午餐肉定量裝罐機(jī)灌裝操作要點(diǎn)區(qū)域潔凈送風(fēng)頂蓋氣流組織的優(yōu)化規(guī)劃

 摘 要

 為了對(duì)灌裝操作空間供給分區(qū)域的不同風(fēng)速送風(fēng)和確保單向的氣流組織，本研討經(jīng)過CFD數(shù)值模仿技能嚴(yán)厲規(guī)劃并驗(yàn)證了送風(fēng)頂蓋內(nèi)的喉部和組合導(dǎo)流板的細(xì)節(jié)尺度，使得送風(fēng)頂蓋具有較好的流量分配和氣流引導(dǎo)作用。首要定量核算了多種喉部尺度選型的分流作用，然后確定了喉部9-11-5mm的組合，使得三個(gè)區(qū)域的流量分配契合預(yù)設(shè)要求。之后又優(yōu)化了組合導(dǎo)流板對(duì)氣流的引導(dǎo)作用，添加了短擋板，使氣流按照預(yù)訂道路對(duì)孔板壁面送風(fēng)，避免了渦流和逆向氣流發(fā)生。氣流經(jīng)過送風(fēng)頂蓋的分流與引導(dǎo)，灌裝區(qū)氣流流線整齊規(guī)則，流速分區(qū)且均勻，一起避免了瓶架縫隙內(nèi)呈現(xiàn)高速氣流。本研討將規(guī)劃與CFD模仿相結(jié)合，為灌裝區(qū)潔凈送風(fēng)供給了優(yōu)化規(guī)劃思路與可靠送風(fēng)設(shè)備。

 研 究 背 景

 無菌冷灌裝的飲料產(chǎn)品口味更新鮮，營(yíng)養(yǎng)更豐富，還能降低能耗，削減瓶重，節(jié)約成本，但工藝要求較高。灌裝時(shí)如果發(fā)生微生物污染將會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品變質(zhì)，具有一定的危險(xiǎn)。因此為灌裝機(jī)供給超高等級(jí)的潔凈送風(fēng)關(guān)于無菌灌裝非常重要。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《食物工業(yè)潔凈用房建筑技能規(guī)范》關(guān)于高污染危險(xiǎn)的潔凈操作區(qū)（指食物在不能終究滅菌條件下，灌裝用容器為廣口瓶且需要露出數(shù)秒方可關(guān)閉）要求 0.5μm 的 懸浮微粒數(shù)靜態(tài)工況應(yīng)少于 3520 個(gè)/m（3 5 級(jí)），動(dòng)態(tài)工況應(yīng)少于 35200 個(gè)/m（3 6 級(jí)），并主張鮮果汁灌裝室潔凈等級(jí) 為 6～7 級(jí)，牛奶灌裝室為 6 級(jí)，果醬灌裝室 7 級(jí) 。灌裝機(jī)并不等同于潔凈室，其內(nèi)部機(jī)械結(jié)構(gòu)較為雜亂，將機(jī)器內(nèi)全空間設(shè)為潔凈等級(jí)為 5 級(jí)的單向流是不現(xiàn)實(shí)的。為此歸納以上情況，將無菌灌裝機(jī)內(nèi)部分區(qū)域建立不同潔凈等級(jí)，即履行灌裝操作的要點(diǎn)區(qū)域設(shè)置為 5 級(jí)，選用單向流確保流向均勻單一，一起截面上風(fēng)速不小于 0.2m/s；關(guān)于灌裝機(jī)內(nèi)非履行灌裝區(qū)域，潔凈等級(jí)設(shè)為 6 級(jí)，選用非單向流。關(guān)于灌裝機(jī)內(nèi)的履行灌裝操作的要點(diǎn)區(qū)域，單向流的氣流組織規(guī)劃原則如下：1. 盡量削減渦流，然后避免微塵在渦流內(nèi)回旋積累；2. 避免上升氣流的發(fā)生，削減微塵逆向污染上游較潔凈的空氣；3. 盡量確保流向單一，流型規(guī)整，流線不交叉。為了完成以上氣流組織要求，對(duì)灌裝操作區(qū)域高要求送風(fēng)，本研討選用了送風(fēng)頂蓋對(duì)過濾后的空氣進(jìn)行流量分配和氣流引導(dǎo)。由于送風(fēng)頂蓋內(nèi)細(xì)節(jié)尺度 較多且影響因素不確定，為快速完成活動(dòng)作用，本研討在優(yōu)化規(guī)劃過程中，選用了 CFD 數(shù)值模仿技能，對(duì)送風(fēng)頂蓋內(nèi)遍地細(xì)節(jié)尺度的組合進(jìn)行了氣體活動(dòng)核算和優(yōu)化驗(yàn)證，使送風(fēng)契合預(yù)期要求，確保了灌裝區(qū)的高要求的氣流組織。

 結(jié) 論

 為灌裝機(jī)供給超高等級(jí)的潔凈送風(fēng)關(guān)于無菌灌裝非常重要。本文研討并規(guī)劃了送風(fēng)頂蓋，為灌裝操作區(qū)域供給分區(qū)不同流速的單向流送風(fēng)。送風(fēng)頂蓋具有兩大作用——流量分配和氣流引導(dǎo)。要確�？装逑滤惋L(fēng)分區(qū)不同流速，流向均勻單一，流型規(guī)整，避免渦流和逆流，須結(jié)合送風(fēng)作用仔細(xì)規(guī)劃送風(fēng)頂蓋內(nèi)的細(xì)節(jié)尺度。本研討在優(yōu)化規(guī)劃過程中，選用了 CFD 數(shù)值模仿技能，對(duì)送風(fēng)頂蓋內(nèi)遍地細(xì)節(jié)尺度進(jìn)行了氣體活動(dòng)核算和優(yōu)化驗(yàn)證，使送風(fēng)契合預(yù)期要求，確保了灌裝操作區(qū)的高要求的氣流組織，獲得成果如下：（1）關(guān)于流量分配，喉部中各個(gè)導(dǎo)流板的相對(duì)方位至關(guān)重要，相對(duì)方位變動(dòng) 1mm，也會(huì)引起流量分配的顯著變 化。經(jīng)過核算了多種喉部尺度選型的分流作用，然后確定了喉部 9-11-5mm 的組合，使得三個(gè)區(qū)域的流量分配契合 預(yù)設(shè)要求。（2）關(guān)于氣流引導(dǎo)作用，在研討中發(fā)現(xiàn)上擋板的邊緣形 狀和尺度非常重要，會(huì)嚴(yán)重影響三區(qū)氣流流向，簡(jiǎn)單發(fā)生拋物線活動(dòng)發(fā)生渦流，影響孔板的出流情況。經(jīng)過添加長(zhǎng)度 10mm、夾角為 45°的短擋板，使得氣流嚴(yán)厲按照設(shè)定途徑活動(dòng)，完成了較好的孔板均勻送風(fēng)。（3）經(jīng)過嚴(yán)厲規(guī)劃送風(fēng)頂蓋，可完成較好的完成分區(qū)流速操控和氣流引導(dǎo)功用，使灌裝瓶區(qū)域得到潔凈送風(fēng)保證，與外壁面氣流相隔離，一起限制了瓶身和瓶架之間的縫隙處的較高流速。整體保持流線均勻整齊，流向單一向下。本文供給了一種將規(guī)劃與 CFD 模仿相結(jié)合的優(yōu)化思路，尤其是關(guān)于內(nèi)部細(xì)節(jié)尺度較多且影響因素不確定，為快速完成送風(fēng)作用，可以經(jīng)過多工況的模仿成果，來選取最佳規(guī)劃尺度，一起也可以直觀發(fā)現(xiàn)較不利的影響因素和規(guī)劃短板，完成對(duì)灌裝區(qū)高質(zhì)量高等級(jí)的潔凈送風(fēng)。

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