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

 摘 要

 為了對灌裝操作空間供給分區(qū)域的不同風速送風和確保單向的氣流組織，本研討經(jīng)過CFD數(shù)值模仿技能嚴厲規(guī)劃并驗證了送風頂蓋內(nèi)的喉部和組合導流板的細節(jié)尺度，使得送風頂蓋具有較好的流量分配和氣流引導作用。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，使得三個區(qū)域的流量分配契合預設要求。之后又優(yōu)化了組合導流板對氣流的引導作用，添加了短擋板，使氣流按照預訂道路對孔板壁面送風，避免了渦流和逆向氣流發(fā)生。氣流經(jīng)過送風頂蓋的分流與引導，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模仿相結合，為灌裝區(qū)潔凈送風供給了優(yōu)化規(guī)劃思路與可靠送風設備。

 研 究 背 景

 無菌冷灌裝的飲料產(chǎn)品口味更新鮮，營養(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。灌裝時如果發(fā)生微生物污染將會導致產(chǎn)品變質(zhì)，具有一定的危險。因此為灌裝機供給超高等級的潔凈送風關于無菌灌裝非常重要。國家標準《食物工業(yè)潔凈用房建筑技能規(guī)范》關于高污染危險的潔凈操作區(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)秒方可關閉）要求 0.5μm 的 懸浮微粒數(shù)靜態(tài)工況應少于 3520 個/m（3 5 級），動態(tài)工況應少于 35200 個/m（3 6 級），并主張鮮果汁灌裝室潔凈等級 為 6～7 級，牛奶灌裝室為 6 級，果醬灌裝室 7 級 。灌裝機并不等同于潔凈室，其內(nèi)部機械結構較為雜亂，將機器內(nèi)全空間設為潔凈等級為 5 級的單向流是不現(xiàn)實的。為此歸納以上情況，將無菌灌裝機內(nèi)部分區(qū)域建立不同潔凈等級，即履行灌裝操作的要點區(qū)域設置為 5 級，選用單向流確保流向均勻單一，一起截面上風速不小于 0.2m/s；關于灌裝機內(nèi)非履行灌裝區(qū)域，潔凈等級設為 6 級，選用非單向流。關于灌裝機內(nèi)的履行灌裝操作的要點區(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，對灌裝操作區(qū)域高要求送風，本研討選用了送風頂蓋對過濾后的空氣進行流量分配和氣流引導。由于送風頂蓋內(nèi)細節(jié)尺度 較多且影響因素不確定，為快速完成活動作用，本研討在優(yōu)化規(guī)劃過程中，選用了 CFD 數(shù)值模仿技能，對送風頂蓋內(nèi)遍地細節(jié)尺度的組合進行了氣體活動核算和優(yōu)化驗證，使送風契合預期要求，確保了灌裝區(qū)的高要求的氣流組織。

 結 論

 為灌裝機供給超高等級的潔凈送風關于無菌灌裝非常重要。本文研討并規(guī)劃了送風頂蓋，為灌裝操作區(qū)域供給分區(qū)不同流速的單向流送風。送風頂蓋具有兩大作用——流量分配和氣流引導。要確�？装逑滤惋L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，須結合送風作用仔細規(guī)劃送風頂蓋內(nèi)的細節(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，對送風頂蓋內(nèi)遍地細節(jié)尺度進行了氣體活動核算和優(yōu)化驗證，使送風契合預期要求，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）關于流量分配，喉部中各個導流板的相對方位至關重要，相對方位變動 1mm，也會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，使得三個區(qū)域的流量分配契合 預設要求。（2）關于氣流引導作用，在研討中發(fā)現(xiàn)上擋板的邊緣形 狀和尺度非常重要，會嚴重影響三區(qū)氣流流向，簡單發(fā)生拋物線活動發(fā)生渦流，影響孔板的出流情況。經(jīng)過添加長度 10mm、夾角為 45°的短擋板，使得氣流嚴厲按照設定途徑活動，完成了較好的孔板均勻送風。（3）經(jīng)過嚴厲規(guī)劃送風頂蓋，可完成較好的完成分區(qū)流速操控和氣流引導功用，使灌裝瓶區(qū)域得到潔凈送風保證，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 模仿相結合的優(yōu)化思路，尤其是關于內(nèi)部細節(jié)尺度較多且影響因素不確定，為快速完成送風作用，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，完成對灌裝區(qū)高質(zhì)量高等級的潔凈送風。

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