第二章 過熱蒸汽

1、 第二章第二章 過熱蒸汽應(yīng)用技術(shù)過熱蒸汽應(yīng)用技術(shù)2.1 過熱蒸汽的性質(zhì)過熱蒸汽的性質(zhì)2.2 過熱水蒸氣的產(chǎn)生與設(shè)備過熱水蒸氣的產(chǎn)生與設(shè)備2.3 過熱蒸汽在食品加工中的應(yīng)用過熱蒸汽在食品加工中的應(yīng)用本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容H2O1、水、水 蒸發(fā)蒸發(fā) 飽和狀態(tài)飽和狀態(tài) 蒸汽壓力蒸汽壓力2、濕飽和蒸汽、濕飽和蒸汽 水汽化水汽化 干飽和蒸汽干飽和蒸汽定壓、繼續(xù)加熱定壓、繼續(xù)加熱3、干飽和蒸汽、干飽和蒸汽 蒸汽溫度上升蒸汽溫度上升 過熱蒸汽過熱蒸汽定壓、繼續(xù)加熱定壓、繼續(xù)加熱飽和液體飽和液體濕飽和蒸汽濕飽和蒸汽溫度不變Up to 300oC第一節(jié)第一節(jié) 過熱蒸汽的性質(zhì)過熱蒸汽的性質(zhì)abdecvovpvv

2、xvv一、干飽和蒸汽一、干飽和蒸汽Tsabdessxss“干飽和蒸汽干飽和蒸汽”狀態(tài)狀態(tài)“濕飽和蒸汽濕飽和蒸汽”水蒸氣發(fā)生過程水蒸氣發(fā)生過程p-v圖圖水蒸氣發(fā)生過程水蒸氣發(fā)生過程T-s圖圖飽和溫度飽和溫度二、過熱水蒸氣的概念二、過熱水蒸氣的概念p將干飽和蒸汽繼續(xù)定壓加熱，將干飽和蒸汽繼續(xù)定壓加熱，蒸汽溫度就要上升而超過飽蒸汽溫度就要上升而超過飽和溫度，其超過的溫度值稱和溫度，其超過的溫度值稱為為“過熱度過熱度”，具有過熱度，具有過熱度的蒸汽稱作的蒸汽稱作“過熱蒸汽過熱蒸汽”。過熱過程吸收的熱量稱過熱過程吸收的熱量稱“過過熱熱熱熱”。三、過熱水蒸氣的性質(zhì)三、過熱水蒸氣的性質(zhì)p過熱水蒸氣的溫度比相

3、同壓力下的干飽和蒸汽溫度更過熱水蒸氣的溫度比相同壓力下的干飽和蒸汽溫度更高，比體積更大。高，比體積更大。p干燥狀態(tài)下的蒸汽具有如同熱空氣一樣可以干燥狀態(tài)下的蒸汽具有如同熱空氣一樣可以使物質(zhì)加使物質(zhì)加熱干燥熱干燥，也可以在一定條件下如同飽和蒸汽一樣，若，也可以在一定條件下如同飽和蒸汽一樣，若接觸到比其溫度遠(yuǎn)低的物質(zhì)時(shí)又能接觸到比其溫度遠(yuǎn)低的物質(zhì)時(shí)又能冷凝成水冷凝成水的兩種性的兩種性質(zhì)。質(zhì)。第二節(jié)第二節(jié) 過熱水蒸汽的產(chǎn)生與設(shè)備過熱水蒸汽的產(chǎn)生與設(shè)備當(dāng)水加熱蒸發(fā)到干飽和蒸汽狀態(tài)時(shí)，在當(dāng)水加熱蒸發(fā)到干飽和蒸汽狀態(tài)時(shí)，在壓力保持不變的壓力保持不變的情況下繼續(xù)加熱情況下繼續(xù)加熱，則水蒸氣就變成過熱水蒸氣。

4、，則水蒸氣就變成過熱水蒸氣。過熱器：過熱器：干飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的設(shè)備。干飽和蒸汽加熱成過熱蒸汽的設(shè)備。一、對(duì)流過熱器一、對(duì)流過熱器依靠對(duì)流傳熱從煙氣中吸收熱量。依靠對(duì)流傳熱從煙氣中吸收熱量。鍋爐對(duì)流過熱器鍋爐對(duì)流過熱器結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖1、蒸汽、蒸汽2-3、對(duì)流過熱器、對(duì)流過熱器4、中間聯(lián)箱、中間聯(lián)箱5、表面式減溫器、表面式減溫器6、過熱蒸汽出口、過熱蒸汽出口 聯(lián)箱聯(lián)箱7、交叉管、交叉管煙氣與蒸汽的相對(duì)流向煙氣與蒸汽的相對(duì)流向順流順流雙逆流雙逆流逆流逆流混流混流二、半輻射過熱器二、半輻射過熱器屏式過熱器簡圖屏式過熱器簡圖1、聯(lián)接管、聯(lián)接管 2、扎緊管、扎緊管既吸收煙氣流過既吸收煙氣流過的對(duì)流熱

5、，又吸的對(duì)流熱，又吸收爐膛中的輻射收爐膛中的輻射熱及管間煙氣的熱及管間煙氣的輻射熱。輻射熱。三、輻射過熱器三、輻射過熱器布置在爐膛四周的墻上或爐頂，作為一個(gè)獨(dú)立的布置在爐膛四周的墻上或爐頂，作為一個(gè)獨(dú)立的輻射受熱面，吸收爐膛的輻射熱輻射受熱面，吸收爐膛的輻射熱；熱負(fù)荷很高傳熱效果好；熱負(fù)荷很高傳熱效果好；過熱汽溫隨鍋爐負(fù)荷增高而降低。過熱汽溫隨鍋爐負(fù)荷增高而降低。四、電加熱蒸汽過熱器四、電加熱蒸汽過熱器獨(dú)立型蒸汽過熱器工作原理圖獨(dú)立型蒸汽過熱器工作原理圖第三節(jié)第三節(jié) 過熱水蒸汽在食品加工中的應(yīng)用過熱水蒸汽在食品加工中的應(yīng)用應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：應(yīng)用優(yōu)勢(shì)：p無稀釋效應(yīng)無稀釋效應(yīng)：失去一定熱含量后不一定變成汽

6、凝水；：失去一定熱含量后不一定變成汽凝水；p傳熱阻力小；傳熱阻力小；p加熱效率高；加熱效率高；p安全、可直接接觸加熱；安全、可直接接觸加熱；p適用范圍適用范圍廣：廣：蔬菜之類在不引起氧化情況下的加熱快速干燥；蔬菜之類在不引起氧化情況下的加熱快速干燥；低水分原料的瞬時(shí)殺菌；低水分原料的瞬時(shí)殺菌；熱蒸汽成飽和水蒸氣所難以替代的各種加工工藝。熱蒸汽成飽和水蒸氣所難以替代的各種加工工藝。一、過熱蒸汽用于食品干燥一、過熱蒸汽用于食品干燥過熱蒸過熱蒸汽進(jìn)口汽進(jìn)口過熱蒸汽出口過熱蒸汽出口Superheated Steam Drying干燥特點(diǎn)：干燥特點(diǎn)：p保持物料中的有效成分保持物料中的有效成分：食品、藥品

7、等熱敏性物料的干燥；p干燥速度高于熱風(fēng)干燥；干燥速度高于熱風(fēng)干燥；p產(chǎn)品的含水率更低產(chǎn)品的含水率更低；p成本介于熱風(fēng)干燥和冷凍干燥之間成本介于熱風(fēng)干燥和冷凍干燥之間；應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例面條干燥面條干燥p過熱蒸汽蒸熟面條 風(fēng)冷卻 太陽曬干；p過熱蒸汽將淀粉糊化（面條部分干燥） 油炸；p熱風(fēng)預(yù)干燥 過熱蒸汽處理 油炸方便面；p生面過熱水蒸氣預(yù)干燥 冷卻 熱風(fēng)干燥；芹菜、菠菜、洋芹菜、菠菜、洋蔥、土豆片、面蔥、土豆片、面條、大豆、稻谷、條、大豆、稻谷、蔬菜、蝦米、雞蔬菜、蝦米、雞肉、各種水果片肉、各種水果片等等二、過熱蒸汽用于食品的膨化加工二、過熱蒸汽用于食品的膨化加工p膨化：膨化：將含有一定量水份的

8、食品原料在加壓情況下加熱到100 以上的高溫, 然后突然釋放壓力，原料中的水份急劇汽化成蒸汽產(chǎn)生較高的膨脹力, 將食品膨化；p熱源熱源：熱空氣、直接火、飽和水蒸氣、電能；p不同原料不同的膨化條件不同原料不同的膨化條件：大米、高粱：200-600 kPa；玉米：660-800 kPa；過熱蒸汽導(dǎo)入過熱蒸汽導(dǎo)入內(nèi)外筒之間的內(nèi)外筒之間的環(huán)形空間環(huán)形空間加熱元件加熱加熱元件加熱保持過熱狀態(tài)保持過熱狀態(tài)應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用實(shí)例p釀造原料的預(yù)處理：釀造原料的預(yù)處理：大豆、脫脂大豆、小麥；大豆：含水量10-12%，處理5-7s；釀酒用精白米、糙米和米糠等的膨化處理。四、過熱蒸汽用于粉粒狀原料的瞬間殺菌四、過熱蒸汽用于粉粒狀原料的瞬間殺菌p低水分香料、小麥粉等原料的殺菌難題低水分香料、小麥粉等原料的殺菌難題：內(nèi)部熱傳導(dǎo)性差，難以均勻加熱；水分含量少，難以有效地殺滅細(xì)菌；濕熱殺菌易粘在裝置內(nèi)并結(jié)塊；品質(zhì)容易惡化：氧化變色、揮發(fā)性成分損失；定量輸送和在裝置內(nèi)的流動(dòng)困難。過熱蒸汽過熱蒸汽瞬時(shí)殺菌瞬時(shí)殺菌不會(huì)使原料水分增加不會(huì)使原料水分增加將品質(zhì)劣化控制在最低程度將品質(zhì)劣化控制