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1、常州大学本科生毕业设计（论文） 学号： 07403132 常 州 大 学毕业设计（论文）（2011届）题 目 杀菌釜设计 学 生 学 院 机械工程学院 专业班级 装备071 校内指导教师 专业技术职务 高级工程师 校内指导教师 无 专业技术职务 无 二一一年六月III常州大学本科生毕业设计（论文）毕业设计（论文）杀菌釜设计摘要：杀菌釜主要用于食品行业，医药等各个领域，其作用是对产品进行高温杀菌和消毒。结构上主要由釜体，釜盖，摆动装置，手摇减速器，安全装置及安全联锁机构，密封装置，支座，保温层，除污罐，阀门仪表等组成。设备的使用安全和操作方便是对杀菌釜设计的基本要求，根据给定工艺参数确定设计参数
2、，按现行的国家规范、标准进行设计，首先进行了内压圆筒，封头，法兰，水压实验压力，鞍座，以及开孔补强和安全阀的强度计算。之后，进行了校核计算，确保设计符合要求，最后对杀菌釜制造，安装，维护，检修过程中可能出现的问题进行了研究，指出了注意事项，以及解决方法，最终得出A0手工总图一张，CAD图纸4张，计算说明书一份。 杀菌釜行业属于配套行业，优秀的设计方案，可以有效提高生产效率，促进经济的发展。关键词：杀菌釜 主要部件 强度计算 Sterilization kettle designAbstract：Sterilization kettle is mainly used for the food i
3、ndustry, medicine and other fields. Its role is to high temperature sterilization and disinfection products. From a structural point of view, It consists of kettle body, tank cover, swing device, hand gear, safety devices and safety interlock body, seals, bearings, insulation, decontamination tank,
4、valves, meters and other components. Safe use and easy to operate is the basic requirement of the design Sterilization kettle. According to the given parameters and existing national norms, standards to determine the design parameters and the pressure cylinder, head, flange, hydraulic test pressure,
5、 saddle, and cutting open the strength of reinforcement and calculation of safety. Then, during the sterilization kettle manufacture, installation, maintenance, repair problems that may occur during the study. Pointed out the note, and the solutions. Finally workout an A0 out a general plan by hand,
6、 4 CAD drawings, a manual calculation. Kettle sterilization industry belongs to supporting industries, excellent design, can effectively improve the production efficiency, and promote economic development. Keywords ：Kettle sterilization main components strength calculation目 录一、绪论我国食品工业发展迅速，“十五”期间发展速
7、度达到18-21。食品安全问题举国关注。“十一五”期间更注重提高食品安全领域的科技和装备水平，研制快速、准确鉴定食品中危害因子的技术和装备，进一步研发病原微生物的抗性和病原的控制等预防技术及储藏技术和装备。杀菌釜机械形成行业已20多年，相对于食品工业，还是一个新行业。这20多年来又是世界技术发展最快的时期，新技术不断在行业上应用。而国内行业的基础薄弱，技术及科研力量不足，其发展相对滞后，在某种程度上拖了食品和杀菌釜工业的后腿。总体发展虽然较快，但食品及杀菌釜工业发展更快。2005年，食品和杀菌釜机械工业总产值约为620亿元，而国内市场需求达到850亿元，预计到2010年，国内行业总产值可达到1
8、300亿元(现价)，而市场需求可能达到2000亿元。这个市场的空问将会引来国外设备填补。“十一五”规划的目标是要缩小这个空问，为食品工业赶上世界先进水平，为“杀菌釜大国”向“杀菌釜强国”迈进，提供先进的技术装备，让进口设备在国内市场上只起到拾遗补缺的作用。这就要求国内食品和杀菌釜机械的年发展速度超过18，新产品产值率达到25。杀菌釜（又称杀菌锅）主要用于食品行业.医药等各个领域。比如食品行业中使用的杀菌设备，由于市场的多元化和消费层次的不同，同样的一种食品，会有不同的包装材料和包装形式，为了获得最大的生产效率和生产效益，就要有对应的杀菌设备。在食品的加工过程当中，杀菌设备往往又是起着关键作用的
9、工艺环节，因为在现代化的食品加工过程中，食品杀菌工序往往还承载着对食品的熟化、调理、成型等功能。所以在确定食品生产工艺时，要根据所生产的食品特性、准备选取的包装形式来确定杀菌装备的具体结构形式。这就需要我们从不同的侧面来分析，怎样才能获得各种包装形式的食品与不同结构杀菌设备之间的最佳匹配状态。这就是我们研究杀菌釜等设备的意义。（一）杀菌釜的国内外研究现状：主要全自动杀菌釜有很多种，在我国传统的高温杀菌一般采用水浴式杀菌和蒸气杀菌即我们常说的水杀和汽杀两种杀菌方式，上个世纪九十年代开始为了满足软包装等特殊的产品生产要求，开始从日本引进双层杀菌釜即日式杀菌釜，新世纪伊始，西班牙、德国、法国等欧洲国
10、家为了节约能源和水资源，推出一种带热交换器的水淋式杀菌釜，特别是法国采用最先进的锅内蒸气循环系统，以达到高温节能、短时高效、节约水资源等目的。对比国内外新型设备，国内传统的杀菌釜主要存在以下几个问题：a.耗能大、效率低。传统杀菌釜的加热方式主要以电加热为主，这种老式的加热方式升温非常慢，而且耗能很大。根据测试，升温到相同温度时，电加热杀菌釜时间是蒸汽加热的2.6倍，而每锅次的耗能量是后者的2倍（注：热能损失按5%计）。b.杀菌模式单一。针对物料和包装形式的不同，实验时往往采用不同的杀菌模式来进行反复试验，获取数据后进行对比，以选择最适合的杀菌工艺。传统实验锅的模式一般是蒸汽式或水浴式，而一些产
11、品在实际生产中往往采用喷淋杀菌或需带回转模式，比如软袋含气调理食品和八宝粥罐头等。过于单一的杀菌模式使得研究人员无法获取更正确的杀菌工艺，进而阻碍了新产品的开发。c.结构过于简单。配置落后，一般无反压装置，国内压力精度一般在0.05MPa左右。d.实验型与实际生产用不配套。由于国内实验型在技术和配置上的先天不足，无法满足新开发产品的杀菌工艺要求。现在我们国内的全自动杀菌釜大多数都采用日式锅的理念，近几年开始出现模仿欧洲技术带热交换器的水淋式杀菌技术，如今也出现了不少新式的杀菌技术，如水汽混合杀菌，在继承了高温节能、短时高效、节约水资源等优点基础上，主要优化了锅内热力分布效果，在锅内同时加入了蒸
12、汽循环和喷淋水循环两个循环系统，两个循环系统相互作用，使锅内的热力分布达到了极致，杀菌釜内热分布均匀无冷点。水汽混合杀菌，这种杀菌方式，出去杀菌釜锅体散发的热量，蒸汽的热能利用率可以达到非常高的标准。同时用水量却非常少，是一种节能节水的高温杀菌方式，符合当代科技发展的要求。(二)杀菌釜发展方向：随着科技的不断发展进步，各种食品加工品的出现，对杀菌釜技术和杀菌釜设备都提出了新的挑战，杀菌釜机械在流通领域中发挥着越来越大的作用。目前杀菌釜机械竞争日趋激烈，未来的杀菌釜机械将配合产业自动化趋势，促进杀菌釜设备总体水平提高，发展多功能、高效率、低消耗的杀菌釜设备，而杀菌釜机械技术也正朝着以下几个趋势发
13、展：机电一体化机电一体化是未来杀菌釜机械发展的趋势。一个完整的机电一体化系统，一般包括微机、传感器、动力原、传动系统、执行机构等部分，它摒弃了常规杀菌釜机械中的繁琐和不合理部分，而将机械、微机、微电子、传感器等多种学科的先进技术融为一体，给杀菌釜机械在设计、制造和控制方面都带来了深刻的变化，从根本上改变了杀菌釜机械的现状。机械功能多元化工商业产品已趋向精致化及多元化，在大环境变化下，多元化、弹性化且具有多种切换功能的杀菌釜机种方能适应市场需求。结构设计标准化、模组化充分利用原有机型模组化设计，可在短时间内转换新机型。控制智能化目前杀菌釜机械厂家普遍使用PLC动力负载控制器，虽然PLC弹性很大，
14、但仍未具有电脑（含软件）所拥有的强大功能。未来杀菌釜机械必须具备多功能化、调整操作简单等条件，基于电脑的智能型仪器将成为食品杀菌釜控制器的新趋势。结构运动高精度化结构设计及结构运动控制等事关杀菌釜机械性能的优劣，可通过马达、编码器及数字控制（NC）、动力负载控制（PLC）等高精密控制器来完成，并适度地做产品延伸，朝高科技产业的杀菌釜设备来研发。杀菌釜行业属于配套行业，涉及国民经济的许多领域，特别是食品行业与饮料行业，更是依赖于杀菌釜行业的技术进步和配套服务，因此，我们不能忽视杀菌釜机械落后的现状，努力积极推动杀菌釜业走上快速健康发展的自动化道路。二.结构设计本次杀菌釜的设计参数要求：设计压力：
15、 1.6MPa设计温度 ：204工作介质： 饱和水蒸气设备型式：直径：2500mm 有效长度：35m 双开门本釜为钢制卧式筒型装置，釜盖采用整块Q345R钢板压制而成，釜盖法兰，釜体法兰采用Q345R整体锻造加工而成。受压部件焊缝均按相关标准进行了热处理和严格的无损检测。釜门为活动快开门结构，靠手摇减速机进行启闭，也可根据用户要求采用电动、气动、液动启闭。配备有完善的安全联锁保护装置，最大限度地避免了误操作隐患，确保了蒸压釜的安全运行和操作人员的安全生产。本杀菌釜门开启型式采用了侧开门形式。侧开式采用旋转臂式开门机构，转动灵活，低位操作，开启简单方便；另外还有一种上开门开启方式，上开式采用杠杆式开门机构，杠杆下端与釜门连接，上端装有配重装置，该型式开启轻便，釜侧占用空间小。釜门密封采用专业厂家生产的进口橡胶密封圈
