超高溫滅菌設備背壓閥的設置及作用

文/劉殿宇

（華禹乳品機械制造有限公司）

超高溫滅菌設備背壓閥的設置及作用

文/劉殿宇

（華禹乳品機械制造有限公司）

超高溫滅菌設備均設有背壓閥，其主要作用是調節系統的壓力，使管路內部壓力增加，使溫度達到100 ℃以上，保證料液在規定的時間內得到有效滅菌，從而保證產品的質量。針對背壓閥的種類、工作原理、選擇、容易出現的問題和解決方法進行闡述，為超高溫滅菌設備正常工作提供保證。

超高溫滅菌設備；背壓閥；設置；作用

超高溫滅菌設備均設有背壓閥，其主要作用是調節系統的壓力，使管路內部壓力增加，使溫度達到100 ℃以上，保證料液在規定的時間內得到有效滅菌，從而保證產品的質量。因為在正常壓力下，水的沸點為100 ℃，達不到120～157℃的超高溫度[1～4]，沒有背壓閥的料液在高溫下會氣化。針對背壓閥的種類、工作原理、選擇、容易出現的問題和解決方法進行闡述，為超高溫滅菌設備正常工作提供保證。

1 背壓閥的種類

背壓閥有兩種，氣動式背壓閥（圖1）及手動型（L型可調節）背壓閥（圖2），主要由閥芯、膜片、進出口、進氣接口及殼體等組成。其中L型可調節背壓閥是由L型柱塞閥改制而成，即將柱塞閥芯換成膜片閥芯，該背壓閥可根據系統管道的壓力要求，人工進行調節。

2 背壓閥的工作原理

殼體內流體從背壓閥進口進入，被膜片阻擋，使得流體對膜片產生向上的壓力，當壓力足夠大時，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，就會形成憋壓，使進口壓力值升高，直至達到額定壓力，頂起膜片形成通路。背壓閥可以對所輸送產品的任何壓力變化做出迅速反應，并相應地改變閥桿位置，以便繼續維持預先設定的壓力值。壓縮空氣壓力的大小是由上游管路系統的壓力決定的，即殺菌溫度的高低決定的，其中手動型背壓閥通過手動調節，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，在閥門的入口端維持一個恒壓，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 氣動式背壓閥

圖2 手動型（L型可調節）背壓閥

3 背壓閥的選擇

氣動式背壓閥、手動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穩定正常生產并出料。尤其是氣動式背壓閥，在選擇時應使其壓力調節范圍在滅菌溫度范圍內，在流量可調節的范圍內穩定出料，壓力范圍過小會引起上游壓力不穩定，也會使出料不穩定。閥芯膜片經過長時間生產容易產生老化，應及時進行檢查或更換，以便保證滅菌溫度的穩定性。

4 背壓閥出現的問題及解決方法

氣動式背壓閥出現的問題主要是滅菌溫度達不到規定范圍，出料壓力不穩定或過低。主要原因是：彈簧不能使膜片復位，膜片老化，閥桿卡死或膜片破損；減壓閥出現問題，壓縮空氣壓力不足；背壓閥流量過大，與實際所需要的背壓閥不匹配。因此要及時對氣動式背壓閥進行檢查并維修，必要時要進行更換。

手動型背壓閥可能出現的問題是：系統壓力一次調節不一定合適，需要在生產過程中再次進行調節確認；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，這時需要對背壓閥進行及時維修或更換。

5 小結

在實際生產中常常發生由于超高溫滅菌設備中背壓閥出現問題而導致滅菌溫度不穩定，影響正常出料的現象。因此要保持設備穩定的生產，不出次品，需要在生產過程中詳細了解并掌握滅菌設備的結構原理以及每一個零部件的作用，熟練掌握操作規程，對設備定期進行檢查并及時進行維護，只有這樣，才能在設備出現故障時迅速進行排查并找到原因，及時解決問題。

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

[2] 劉殿宇. 多效降膜式蒸發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. 管式滅菌器的設計及滅菌的控制研究[J]. 中國奶牛，2013（3）：52-53.

[4] 劉殿宇. 兩種加熱介質分別采用間接式滅菌的比較[J]. 飲料工業，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，主要研究設計方向為乳品機械、輕化工機械。

2017-02-28）