超高溫滅菌設(shè)備背壓閥的設(shè)置及作用

文/劉殿宇

（華禹乳品機(jī)械制造有限公司）

超高溫滅菌設(shè)備背壓閥的設(shè)置及作用

文/劉殿宇

（華禹乳品機(jī)械制造有限公司）

超高溫滅菌設(shè)備均設(shè)有背壓閥，其主要作用是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力，使管路內(nèi)部壓力增加，使溫度達(dá)到100 ℃以上，保證料液在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到有效滅菌，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。針對背壓閥的種類、工作原理、選擇、容易出現(xiàn)的問題和解決方法進(jìn)行闡述，為超高溫滅菌設(shè)備正常工作提供保證。

超高溫滅菌設(shè)備；背壓閥；設(shè)置；作用

超高溫滅菌設(shè)備均設(shè)有背壓閥，其主要作用是調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力，使管路內(nèi)部壓力增加，使溫度達(dá)到100 ℃以上，保證料液在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)得到有效滅菌，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)樵谡毫ο?，水的沸點(diǎn)為100 ℃，達(dá)不到120～157℃的超高溫度[1～4]，沒有背壓閥的料液在高溫下會(huì)氣化。針對背壓閥的種類、工作原理、選擇、容易出現(xiàn)的問題和解決方法進(jìn)行闡述，為超高溫滅菌設(shè)備正常工作提供保證。

1 背壓閥的種類

背壓閥有兩種，氣動(dòng)式背壓閥（圖1）及手動(dòng)型（L型可調(diào)節(jié)）背壓閥（圖2），主要由閥芯、膜片、進(jìn)出口、進(jìn)氣接口及殼體等組成。其中L型可調(diào)節(jié)背壓閥是由L型柱塞閥改制而成，即將柱塞閥芯換成膜片閥芯，該背壓閥可根據(jù)系統(tǒng)管道的壓力要求，人工進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2 背壓閥的工作原理

殼體內(nèi)流體從背壓閥進(jìn)口進(jìn)入，被膜片阻擋，使得流體對膜片產(chǎn)生向上的壓力，當(dāng)壓力足夠大時(shí)，彈簧被壓縮，流體頂起膜片形成通道，從背壓閥出口流出；若流體壓力不夠，就會(huì)形成憋壓，使進(jìn)口壓力值升高，直至達(dá)到額定壓力，頂起膜片形成通路。背壓閥可以對所輸送產(chǎn)品的任何壓力變化做出迅速反應(yīng)，并相應(yīng)地改變閥桿位置，以便繼續(xù)維持預(yù)先設(shè)定的壓力值。壓縮空氣壓力的大小是由上游管路系統(tǒng)的壓力決定的，即殺菌溫度的高低決定的，其中手動(dòng)型背壓閥通過手動(dòng)調(diào)節(jié)，在PLC觸摸屏上顯示完成。

背壓閥同樣也適用于不銹鋼管道系統(tǒng)，在閥門的入口端維持一個(gè)恒壓，以作為溢流閥門使用。因入口與背壓閥主體底部成90°角，所以并無殘液積存。

圖1 氣動(dòng)式背壓閥

圖2 手動(dòng)型（L型可調(diào)節(jié)）背壓閥

3 背壓閥的選擇

氣動(dòng)式背壓閥、手動(dòng)型背壓閥都能夠滿足滅菌需要，但都必須保證背壓閥能夠在滅菌溫度的范圍內(nèi)穩(wěn)定正常生產(chǎn)并出料。尤其是氣動(dòng)式背壓閥，在選擇時(shí)應(yīng)使其壓力調(diào)節(jié)范圍在滅菌溫度范圍內(nèi)，在流量可調(diào)節(jié)的范圍內(nèi)穩(wěn)定出料，壓力范圍過小會(huì)引起上游壓力不穩(wěn)定，也會(huì)使出料不穩(wěn)定。閥芯膜片經(jīng)過長時(shí)間生產(chǎn)容易產(chǎn)生老化，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢查或更換，以便保證滅菌溫度的穩(wěn)定性。

4 背壓閥出現(xiàn)的問題及解決方法

氣動(dòng)式背壓閥出現(xiàn)的問題主要是滅菌溫度達(dá)不到規(guī)定范圍，出料壓力不穩(wěn)定或過低。主要原因是：彈簧不能使膜片復(fù)位，膜片老化，閥桿卡死或膜片破損；減壓閥出現(xiàn)問題，壓縮空氣壓力不足；背壓閥流量過大，與實(shí)際所需要的背壓閥不匹配。因此要及時(shí)對氣動(dòng)式背壓閥進(jìn)行檢查并維修，必要時(shí)要進(jìn)行更換。

手動(dòng)型背壓閥可能出現(xiàn)的問題是：系統(tǒng)壓力一次調(diào)節(jié)不一定合適，需要在生產(chǎn)過程中再次進(jìn)行調(diào)節(jié)確認(rèn)；由于彈簧卡死，或彈簧失去彈性，或膜片老化，料液不能將膜片頂起，出料困難，這時(shí)需要對背壓閥進(jìn)行及時(shí)維修或更換。

5 小結(jié)

在實(shí)際生產(chǎn)中常常發(fā)生由于超高溫滅菌設(shè)備中背壓閥出現(xiàn)問題而導(dǎo)致滅菌溫度不穩(wěn)定，影響正常出料的現(xiàn)象。因此要保持設(shè)備穩(wěn)定的生產(chǎn)，不出次品，需要在生產(chǎn)過程中詳細(xì)了解并掌握滅菌設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理以及每一個(gè)零部件的作用，熟練掌握操作規(guī)程，對設(shè)備定期進(jìn)行檢查并及時(shí)進(jìn)行維護(hù)，只有這樣，才能在設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)迅速進(jìn)行排查并找到原因，及時(shí)解決問題。

[1] 劉殿宇. 蒸發(fā)器滅菌溫度的控制研究[J]. 中國乳品工業(yè)，2005，33（3）：48-50.

[2] 劉殿宇. 多效降膜式蒸發(fā)器不同加料及出料方法的比較[J]. 安徽化工，2014（1）：58-62.

[3] 劉殿宇. 管式滅菌器的設(shè)計(jì)及滅菌的控制研究[J]. 中國奶牛，2013（3）：52-53.

[4] 劉殿宇. 兩種加熱介質(zhì)分別采用間接式滅菌的比較[J]. 飲料工業(yè)，2014（12）：28-30.

The Setting and Role of Back Pressure Valve in Ultra High Temperature Sterilization

LIU Dian-yu

（I-Mate Dairy Machinery Manufacturing Co.，Ltd.）

UHT machine has a back pressure valve，which can regulate pressure of system ,increase pressure in pipeline to improve product temperature above 100 ℃ and make the material liquid effective sterilization within the prescribed time and heating temperature range，to ensure the quality of the products. The types, working principle, choice and problems liable to arise and solution of the back pressure valve were analyzed，so as to ensure the normal operation of the ultra-high temperature sterilization equipment.

ultra high temperature sterilization equipment；back pressure valve；settings；role

劉殿宇（1962-），男，高級工程師，主要研究設(shè)計(jì)方向?yàn)槿槠窓C(jī)械、輕化工機(jī)械。

2017-02-28）