【教学课件】第五章焙烤设备.ppt

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1、第五章 焙烤设备第一节第一节加热、热源加热、热源一、物料的传热方式一、物料的传热方式 脱脱水水干干燥燥：一一些些物物质质被被加加热热后后，除除温温度度升升高高外外，还还伴伴有有水水分的脱出，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。人人们们常常把把物物体体中中水水分分的的移移动动称称为为扩扩散散。物物料料内内部部水水分分移移动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。由由物物料料内内部部温温度度梯梯度度引引起起的的水水分分子子移移动动（即即水水分分子子从从

2、温温度度高高的的向向低低的的方方向向移移动动）称称为为热热扩扩散散。由由物物料料中中水水分分梯梯度度而而引引起起的的水水分分子子移移动动（水水分分子子从从水水分分含含量量高高的的向向含含量量少少的的方方向向移移动动）称为称为湿扩散湿扩散。、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。传传导导是是利利用用传传热热材材料料中中的的分分子子互互相相碰碰撞撞，从从而而将将热热量量传传递的过程；递的过程；对对流流是是利利用用热热量量随随物物质质的的流流动动而而传传递递能能量量的的，大大量量热热能能消耗在介质里；消耗在介质里；辐辐射射

3、是是不不借借助助介介质质，而而以以电电磁磁波波的的形形式式直直接接传传播播来来加加热热工件，热能利用工件，热能利用 高。高。如如果果物物料料中中温温度度梯梯度度与与水水分分梯梯度度方方向向一一致致时时，热热扩扩散散与与湿湿扩扩散散一一致致，这这将将加加速速干干燥燥。如如相相反反，而而且且当当热热扩扩散散比比湿湿扩扩散散强强烈烈时时，物物料料内内部部水水分分不不但但不不能能向向外外扩扩散散，反反而而把把水水分分往往内部赶，使水分不能蒸发。内部赶，使水分不能蒸发。为为了了加加快快水水分分子子的的内内扩扩散散速速度度，要要控控制制物物料料表表面面与与内内部部的的温温度度梯梯度度不不易易过过大大，使使

4、湿湿扩扩散散与与热热扩扩散散方方向向一一致致。另另外外，由由于于水水分分子子在在物物料料表表面面蒸蒸发发时时，要要穿穿过过物物料料表表面面的的气气膜膜层层。此此阻阻力力大大，可可设设法法将将此此气气膜膜破破坏坏，可可减减少少外外扩扩散散阻阻力力，提提供供干干燥速度。燥速度。在在食食品品焙焙烤烤中中现现多多用用远远红红外外加加热热，辐射是主要传热方式。辐射是主要传热方式。二、红外线及其特性二、红外线及其特性 、什么是远红外线？、什么是远红外线？日日光光通通过过三三棱棱镜镜可可分分为为红红、橙橙、黄黄、绿绿、青青、兰兰、紫紫七七色色可可见见光光。在在红红色色光光和和紫紫色色光光两两端端还还存存在在

5、着着不不可可见见光光，即即红红外外线线和和紫紫外外线线。可可见见光光、红红外外线线和和紫紫外外线线都都是是电电磁磁波波，它它们们的的区区别别只只是是波波长长不不同同而而已已。在在电电磁磁波波频频谱谱上上我我们们可可以以看看到到，可可见见光光谱谱的的波波段段极极窄窄，从从0.4-0.75m，而而红红外外线线介介于于可可见见光光与与微微波波之之间间，其其波波长长范范围围是是0.75m至至1000m。红红外外线线按按波波长长的的不不同同又又分分为为近近红红外外和和远远红红外外，即即从从0.75m至至3m为为近近红红外外，从从3m至至1000m为为远远红红外外，也也有有人人将将红红外外线线分分成成近近

6、红红外外、中中红红外和远红外线。外和远红外线。、红外线的产生、红外线的产生 红红外外线线的的产产生生与与温温度度有有密密切切关关系系，研研究究表表明明，、自自然然界界里里任任何何固固体体或或液液体体在在其其温温度度大大于于绝绝对对零零度度（-273）时时，都都会会辐辐射射红红外外线线。其其辐辐射射能能量量的的大大小小和和按按波波长长的的分分布布情情况况是是直直接接由由物物体体表表明明温温度度决决定定的的。不不管管温温度度高高低低如如何何，都都是是相相应应于于物物体体表表面面温温度度的的能能量量辐辐射射。、物物体体表表面面的的辐辐射射能能量量与与物物体体表表面面绝绝对对温温度度千千次次方方成成正

7、正比比（波波尔尔兹兹曼曼定定律律）。、物物体体辐辐射射能能量量最最大大的的峰峰值值波波长长，随随温温度度的的升升高高而而向向波波长长短短的的方方向向移移动动，则则温温度度较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。温温度度升升高高辐辐射射能能量量增增强强，温温度度升升高高，峰峰值值波波长长向向着着短短波波方方向向移移动动，这这是是红红外外辐辐射射的的两两个个重重要要规规率率。由由此此可可知知，为为了了增增大大红红外外辐辐射射器器的的辐辐射射能能量量，就就得得提提高高辐辐射射器器的的表表面面温温度度，但但辐辐射射波波峰峰值值变变短短，减减弱弱了了渗渗透透能能力力，所所

8、以以要要合合理理地地选选择择使使用用的的温温度度，使使辐辐射射能能量量适适合合被被加加热热物物料料的的吸吸收收，以以充充分分有有效效地地利利用用能能源源，同时加热效率也增高。同时加热效率也增高。、红外线的传播、红外线的传播 红红外外线线与与可可见见光光一一样样，都都是是直直线线传传播播的的。传传播播速速度度C=310cm/s,和和可可见见光光一一样样，不不仅仅具具有有波波的的性性质质，也也具具有有粒粒子子的性质。光的能量（的性质。光的能量（）与光的频率成正比，）与光的频率成正比，当当红红外外线线辐辐射射到到达达物物体体时时，会会出出现现以以下下三三种种情情况况：一一部部分分在在物物体体表表面面

9、被被发发射射，一一部部分分被被物物体体所所吸吸收收，其其余余部部分分透透过过物物体体。被被吸吸收收的的红红外外线线辐辐射射能能量量就就转转变变成成热热，使使物物体体升升温温，被被吸收的能量越大，物体温度越高。吸收的能量越大，物体温度越高。在在用用红红外外线线加加热热时时，可可利利用用这这种种光光学学特特性性，将将红红外外线线聚聚光、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。而而不不同同的的物物质质对对红红外外线线的的发发射射、吸吸收收和和透透射射是是不不同同的的，即即使使同同一一物物质质，也也可可因因其其结结构构及及表表面面形形成成不不同同而而异异。同同一一种种物

10、质对不同波长的红外线，其发射、吸收、透射也是不同的。物质对不同波长的红外线，其发射、吸收、透射也是不同的。这这就就要要求求采采用用发发射射率率的的材材料料作作辐辐射射源源和和缩缩短短辐辐射射的的距距离离，以以使使达达到到被被加加热热物物的的辐辐射射能能量量尽尽量量大大；同同时时要要求求被被加加热热物物的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。、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？不不同同物物体体对对红红外外线线的的吸吸收收是是不不同同的的，就就是是同同一一物物体体对对不不同波长红外线辐射能的吸收也是不同的。同波长红

11、外线辐射能的吸收也是不同的。如如夏夏日日在在阳阳光光下下，在在钢钢轨轨上上走走感感觉觉烫烫脚脚，而而在在枕枕木木上上就就不不烫烫脚脚。这这说说明明不不同同物物质质对对日日光光中中红红外外线线的的吸吸收收程程度度不不同同。由由于于不不同同物物质质，它它们们的的原原子子和和分分子子结结构构不不同同，因因此此，对对红红外外线线的的吸吸收收特特性性也也不不同同。同同一一物物体体在在不不同同波波长长上上，对对红红外外线线的的吸吸收收率率也也是是不不同同的的，如如果果辐辐射射的的红红外外线线能能量量符符合合被被加加热热物物的的吸吸收收特特性性，则则吸吸收收率率就就大大，反反之之则则小小。在在物物体体吸吸收

12、收了了一一定定波波长长红红外外线线能能量量后后，就就产产生生共共振振现现象象，引引起起分分子子和和原原子子的的共共振振与转动加剧，增加了运动的能量，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。并并不不是是所所有有物物质质都都吸吸收收红红外外线线，某某些些具具有有对对称称结结构构的的分分子子象象氮氮、氢氢、氧氧等等气气体体不不 出出所所谓谓的的特特性性，因因而而就就不不吸吸收收红红外外线。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

13、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。、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

14、；、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方成正比。、辐射温度与辐射源到物料的距离的平方成正比。、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

15、点看是由原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

16、。的运动激化。远红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

17、分子激烈也相互碰撞，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。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 远远红红外外辐辐射射元元件件是是产产生生远远红红外外线线的的器器具具，它它可可将将电电能能转转变变为远红外辐射能，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 由由管管体体（碳碳钢钢或或不不锈锈钢钢），发发热热体体（电电阻阻丝丝）、填填充充料料（

18、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。氧氧化化镁镁管管的的表表面面负负荷荷率率与与表表面面温温度度有有关关。表表面面温温度度越越高高，辐辐射射能能量量越越大大。但但是是在在辐辐射射涂涂层层材材料料已已选选定定的的情情况况下下，其其最最大大辐辐射射波波长长随随表表面面温温度度升升高高而而向向短短方方向向移移动动。当当元元件件表表面面温温度度高高于于600600时时，则则明明显显的的发发出出可可见见光光。有有用用波波长长部部分分占占的的辐辐射射强强度的比例就下降了。度的比例就下降了。其其特特点点：管管子子重重量量轻轻，热热效效率率高高，热热容容量量

19、小小，升升温温起起动动快快、结结构构紧紧凑凑、浓浓度度好好、可可直直接接紧紧固固于于炉炉壁壁上上，安安装装及及更更换换方方便便，使使用用寿寿命命较较长长。但但氧氧化化镁镁导导热热系系数数低低，使使元元件件表表面面负负荷荷率率降降低低，故不适应于大功率高温加热。故不适应于大功率高温加热。、碳化硅管、碳化硅管 是是由由碳碳化化硅硅管管、发发热热体体（电电阻阻丝丝）和和辐辐射射涂涂层层组组成成，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。其其特特点点：辐辐射射效效率率高高，使使用用寿寿命命长长，制制造造工工艺艺简简单单、成成本本低低、涂涂层层不不易易脱脱落落。

20、抗抗机机械械震震动动性性差差，热热缩缩性性大大，升升温温时时间长。间长。、硅碳棒、硅碳棒 是是以以高高纯纯度度碳碳化化硅硅（含含量量98.598.5），以以高高温温再再结结晶晶方方法法制成，有涂层。制成，有涂层。其其特特点点：通通电电自自热热，不不同同电电阻阻丝丝，单单位位表表面面发发热热量量大大，升升温温快快，比比金金属属和和碳碳化化硅硅管管具具有有明明显显的的节节电电效效果果，其其涂涂层层化化学学性性稳稳定定，所所以以烘烘烤烤产产品品质质量量好好，但但成成本本高高，使使用用安安装装技技术术性能较强。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

21、管和发热丝组成，无涂层。特特点点：其其光光谱谱辐辐射射率率高高，且且稳稳定定，不不需需远远红红外外涂涂层层，没没有涂层脱落问题，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。、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

22、敏性大，升温时间长。性大，升温时间长。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 应应有有较较高高的的加加热热效效率率，辐辐射射率率高高，有有良良好好的的热热传传导导性性，有有高的冷热稳定性，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。选选择择辐辐射射材材料料的的原原则则，就就是是辐辐射射元元件件的的主主辐辐射射波波长长要要与与被被加加热热物物体体的的红红外外系系数数特特性性相相匹匹配配的的辐辐射射材材料料，同同时时要要考考虑虑选选用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、

23、食品烤炉中常用的辐射涂料 目目前前国国内内常常用用的的有有：氧氧化化物物，如如三三氧氧化化铁铁（Fe2O3）、二二氧氧化化锆锆（ZrO2）、二二氧氧化化钛钛（TiO2）、二二氧氧化化锰锰（MnO2）、三三氧氧化化二二铬铬（Cr2O3）等等；碳碳化化物物，如如碳碳化化硅硅（SiC）；氮氮化化物物、硼化物。硼化物。可单一或混合使用可单一或混合使用。三、辐射材料的涂刷工艺三、辐射材料的涂刷工艺 目目前前常常用用的的方方法法有有四四种种，即即等等离离子子喷喷涂涂法法、涂涂刷刷法法、撒撒布布法和复合烧结法。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

24、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 在在制制备备好好的的基基体体上上先先涂涂刷刷一一层层50-200m粘粘结结剂剂，然然后后撒撒布布大颗粒红外烧结材料而成。大颗粒红外烧结材料而成。、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。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

25、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。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

26、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0.90.9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 烤烤炉炉由由炉炉体体、加加热热元元件件、传传动动装装置置载载体体（带带）、排排潮潮系系统统及及电电控控部部分分等等组组成成

27、。炉炉体体设设计计包包括括炉炉体体形形式式、尺尺寸寸、保保温温密密封封形形式式等等的的设设计计。设设计计的的是是否否合合理理，将将对对产产品品质质量量、热热效效率率及及产产品品成成本本产产生生直直接影响。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：一、炉体的结构一、炉体的结构形式形式 目目前前国国内内食食品品行行业业普普遍遍采采用用的的有有三三种种形形式式：砖砖砌砌炉炉体体、金金属构架体、予制构件炉体。属构架体、予制构件炉体。砖砖砌砌炉炉体体：

28、一一般般为为红红砖砖或或耐耐火火砖砖，常常用用于于煤煤炉炉或或少少数数隧隧道道炉炉。目目前前有有的的采采用用蛭蛭石石砖砖或或藻藻土土砖砖砌砌筑筑，其其保保温温性性能能好好。其其优优点点：结结构构简简单单、热热惯惯性性大大、适适用用于于长长期期运运转转的的场场合合。缺缺点点为为：体积庞大、笨重、不能搬运。体积庞大、笨重、不能搬运。金金属属构构架架炉炉体体：由由型型钢钢构构架架、金金属属薄薄板板和和保保温温材材料料等等构构成成。其其特特点点为为：炉炉体体轻轻、灵灵活活、热热惯惯性性小小，可可做做成成各各种种形形式式以以适适应应产产品品要要求求，可可分分段段制制造造，根根据据需需要要可可组组成成不不

29、同同的的长长度度，每每节节间间用螺钉连接，便于安装运输，但成本高。用螺钉连接，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。二、炉体尺寸的确定二、炉体尺寸的确定 、炉体长度、炉体长度 隧隧道道炉炉的的长长度度主主要要与与生生产产能能力力、烘烘烤烤时时间间及及运运行行速速度度有有关关。对对同同一一种种食食品品来来说说，在在一一定定加加热热温温度度条条件件下下，如如果

30、果烘烘烤烤时时间间变变化化不不大大的的话话，那那么么生生产产能能力力越越大大，则则要要求求物物料料在在炉炉内内运动的速度越快，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 烤烤炉炉的的总总长长总总，由由入入炉炉端端、加加热热区区和和出出炉炉端端2 2三三部部分分组组成成。即即：总总1 12 2（）其其中中1 1、2 2由由炉炉体体结构确定，而可由生产能力计算得出：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/

31、kg/kg）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 、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。隧隧道道炉炉一一般般与与成成型型机机械械配配套套使使用用，组组成成连连续续生生产产线线，因因此此要要求求炉炉排排的的传传送送速速度度必必须须与与成成型型和和生生胚胚速速度度同同步步，则则炉炉长长为：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而定。）（根据成型机输出能力

32、而定。）T T烘烘烤烤时时间间（分分）（烘烘烤烤时时间间与与生生胚胚配配方方、辐辐射射强强度度、吸吸收收系系数、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。）为为了了适适应应不不同同品品种种的的需需要要，烤烤炉炉的的传传动动机机轴轴，常常设设有有无无级变速装置。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。炉长的选择还需注意的两个问题炉长的选择还需注意的两个问题 、应应与与前前级级成成

33、型型机机相相匹匹配配，同同时时还还应应根根据据车车间间面面积积大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。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。已已知知：烘烘烤烤时时间间为为minmin，每每公公斤斤为为200200块块，带带枞枞向向每每米米上饼干上饼干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

34、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 、炉堂的断面形状和、炉堂的断面形状和尺寸尺寸 有有平平面面和和拱拱型型两两种种，平平面面炉炉可可减减少少炉炉堂堂高高度度，表表面面尺尺寸寸小小、排排潮潮有有死死区区，热热损损失失小小。拱拱型型顶顶便便于于蒸蒸气气排排放放，避避免免形形成水蒸气死区，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

35、=l2 2=50-70mm=50-70mm）。）。h-h-上上下下元元件件间间距距（mmmm）（其其与与制制品品的的厚厚度度有有关关制制品品越越厚厚，h h值越长。）值越长。）拱型炉拱型炉 H=d+l H=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，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 、炉堂宽度确定：、炉堂宽度确定：管管状状辐辐射射元

36、元件件由由于于在在发发热热部部分分，沿沿管管长长方方向向的的分分布布温温度度不不均均匀匀，两两端端辐辐射射热热量量小小，制制品品受受热热不不均均匀匀，为为了了保保证证炉炉堂堂边边缘缘食食品品的的辐辐射射效效果果，达达到到整整体体炉炉堂堂烘烘烤烤均均匀匀一一致致，炉炉堂堂宽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)三、炉体保温三、炉体保温 理理想想的的保保温温效效果果，在在烤烤炉炉正正常常工工作作时时，炉炉外外壁壁的的温温度度不不

37、高于高于5050。为为了了提提高高热热效效率率，减减少少热热损损失失，所所以以在在设设计计时时应应考考虑虑以以下几个问题：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，防止不必要的反射损失与对流损失。尽尽量量减减少少炉炉体体尺尺寸寸和和重重量量，以以减减少少散散热热面面积积和和自自身身蓄蓄热。热。、保温材料选择、保温材料选择 炉炉体体保保温温效效果果好好坏坏，与与保保温温材材料料性性质质有有很很大大关关系系。一一般般说，导热系数小于说，导热系数小于0.2kcal/m0.2kcal/

38、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。中中、低低温温（600600以以下下）隔隔热热效效果果好好的的保保温温材材料料有有：石石棉、硅藻土、蛭石、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

39、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200-200-250mm250mm，顶部为，顶部为250-300mm250-300mm。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。第五节第五节 远红

40、外炉电功率计算远红外炉电功率计算 远远红红外外烤烤炉炉功功率率的的确确定定，只只能能做做近近似似计计算算，下下面面介介绍绍二二种种计算方法：计算方法：一、热平衡法一、热平衡法 热热平平衡衡法法是是指指烤烤炉炉进进入入状状态态以以后后，热热元元件件发发出出的的总总热热量量应应与与进进入入烤烤炉炉的的生生胚胚、载载体体、炉炉壁壁吸吸收收或或散散发发的的热热量量之之和和相相平平衡衡。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

41、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)各各项项热热量量可可用用化化工工原原理理所所讲讲的的热热量量计计算算公公式式计计算算（即即）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

42、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功率的当量系数（即电压波动断面修正系数），取。功率的当量系数（即电压波动断面修正系数），取。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)二、辐射功率密度法二、辐射功

43、率密度法 消耗电功率消耗电功率 （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。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 因因为为物物体体的的辐辐射射量量与与表表面面绝绝对对温温度度的的四四次次方方成成正正比比，即即元元件表面温度越高，辐射能量越大。件表面温度越高，辐射能量越大。元元件件的的远远红红外外加加热热是是一

44、一种种辐辐射射加加热热的的方方式式，但但发发热热元元件件不不可可避避免免的的存存在在着着对对流流加加热热的的作作用用。为为了了发发挥挥远远红红外外加加热热的的优优点点，当当然然应应以以辐辐射射加加热热为为主主，而而以以对对流流加加热热为为辅辅，这这就就与与元元件件的的表表面温度有关。面温度有关。通通过过对对对对流流和和辐辐射射传传热热量量的的计计算算的的比比较较值值来来说说，温温度度在在400-600之之间间，有有效效辐辐射射能能占占总总辐辐射射能能量量的的77.86，为为对对流流传传热热的的6倍倍左左右右，使使辐辐射射能能得得到到很很好好的的利利用用，同同时时辐辐射射能能密密度度也也较较高高

45、，在在1-3w/m2之之间间。在在200以以下下辐辐射射能能密密度度仅仅为为0.25w/m2，能能量量太太低低加加热热缓缓慢慢，而而且且在在200以以下下对对流流散散热热损损失失在在5以以上上。在在400-600之之间间主主辐辐射射波波长长3.3-4.3m范范围围，有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。二、辐射距离的确定二、辐射距离的确定 辐辐射射距距离离是是指指管管状状元元件件的的中中心心或或板板状状元元件件的的辐辐射射涂涂层层到到烤烤盘盘底底部部或或钢钢带带上上表表面面之之间间的的距距离离。距距离离的的大大小小直直接接影影响响远远红

46、红外外的的辐辐射射温温度度，还还影影响响炉炉堂堂尺尺寸寸。根根据据照照度度定定律律可可知知，辐辐射射能能量量的的大大小小与与距距离离的的平平方方成成反反比比，但但在在制制作作较较好好的的炉炉堂堂中中，由于多次反射其辐射能量与距离的次方成反比。由于多次反射其辐射能量与距离的次方成反比。总总之之，辐辐射射强强度度随随距距离离增增加加而而衰衰减减，距距离离越越近近，强强度度越越大大，辐辐射射面面小小，加加热热效效果果越越好好。但但辐辐射射温温度度分分布布的的不不均均匀匀性性越越显显著著，从从而而会会因因加加热热不不均均匀匀而而影影响响产产品品质质量量。距距离离越越大大则则与上情况相反，但辐射强度的分

47、布趋向均匀。与上情况相反，但辐射强度的分布趋向均匀。对对隧隧道道式式，由由于于食食品品经经输输送送设设备备，在在炉炉内内移移动动，则则不不必必考考虑虑热热量量分分布布的的均均匀匀性性，可可将将距距离离接接近近到到150mm,150mm,加加快快传传送送速速度，效果较好。度，效果较好。三、辐射元件的工艺布置三、辐射元件的工艺布置 设设计计中中发发热热元元件件布布置置的的是是否否合合理理，对对炉炉的的热热利利用用率率、产产品品质质量量有有直直接接影影响响。辐辐照照度度是是否否均均匀匀，主主要要决决定定于于炉炉内内加加热热元元件件组合与工艺布置。组合与工艺布置。单单管管状状元元件件：其其辐辐射射度度

48、沿沿管管长长与与管管径径方方向向各各不不相相同同。其其组组合合一一般般都都是是沿沿管管长长方方向向水水平平顺顺序序排排列列，元元件件间间距距一一般般为为150-150-250mm250mm。在在隧隧道道炉炉内内，炉炉管管长长由由于于加加热热过过程程中中伴伴有有大大量量水水蒸蒸气气逸逸出出，元元件件的的均均匀匀过过密密布布局局而而使使水水蒸蒸气气逸逸出出受受到到抑抑制制，故故此此有有的的采采用用脉脉冲冲加加热热法法，效效果果比比较较好好。此此法法是是在在元元件件的的排排列列上上，放放弃弃均均匀匀的的布布局局，改改为为元元件件之之间间有有较较大大的的间间矩矩，一一般般不不小小于于300mm300m

49、m，这这样样在在食食品品通通过过时时，其其总总的的温温度度变变化化曲曲线线上上包包含含着着多多个个“升升温温降降温温”的的脉脉冲冲式式的的循循环环，这这样样既既减减少少了了元元件件，又又有有利于水蒸气的脱出，从而提高了加热效率。利于水蒸气的脱出，从而提高了加热效率。在在炉炉内内，为为了了满满足足食食品品在在烘烘烤烤过过程程中中，需需要要不不同同的的面面火火和和底底火火，并并考考虑虑到到上上层层元元件件对对食食品品的的直直接接辐辐照照，下下层层元元件件要要通通过过铁铁板板底底或或钢钢带带，才才能能把把热热量量传传给给食食品品，而而热热气气流流总总是是上上升升的的，所所以以安安装装时时上上层层元元

50、件件功功率率小小于于下下层层，如如用用盘盘烤烤专专用用饼饼干干炉炉，上上层层功功率率是是下下层层的的75-8075-80；面面包包烤烤炉炉，上上层层功功率率是是下下层层功功率率的的50-6050-60；一一炉炉多多用用烤烤炉炉功功率率可可均均匀匀分分配配，可可通通过过调调节节各各温温区区温温度度来来控控制制，也也可可在在高高温温区区元元件件排排密密些些，低低温温区区排排疏疏些些，视视实实际情况而定。际情况而定。板状元件：板状元件：红外线是从辐射层向外慢辐射的，长宽尺寸红外线是从辐射层向外慢辐射的，长宽尺寸相差不大的元件，其两个方向辐射强度相差不大，温度较均相差不大的元件，其两个方向辐射强度相差