起动快、管子重量轻，热效率高，热容量小，升温起动快、结构紧凑、浓度好、可直接紧固于炉壁上，安装及更换方便，结构紧凑、浓度好、可直接紧固于炉壁上，安装及更换方便，使用寿命较长。但氧化镁导热系数低，使元件表面负荷率降低，使用寿命较长。但氧化镁导热系数低，使元件表面负荷率降低，故不适应于大功率高温加热。故不适应于大功率高温加热。13谢谢观赏2019-5-21 、碳化硅管、碳化硅管 是由碳化硅管、发热体（电阻丝）和辐射涂层是由碳化硅管、发热体（电阻丝）和辐射涂层组成组成，由，由于碳化硅不导电，故管内不需充填绝缘介质。于碳化硅不导电，故管内不需充填绝缘介质。其特点其特点：辐射效

21、率高，使用寿命长，制造工艺简单、成：辐射效率高，使用寿命长，制造工艺简单、成本低、涂层不易脱落。抗机械震动性差，热缩性大，升温时本低、涂层不易脱落。抗机械震动性差，热缩性大，升温时间长。间长。、硅碳棒、硅碳棒 是以高纯度碳化硅（含量是以高纯度碳化硅（含量98.598.5），以高温再结晶方法），以高温再结晶方法制成，有涂层。制成，有涂层。其特点其特点：通电自热，不同电阻丝，单位表面发热量大，：通电自热，不同电阻丝，单位表面发热量大，升温快，比金属和碳化硅管具有明显的节电效果，其涂层化升温快，比金属和碳化硅管具有明显的节电效果，其涂层化学性稳定，所以烘烤产品质量好，但成本高，使用安装技术学性稳定，

22、所以烘烤产品质量好，但成本高，使用安装技术性能较强。性能较强。、乳白石英管、乳白石英管 是由乳白石英玻璃管和发热丝组成，无涂层。是由乳白石英玻璃管和发热丝组成，无涂层。特点：特点：其光谱辐射率高，且稳定，不需远红外涂层，没其光谱辐射率高，且稳定，不需远红外涂层，没有涂层脱落问题，对食品卫生好。价格高，易损坏。有涂层脱落问题，对食品卫生好。价格高，易损坏。14谢谢观赏2019-5-21 、板状辐射元件、板状辐射元件 有以金属板为基体的有以金属板为基体的和陶瓷复合板等。在食品和陶瓷复合板等。在食品烤炉中，常用的是碳化硅烤炉中，常用的是碳化硅板状元件，表面涂远红外板状元件，表面涂远红外辐射材料，其稳

23、定分布均辐射材料，其稳定分布均匀，适应性较大，匀，适应性较大，制造简单，成本低，制造简单，成本低，安装方便，辐射效率高，安装方便，辐射效率高，但抗机械性能差，且热敏但抗机械性能差，且热敏性大，升温时间长。性大，升温时间长。15谢谢观赏2019-5-21二、远红外辐射涂料二、远红外辐射涂料 、对辐射涂料的要求、对辐射涂料的要求 应有较高的加热效率，辐射率高，有良好的热传导性，有应有较高的加热效率，辐射率高，有良好的热传导性，有高的冷热稳定性，有较好的对汽及化学物质的稳定性。高的冷热稳定性，有较好的对汽及化学物质的稳定性。选择辐射材料的选择辐射材料的原则原则，就是辐射元件的主辐射波长要与被，就是辐

24、射元件的主辐射波长要与被加热物体的红外系数特性相匹配的辐射材料，同时要考虑选用加热物体的红外系数特性相匹配的辐射材料，同时要考虑选用热膨胀与元件基体大致相同的材料。热膨胀与元件基体大致相同的材料。、食品烤炉中常用的辐射涂料、食品烤炉中常用的辐射涂料 目前国内常用的有：氧化物，如三氧化铁（目前国内常用的有：氧化物，如三氧化铁（Fe2O3）、二）、二氧化锆（氧化锆（ZrO2）、二氧化钛（）、二氧化钛（TiO2）、二氧化锰（）、二氧化锰（MnO2）、）、三氧化二铬（三氧化二铬（Cr2O3）等；碳化物，如碳化硅（）等；碳化物，如碳化硅（SiC）；氮化物、）；氮化物、硼化物。硼化物。可单一或混合使用可单

25、一或混合使用。16谢谢观赏2019-5-21三、辐射材料的涂刷工艺三、辐射材料的涂刷工艺 目前常用的方法有四种，即等离子喷涂法、涂刷法、目前常用的方法有四种，即等离子喷涂法、涂刷法、撒布撒布法和复合烧结法。法和复合烧结法。、等离子喷涂法、等离子喷涂法 采用等离子喷涂设备，在采用等离子喷涂设备，在1000的高温下喷涂。的高温下喷涂。、涂刷法、涂刷法 用毛刷把浆料涂刷在元件表面，经过洪干固化而成。用毛刷把浆料涂刷在元件表面，经过洪干固化而成。、撒布法、撒布法 在制备好的基体上先涂刷一层在制备好的基体上先涂刷一层50-200m粘结剂，然后撒布粘结剂，然后撒布大颗粒红外烧结材料而成。大颗粒红外烧结材料

26、而成。、复合烧结法、复合烧结法 将混合均匀的氧化物辐射材料，用涂刷法均匀地涂在阴干将混合均匀的氧化物辐射材料，用涂刷法均匀地涂在阴干过的碳化硅基体上，阴干后在过的碳化硅基体上，阴干后在1400或焙烤或焙烤50小时而成。小时而成。17谢谢观赏2019-5-21第三节第三节 烤炉的分类与生产能力计算烤炉的分类与生产能力计算 一、烤炉的分类一、烤炉的分类 1、烤炉的种类若以热源烤炉的种类若以热源分类则分为煤炉、煤气炉、燃油分类则分为煤炉、煤气炉、燃油炉和电炉等，其中电炉可以分为普通电烤炉、远红外烤炉及炉和电炉等，其中电炉可以分为普通电烤炉、远红外烤炉及微波炉。微波炉。2、以结构形式以结构形式分类分为

27、分类分为箱式烤炉箱式烤炉和和隧道炉隧道炉两大类。两大类。18谢谢观赏2019-5-21二、烤炉生产能力的计算二、烤炉生产能力的计算 、箱式炉的生产能力、箱式炉的生产能力 (kg/h)(kg/h)式中：烤炉载体的总面积式中：烤炉载体的总面积 n n炉排每平方米载体上的制品数炉排每平方米载体上的制品数 g g每个制品的重量每个制品的重量 基本操作系数基本操作系数 t t烘烤时间烘烤时间 、隧道炉生产能力的计算、隧道炉生产能力的计算 (kg/h)(kg/h)式中：式中：L L炉加热区长度（炉加热区长度（m m）R R炉带枞向每米长度上制品排数（排炉带枞向每米长度上制品排数（排/m/m）N N炉带横向

28、宽度上制品个数（个）炉带横向宽度上制品个数（个）t t烘烤时间（分）烘烤时间（分）M M每公斤制品块数（块每公斤制品块数（块/kg/kg）成品率、对饼干炉约为成品率、对饼干炉约为0.90.9tSngGx60tMLRNG6019谢谢观赏2019-5-21第四节第四节 远红外烤炉的炉体设计远红外烤炉的炉体设计 烤炉由烤炉由炉体、加热元件、传动装置载体（带）、排潮系统炉体、加热元件、传动装置载体（带）、排潮系统及电控部分等组成。及电控部分等组成。炉体设计包括炉体设计包括炉体形式、尺寸、保温密封炉体形式、尺寸、保温密封形式等的设计。形式等的设计。设计的是否合理，将对产品质量、热效率及产品成本产生直设计

29、的是否合理，将对产品质量、热效率及产品成本产生直接影响。接影响。炉体的依据：炉体的依据：食品的工艺要求及形态尺寸、生产能力、烘食品的工艺要求及形态尺寸、生产能力、烘烤时间、温度等。烤时间、温度等。现就以隧道炉为例，进行论述：现就以隧道炉为例，进行论述：20谢谢观赏2019-5-21一、炉体的结构一、炉体的结构形式形式 目前国内食品行业普遍采用的有三种形式：砖砌炉体、金目前国内食品行业普遍采用的有三种形式：砖砌炉体、金属构架体、予制构件炉体。属构架体、予制构件炉体。砖砌炉体：砖砌炉体：一般为红砖或耐火砖，常用于煤炉或少数隧道一般为红砖或耐火砖，常用于煤炉或少数隧道炉。目前有的采用蛭石砖或藻土砖砌

30、筑，其保温性能好。炉。目前有的采用蛭石砖或藻土砖砌筑，其保温性能好。其优其优点：点：结构简单、热结构简单、热惯惯性大、适用于长期运转的场合。性大、适用于长期运转的场合。缺点为缺点为：体积庞大、笨重、不能搬运。体积庞大、笨重、不能搬运。金属构架炉体：金属构架炉体：由型钢构架、金属薄板和保温材料等构成。由型钢构架、金属薄板和保温材料等构成。其特点为：其特点为：炉体轻、灵活、热炉体轻、灵活、热惯惯性小，可做成各种形式以适应性小，可做成各种形式以适应产品要求，可分段制造，根据需要可组成不同的长度，每节间产品要求，可分段制造，根据需要可组成不同的长度，每节间用螺钉连接，便于安装运输，但成本高。用螺钉连接

31、，便于安装运输，但成本高。予制构件炉体：予制构件炉体：是以膨胀珍珠岩和硅酸盐水泥以是以膨胀珍珠岩和硅酸盐水泥以10:110:1的比的比例混合压制而成。例混合压制而成。其特点：其特点：便于拆装、节约钢材、成本低、保便于拆装、节约钢材、成本低、保温性能好、热损失小。温性能好、热损失小。21谢谢观赏2019-5-21二、炉体尺寸的确定二、炉体尺寸的确定 、炉体长度、炉体长度 隧道炉的长度主要与生产能力、烘烤时间及运行速度有隧道炉的长度主要与生产能力、烘烤时间及运行速度有关。对同一种食品来说，在一定加热温度条件下，如果烘烤关。对同一种食品来说，在一定加热温度条件下，如果烘烤时间变化不大的话，那么生产能

32、力越大，则要求物料在炉内时间变化不大的话，那么生产能力越大，则要求物料在炉内运动的速度越快，即炉体越长。运动的速度越快，即炉体越长。、根据生产能力确定炉长、根据生产能力确定炉长 烤炉的总长烤炉的总长总总，由入炉端，由入炉端、加热区和出炉端、加热区和出炉端2 2三三部分组成。即：部分组成。即：总总1 12 2（）其中（）其中1 1、2 2由炉由炉体结构确定，而可由生产能力计算得出：体结构确定，而可由生产能力计算得出：L=(m)L=(m)式中：式中：G G生产能力（生产能力（kg/hkg/h）t t烘烤时间（烘烤时间（minmin）M M每公斤制品块数（块每公斤制品块数（块/kg/kg）R R炉带

33、枞向每米长度上制品排数（排炉带枞向每米长度上制品排数（排/m/m）N N炉带横向宽度上制品个数（个）炉带横向宽度上制品个数（个）机械效率机械效率RNGtM6022谢谢观赏2019-5-21 、根据成型机输出成胚速度和烘烤时间来确定炉长。、根据成型机输出成胚速度和烘烤时间来确定炉长。隧道炉一般与成型机械配套使用，组成连续生产线，因隧道炉一般与成型机械配套使用，组成连续生产线，因此要求炉排的传送速度必须与成型和生胚速度同步，则炉长此要求炉排的传送速度必须与成型和生胚速度同步，则炉长为：为：总总1 12 2 其中：其中：.运输装备运动速度（运输装备运动速度（m/minm/min）（根据成型机输出能力

34、而定。）（根据成型机输出能力而定。）T T烘烤时间（分）（烘烤时间与生胚配方、辐射强度、吸收系烘烤时间（分）（烘烤时间与生胚配方、辐射强度、吸收系数、辐射距离、炉内温度等因素有关。一般通过实验或根据经验确定。）数、辐射距离、炉内温度等因素有关。一般通过实验或根据经验确定。）为了适应不同品种的需要，烤炉的传动机轴，常设有无为了适应不同品种的需要，烤炉的传动机轴，常设有无级变速装置。级变速装置。在烤炉长度确定的条件下，通过调节速度来改变物料在在烤炉长度确定的条件下，通过调节速度来改变物料在炉内的停留时间，以取得好的焙烤效果。炉内的停留时间，以取得好的焙烤效果。23谢谢观赏2019-5-21炉长的选

35、择还需注意的两个问题炉长的选择还需注意的两个问题 、应与前级成型机相匹配，同时还应根据车间面积大、应与前级成型机相匹配，同时还应根据车间面积大小和布置确定长度。小和布置确定长度。、烤炉越长，产量越高，但炉体越长，载体运行速度、烤炉越长，产量越高，但炉体越长，载体运行速度越快，易产生跑偏，因此需综合考虑炉长及速度。越快，易产生跑偏，因此需综合考虑炉长及速度。24谢谢观赏2019-5-21例：例：设计一台生产能力为设计一台生产能力为1400kg/h1400kg/h，网带宽，网带宽1m1m的饼干烤炉。的饼干烤炉。已知：烘烤时间为已知：烘烤时间为minmin，每公斤为，每公斤为200200块，带枞向每

36、米块，带枞向每米上饼干上饼干1919排，横向宽度上为排，横向宽度上为1919块，成品为块，成品为0.90.9，确定炉长。，确定炉长。解：解：L=L=若取若取1 12 2m m 则总长则总长m m 585.579.01919602004140060mRNGtM25谢谢观赏2019-5-21 、炉堂的断面形状和、炉堂的断面形状和尺寸尺寸 有平面和拱型两种，平面炉可减少炉堂高度，表面尺寸有平面和拱型两种，平面炉可减少炉堂高度，表面尺寸小、排潮有死区，热损失小。拱型顶便于蒸气排放，避免形小、排潮有死区，热损失小。拱型顶便于蒸气排放，避免形成水蒸气死区，但加大了炉堂高度，热损失大。成水蒸气死区，但加大了

37、炉堂高度，热损失大。、炉堂高度、炉堂高度 平顶炉：平顶炉：H H平平=l=l1 1+h+l+h+l2 2 l l1 1,l,l2 2-上下热元件至炉顶、底的距离（一般取上下热元件至炉顶、底的距离（一般取l l1 1=l=l2 2=50-70mm=50-70mm）。）。h-h-上下元件间距（上下元件间距（mmmm）（其与制品的厚度有关制品越厚，其与制品的厚度有关制品越厚，h h值越长。）值越长。）拱型炉拱型炉 H=d+lH=d+l1 1+h+l+h+l2 2 d-d-拱顶高拱顶高(mm),(mm),取取120-150mm120-150mm l l1 1-上元件至炉顶距离，一般取上元件至炉顶距离，

38、一般取30-50mm30-50mm l l2 2-下元件至炉底距离，一般取下元件至炉底距离，一般取50-70mm50-70mm h-h-上、下热元件间距上、下热元件间距 26谢谢观赏2019-5-21 、炉堂宽度确定：、炉堂宽度确定：管状辐射元件由于在发热部分，沿管长方向的分布温度管状辐射元件由于在发热部分，沿管长方向的分布温度不均匀，两端辐射热量小，制品受热不均匀，为了保证炉堂不均匀，两端辐射热量小，制品受热不均匀，为了保证炉堂边缘食品的辐射效果，达到整体炉堂烘烤均匀一致，炉堂宽边缘食品的辐射效果，达到整体炉堂烘烤均匀一致，炉堂宽度要比食品排列的宽度大些，一般超出度要比食品排列的宽度大些，一

39、般超出100-150mm,100-150mm,即即 （100100150)150)炉宽度炉宽度(mm)(mm)食品排列宽食品排列宽(mm)(mm)27谢谢观赏2019-5-21三、炉体保温三、炉体保温 理想的保温效果，在烤炉正常工作时，炉外壁的温度不理想的保温效果，在烤炉正常工作时，炉外壁的温度不高于高于5050。为了提高热效率，减少热损失，所以在设计时应考虑以为了提高热效率，减少热损失，所以在设计时应考虑以下几个问题：下几个问题：提高炉壁热阻。提高炉壁热阻。加强炉内壁反射，减少辐射损失。加强炉内壁反射，减少辐射损失。加强炉体密封，防止不必要的反射损失与对流损失。加强炉体密封，防止不必要的反射

40、损失与对流损失。尽量减少炉体尺寸和重量，以减少散热面积和自身蓄尽量减少炉体尺寸和重量，以减少散热面积和自身蓄热。热。28谢谢观赏2019-5-21 、保温材料选择、保温材料选择 炉体保温效果好坏，与保温材料性质有很大关系。一般炉体保温效果好坏，与保温材料性质有很大关系。一般说，导热系数小于说，导热系数小于0.2kcal/m0.2kcal/m2 2.h.h.的材料称为的材料称为保温材料保温材料。设计时应尽量选用容重轻、导热系数小的保温材料。设计时应尽量选用容重轻、导热系数小的保温材料。中、低温（中、低温（600600以下）隔热效果好的保温材料有以下）隔热效果好的保温材料有：石：石棉、硅藻土、蛭石

41、、矿渣棉、膨胀珍珠岩和耐火纤维等。棉、硅藻土、蛭石、矿渣棉、膨胀珍珠岩和耐火纤维等。、保温层厚度的确定、保温层厚度的确定 保温层的厚度通常是利用平壁导热原理进行计算。其计保温层的厚度通常是利用平壁导热原理进行计算。其计算过程在化工原理中讲过。算过程在化工原理中讲过。在实际中炉体各个部分保温层的厚度不同，因为在炉内在实际中炉体各个部分保温层的厚度不同，因为在炉内热气流是上升的，所以一般顶部的厚度比两侧和底部厚，具热气流是上升的，所以一般顶部的厚度比两侧和底部厚，具体尺寸可根据结构选择。底部为体尺寸可根据结构选择。底部为100-150mm,100-150mm,两侧为两侧为200-200-250mm

42、250mm，顶部为，顶部为250-300mm250-300mm。29谢谢观赏2019-5-21 四、炉体密封四、炉体密封 炉体密封是防止热量损失的措施之一，对隧道炉主要炉体密封是防止热量损失的措施之一，对隧道炉主要是每节间要用石棉垫密封。是每节间要用石棉垫密封。电热管孔隙处用石棉绳密封。电热管孔隙处用石棉绳密封。箱式炉主要是指门的密封。箱式炉主要是指门的密封。30谢谢观赏2019-5-21第五节第五节 远红外炉电功率计算远红外炉电功率计算 远红外烤炉功率的确定，只能做近似计算，下面介绍二种远红外烤炉功率的确定，只能做近似计算，下面介绍二种计算方法：计算方法：一、热平衡法一、热平衡法 热平衡法是

43、指烤炉进入状态以后，热元件发出的总热量应热平衡法是指烤炉进入状态以后，热元件发出的总热量应与进入烤炉的生胚、载体、炉壁吸收或散发的热量之和相平衡。与进入烤炉的生胚、载体、炉壁吸收或散发的热量之和相平衡。即：即：总总1 12 23 34 4(kj/h)(kj/h)式中：式中：1 1食品中各为了的升温吸热食品中各为了的升温吸热(kj/h(kj/h)2 2水分蒸发吸热水分蒸发吸热(kj/h(kj/h)3 3水分蒸发后，水蒸气继续过热至炉温时吸热水分蒸发后，水蒸气继续过热至炉温时吸热(kj/h(kj/h)4 4全部散热的热量之和全部散热的热量之和 4 4414142424343 4141烤盘升温吸热烤

44、盘升温吸热(kj/h(kj/h)4242输送链或钢带升温吸热输送链或钢带升温吸热(kj/h(kj/h)4343炉外壁每小时散热的热量炉外壁每小时散热的热量(kj/h(kj/h)31谢谢观赏2019-5-21 各项热量可用化工原理所讲的热量计算公式计算（即各项热量可用化工原理所讲的热量计算公式计算（即）而炉壁的热损可用自然对流传热和反射传热公式计算。而炉壁的热损可用自然对流传热和反射传热公式计算。4,34,3=KA=KA=式中：炉外壁散热面总和式中：炉外壁散热面总和 t t1 1炉壁散热面的平均温度炉壁散热面的平均温度 t t2 2室温室温 T T1 1,T,T2 2炉外壁与室温炉外壁与室温 炉

45、外壁总辐射率炉外壁总辐射率 炉壁自然对流散热系数，当温差太大时，取平均值炉壁自然对流散热系数，当温差太大时，取平均值2.22.2 功率为：功率为：式中：式中：k k功率的功率的当当量系数（即电压波动断面修正系数），取量系数（即电压波动断面修正系数），取k=1.1-1.2k=1.1-1.2。辐射元件的加热效率辐射元件的加热效率,0.85-0.9(1w=1j/s,1kw=3600kj/h),0.85-0.9(1w=1j/s,1kw=3600kj/h)ATTtt)100()100(88.4)(424125.1213600总KQ32谢谢观赏2019-5-21 二、辐射功率密度法二、辐射功率密度法 消耗

46、电功率消耗电功率 （kwkw）式中：辐射功率密度式中：辐射功率密度kw/mkw/m2 2，对食品烤炉一般取，对食品烤炉一般取8-11kw/m8-11kw/m2 2 炉堂内加热面积炉堂内加热面积 此法是计算电烤炉功率的简便方法。此法是计算电烤炉功率的简便方法。33谢谢观赏2019-5-21第六节第六节 辐射元件的表面温度选择及其工艺排布辐射元件的表面温度选择及其工艺排布一、辐射元件表面温度选择一、辐射元件表面温度选择 因为物体的辐射量与表面绝对温度的四次方成正比，即元因为物体的辐射量与表面绝对温度的四次方成正比，即元件表面温度越高，辐射能量越大。件表面温度越高，辐射能量越大。元件的远红外加热是一

47、种辐射加热的方式，但发热元件不元件的远红外加热是一种辐射加热的方式，但发热元件不可避免的存在着对流加热的作用。为了发挥远红外加热的优点，可避免的存在着对流加热的作用。为了发挥远红外加热的优点，当然应以辐射加热为主，而以对流加热为辅，这就与元件的表当然应以辐射加热为主，而以对流加热为辅，这就与元件的表面温度有关。面温度有关。通过对对流和辐射传热量的计算的比较值来说，温度在通过对对流和辐射传热量的计算的比较值来说，温度在400-600之间，有效辐射能占总辐射能量的之间，有效辐射能占总辐射能量的77.86，为对流，为对流传热的传热的6倍左右，使辐射能得到很好的利用，同时辐射能密度倍左右，使辐射能得到

48、很好的利用，同时辐射能密度也较高，在也较高，在1-3w/m2之间。在之间。在200以下辐射能密度仅为以下辐射能密度仅为0.25w/m2，能量太低加热缓慢，而且在，能量太低加热缓慢，而且在200以下对流散热损以下对流散热损失在失在5以上。在以上。在400-600之间主辐射波长之间主辐射波长3.3-4.3m范围，有范围，有效辐射能在效辐射能在80左右，加热效果好，是有利辐射温度。左右，加热效果好，是有利辐射温度。34谢谢观赏2019-5-21二、辐射距离的确定二、辐射距离的确定 辐射距离是指管状元件的中心或板状元件的辐射涂层到辐射距离是指管状元件的中心或板状元件的辐射涂层到烤盘底部或钢带上表面之间

49、的距离。距离的大小直接影响远烤盘底部或钢带上表面之间的距离。距离的大小直接影响远红外的辐射温度，还影响炉堂尺寸。根据照度定律可知，辐红外的辐射温度，还影响炉堂尺寸。根据照度定律可知，辐射能量的大小与距离的平方成反比，但在制作较好的炉堂中，射能量的大小与距离的平方成反比，但在制作较好的炉堂中，由于多次反射其辐射能量与距离的由于多次反射其辐射能量与距离的1.25-1.51.25-1.5次方成反比。次方成反比。总之，辐射强度随距离增加而衰减，距离越近，强度越总之，辐射强度随距离增加而衰减，距离越近，强度越大，辐射面小，加热效果越好。但辐射温度分布的不均匀性大，辐射面小，加热效果越好。但辐射温度分布的

50、不均匀性越显著，从而会因加热不均匀而影响产品质量。距离越大则越显著，从而会因加热不均匀而影响产品质量。距离越大则与上情况相反，但辐射强度的分布趋向均匀。与上情况相反，但辐射强度的分布趋向均匀。对隧道式，由于食品经输送设备，在炉内移动，则不必对隧道式，由于食品经输送设备，在炉内移动，则不必考虑热量分布的均匀性，可将距离接近到考虑热量分布的均匀性，可将距离接近到150mm,150mm,加快传送速加快传送速度，效果较好。度，效果较好。35谢谢观赏2019-5-21三、辐射元件的工艺布置三、辐射元件的工艺布置 设计中发热元件布置的是否合理，对炉的热利用率、产品设计中发热元件布置的是否合理，对炉的热利用