殺菌機(jī)的殺菌過程一般分為三段，即預(yù)熱段、加熱段及冷卻段。每一段溫升或溫降參數(shù)的設(shè)定不同就會(huì)有不同的換熱面積及效果，總有一個(gè)溫度參數(shù)是比較理想的，本文以板式殺菌機(jī)在牛奶殺菌上的應(yīng)用為例進(jìn)行闡述。
(1）物料介質(zhì)：牛奶
(2）生產(chǎn)能力：1000kg/h
(3）殺菌溫度：90℃
(4）進(jìn)料溫度：9℃
(5）冰水進(jìn)入溫度2℃，排出溫度12℃
生產(chǎn)工藝流程如圖1所示：
Fig.1 Sterilization process of sterilization machine with capacity of1000kg/h
其工作過程為：
(110℃）蒸汽→水（75℃→95℃），熱水（95℃）熱水→與物料換熱（95℃→75℃）→疏水；90℃物料→去預(yù)熱進(jìn)料（90℃→34℃）→冰水（2℃→12℃）降溫物料（34℃→9℃），出料。
溫度參數(shù)設(shè)定應(yīng)根據(jù)殺菌工藝過程要求進(jìn)行設(shè)定。本例殺菌各段溫度參數(shù)如圖2所示。
一般的殺菌分為預(yù)熱、加熱和冷卻這三個(gè)步驟，每一段溫度參數(shù)設(shè)定是根據(jù)殺菌溫度及預(yù)熱溫度兩個(gè)溫度決定的。
本例殺菌溫度為90℃，加熱溫度為95℃。物料在加熱段經(jīng)過加熱，從65℃升至為90℃，加熱介質(zhì)采用的是過熱水，加熱介質(zhì)經(jīng)過與物料熱交換后其溫度從95℃降至為75℃。在這一階段，物料出口溫度與加熱介質(zhì)入口溫度的溫差比較小，一般在2℃～5℃之間。本例物料出口溫度為90℃，加熱溫度為95℃，溫差為5℃，這樣設(shè)置溫度的目的只有一個(gè)，即防止由于溫差過大導(dǎo)致結(jié)垢結(jié)焦加速。
本例為9℃物料溫度經(jīng)過余熱后的溫度為65℃，加熱介質(zhì)采用的是經(jīng)過殺菌后的物料的預(yù)熱對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱，殺菌后物料經(jīng)過預(yù)熱后其溫度從90℃降至34℃。這一段需要注意的是物料量是確定的，其給與的熱量必須大于或等于被預(yù)熱物料的熱量。三段溫度參數(shù)的設(shè)定也必須以此段的溫度參數(shù)為基礎(chǔ)來設(shè)定物料及加熱介質(zhì)在各段的溫度參數(shù)。如本例物料經(jīng)過預(yù)熱給與的熱量為：
Q1=1000×0.93(90-34)=52080kcal/h=218058.96k J/h
被預(yù)熱物料接受熱量為；
Q2=1000×0.93(65-9)=52080kcal/h=218058.96k J/h
本例殺菌后物料放出的熱量與被預(yù)熱物料吸收熱量相等。
對(duì)于一機(jī)多用（一般是指針對(duì)不同量或不同的相似物料兩種產(chǎn)品）殺菌機(jī)溫度參數(shù)設(shè)定要以最大生產(chǎn)能力為準(zhǔn)，參數(shù)設(shè)定仍然以加熱段、預(yù)熱段溫度兩個(gè)參數(shù)為基礎(chǔ)來設(shè)定其他各段溫度參數(shù)，對(duì)于生產(chǎn)量小的殺菌機(jī)，對(duì)某一段的面積可能要采用短路的形式，將多余面積斷掉來滿足不同產(chǎn)品生產(chǎn)的需要，但是參數(shù)設(shè)定原則不變。
從圖2可看出，從殺菌到預(yù)熱再到冷卻均采用的是逆流工藝，需要特別說明的是，在逆流工藝中冷流體的出口溫度可以高出熱流體的出口溫度。此外，殺菌機(jī)尤其是板式殺菌機(jī)的阻力都很大，要根據(jù)物料及殺菌機(jī)的阻力計(jì)算并確定出物料泵的流量及揚(yáng)程，且要留有一定余量，背壓閥選擇要合理，能夠保證物料出料而不氣化，背壓閥的壓力不能過大。
