【正文】 學(xué)號(hào) ： 07403132 常 州 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） （ 2021屆） 題 目 殺菌釜設(shè)計(jì) 學(xué) 生 學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 裝備 071 校內(nèi)指導(dǎo)教師 張晶 專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù) 高級(jí)工程師 校內(nèi)指導(dǎo)教師 無(wú) 專(zhuān)業(yè)技術(shù)職務(wù) 無(wú) 二 ○ 一一 年 六 月常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）殺菌釜設(shè)計(jì) 摘要 ： 殺菌釜 主要用于食品行業(yè) ， 醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域 ， 其作用是對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行高溫殺菌和消毒。 結(jié)構(gòu)上主要由釜體，釜蓋，擺動(dòng)裝置，手搖減速器，安全裝置及安全聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)，密封裝置，支座，保溫層，除污罐，閥門(mén)儀表等組成。設(shè)備的 使用安全和操作方便是對(duì) 殺菌 釜 設(shè)計(jì) 的基本要求 ， 根據(jù)給定工藝參數(shù)確定設(shè)計(jì)參數(shù) ， 按現(xiàn)行 的國(guó)家規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行設(shè)計(jì)，首先進(jìn)行了內(nèi)壓圓筒，封頭，法蘭，水壓實(shí)驗(yàn)壓力，鞍座，以及開(kāi)孔補(bǔ)強(qiáng)和安全閥的強(qiáng)度計(jì)算。之后，進(jìn)行了校核計(jì)算，確保設(shè)計(jì)符合要求，最后對(duì)殺菌釜制造，安裝，維護(hù)，檢修過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了研究，指出了注意事項(xiàng)，以及解決方法，最終得出 A0 手工總圖一張， CAD圖紙 4 張，計(jì)算說(shuō)明書(shū)一份。 殺菌釜行業(yè)屬于配套行業(yè)，優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，可以有效提高生產(chǎn)效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。 關(guān)鍵詞 ： 殺菌釜 主要部件 強(qiáng)度計(jì)算 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Sterilization kettle design Abstract： Sterilization kettle is mainly used for the food industry, 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, valves, meters and other ponents. 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, 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, 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 ponents strength calculation 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 一、 緒論 我國(guó)食品工業(yè)發(fā)展迅速，“十五”期間發(fā)展速度達(dá)到 18％ 21％。食品安全問(wèn)題舉國(guó)關(guān)注。“十一五”期間更注重提高食品安全領(lǐng)域的科技和裝備水平，研制快速、準(zhǔn)確鑒定食品中危害因子的技術(shù)和裝備，進(jìn)一步研發(fā)病原微生物的抗性和病原的控制等預(yù)防技術(shù)及儲(chǔ)藏技術(shù)和裝備。 殺菌釜 機(jī)械形成行業(yè)已 20 多年，相對(duì)于食品工業(yè)，還是一 個(gè)新行業(yè)。這 20 多年來(lái)又是世界技術(shù)發(fā)展最快的時(shí)期，新技術(shù)不斷在行業(yè)上應(yīng)用。而國(guó)內(nèi)行業(yè)的基礎(chǔ)薄弱， 技術(shù)及科研力量不足，其發(fā)展相對(duì)滯后，在某種程度上拖了食品和殺菌釜工業(yè)的后腿?？傮w發(fā)展雖然較快，但食品及殺菌釜 工業(yè)發(fā)展更快。 2021 年，食品和 殺菌釜 機(jī)械工業(yè)總產(chǎn)值約為 620億元，而國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求達(dá)到 850 億元，預(yù)計(jì)到 2021 年，國(guó)內(nèi)行業(yè)總產(chǎn)值可達(dá)到1300 億元 (現(xiàn)價(jià) )，而市場(chǎng)需求可能達(dá)到 2021 億元。這個(gè)市場(chǎng)的空問(wèn)將會(huì)引來(lái)國(guó)外設(shè)備填補(bǔ)?！笆晃濉币?guī)劃的目標(biāo)是要縮小這個(gè)空問(wèn)，為食品工業(yè)趕上世界先進(jìn)水平，為“ 殺菌釜 大國(guó)” 向“ 殺菌釜 強(qiáng)國(guó)”邁進(jìn)，提供先進(jìn)的技術(shù)裝備，讓進(jìn)口設(shè)備在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上只起到拾遺補(bǔ)缺的作用。這就要求國(guó)內(nèi)食品和 殺菌釜 機(jī)械的年發(fā)展速度超過(guò) 18％，新產(chǎn)品產(chǎn)值率達(dá)到 25％。殺菌釜（又稱(chēng) 殺菌鍋 ）主要用于食品行業(yè) .醫(yī)藥等各個(gè)領(lǐng)域。比如食品行業(yè)中使用的殺菌設(shè)備，由于市場(chǎng)的多元化和消費(fèi)層次的不同，同樣的一種食品，會(huì)有不同的包裝材料和包裝形式，為了獲得最大的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益，就要有對(duì)應(yīng)的殺菌設(shè)備。在食品的加工過(guò)程當(dāng)中，殺菌設(shè)備往往又是起著關(guān)鍵作用的工藝環(huán)節(jié)，因?yàn)樵诂F(xiàn)代化的食品加工過(guò)程中，食品殺菌工序往往還承載著對(duì)食品的熟化、 調(diào)理、成型等功能。所以在確定食品生產(chǎn)工藝時(shí)，要根據(jù)所生產(chǎn)的食品特性、準(zhǔn)備選取的包裝形式來(lái)確定殺菌裝備的具體結(jié)構(gòu)形式。這就需要我們從不同的側(cè)面來(lái)分析，怎樣才能獲得各種包裝形式的食品與不同結(jié)構(gòu)殺菌設(shè)備之間的最佳匹配狀態(tài)。這就是我們研究殺菌釜等設(shè)備的意義。 （一） 殺菌釜的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ： 主要全自動(dòng)殺菌 釜 有很多種，在我國(guó)傳統(tǒng)的高溫殺菌一般采用水浴式殺菌和蒸氣殺菌即我們常說(shuō)的水殺和汽殺兩種殺菌方式，上個(gè)世紀(jì)九十年代開(kāi)始為了滿(mǎn)足軟包裝等特殊的產(chǎn)品生產(chǎn)要求，開(kāi)始從日本引進(jìn)雙層殺菌 釜 即日式 殺菌釜 ，新世紀(jì)伊始，西班牙、德國(guó) 、法國(guó)等歐洲國(guó)家為了節(jié)約能源和水資源，推出一種帶熱交換器的水淋式 殺菌釜 ，特別是法國(guó)采用最先進(jìn)的鍋內(nèi)蒸氣循環(huán)系統(tǒng)，以達(dá)到高溫節(jié)能、短時(shí)高效、節(jié)約水資源等目的。對(duì)比國(guó)內(nèi)外新型設(shè)備，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)的殺菌釜主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題： 、效率低。傳統(tǒng)殺菌釜的加熱方式主要以電加熱為主，這種老式的常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 加熱方式升溫非常慢，而且耗能很大。根據(jù)測(cè)試，升溫到相同溫度時(shí)，電加熱殺菌釜時(shí)間是蒸汽加熱的 倍，而每鍋次的耗能量是后者的 2倍（注：熱能損失按 5%計(jì)）。 。針對(duì)物料和包裝形式的不同，實(shí)驗(yàn)時(shí)往往采用不同的殺菌模式 來(lái)進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，獲取數(shù)據(jù)后進(jìn)行對(duì)比，以選擇最適合的殺菌工藝。傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)鍋的模式一般是蒸汽式或水浴式，而一些產(chǎn)品在實(shí)際生產(chǎn)中往往采用噴淋殺菌或需帶回轉(zhuǎn)模式，比如軟袋含氣調(diào)理食品和八寶粥罐頭等。過(guò)于單一的殺菌模式使得研究人員無(wú)法獲取更正確的殺菌工藝，進(jìn)而阻礙了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。 。配置落后，一般無(wú)反壓裝置，國(guó)內(nèi)壓力精度一般在 左右。 。由于國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)型在技術(shù)和配置上的先天不足，無(wú)法滿(mǎn)足新開(kāi)發(fā)產(chǎn)品的殺菌工藝要求。 現(xiàn)在我們國(guó)內(nèi)的全自動(dòng) 殺菌釜 大多數(shù)都采用日式鍋的理念， 近幾年開(kāi)始出現(xiàn)模仿歐洲技術(shù)帶熱交換器的水淋式殺菌技術(shù)，如今也出現(xiàn)了不少新式的殺菌技術(shù)，如水汽混合殺菌，在繼承了高溫節(jié)能、短時(shí)高效、節(jié)約水資源等優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，主要優(yōu)化了鍋內(nèi)熱力分布效果，在鍋內(nèi)同時(shí)加入了蒸汽循環(huán)和噴淋水循環(huán)兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，兩個(gè)循環(huán)系統(tǒng)相互作用，使鍋內(nèi)的熱力分布達(dá)到了極致， 殺菌釜 內(nèi)熱分布均勻無(wú)冷點(diǎn)。水汽混合殺菌，這種殺菌方式，出去 殺菌釜 鍋體散發(fā)的熱量，蒸汽的熱能利用率可以達(dá)到非常高的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)用水量卻非常少，是一種節(jié)能節(jié)水的高溫殺菌方式，符合當(dāng)代科技發(fā)展的要求。 (二 )殺菌釜發(fā)展方向 ： 隨著科技的不 斷發(fā)展進(jìn)步，各種食品加工品的出現(xiàn)，對(duì) 殺菌釜 技術(shù)和 殺菌釜設(shè)備都提出了新的挑戰(zhàn)， 殺菌釜 機(jī)械在流通領(lǐng)域中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。目前殺菌釜 機(jī)械競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，未來(lái)的 殺菌釜 機(jī)械將配合產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化趨勢(shì)，促進(jìn) 殺菌釜 設(shè)備總體水平提高，發(fā)展多功能、高效率、低消耗的 殺菌釜 設(shè)備，而 殺菌釜 機(jī)械技術(shù)也正朝著以下幾個(gè)趨勢(shì)發(fā)展： 機(jī)電一體化 機(jī)電一體化是未來(lái) 殺菌釜 機(jī)械發(fā)展的趨勢(shì)。一個(gè)完整的機(jī)電一體化系統(tǒng)，一般包括微機(jī)、傳感器、動(dòng)力原、傳動(dòng)系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分，它摒棄了常規(guī) 殺菌釜 機(jī)械中的繁瑣和不合理部分，而將機(jī)械、微機(jī)、微電子、傳感器等多種學(xué) 科的先進(jìn)技術(shù)融為一體，給 殺菌釜 機(jī)械在設(shè)計(jì)、制造和控制方面都帶來(lái)了深刻的變化，從根本上改變了 殺菌釜 機(jī)械的現(xiàn)狀。 機(jī)械功能多元化 工商業(yè)產(chǎn)品已趨向精致化及多元化，在大環(huán)境變化下，多元化、彈性化且具有多種切換功能的 殺菌釜 機(jī)種方能適應(yīng)市場(chǎng)需求。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、模組化 充分利用原有機(jī)型模組化設(shè)計(jì)，可在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換新機(jī)型。 常州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 控制智能化 目前 殺菌釜 機(jī)械廠家普遍使用 PLC 動(dòng)力負(fù)載控制器，雖然 PLC 彈性很大，但仍未具有電腦（含軟件）所擁有的強(qiáng)大功能。未來(lái) 殺菌釜 機(jī)械必須具備多功能化、調(diào)整操作簡(jiǎn)單等條件，基于電腦的智能型儀器將 成為食品 殺菌釜 控制器的新趨勢(shì)。 結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)高精度化 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制等事關(guān) 殺菌釜 機(jī)械性能的優(yōu)劣，可通過(guò)馬達(dá)、編碼器及數(shù)字控制（ NC）、動(dòng)力負(fù)載控制（ PLC）等高精密控制器來(lái)完成，并適度地做產(chǎn)品延伸，朝高科技產(chǎn)業(yè)的 殺菌釜 設(shè)備來(lái)研發(fā)。 殺菌釜 行業(yè)屬于配套行業(yè)，涉及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，特別是食品行業(yè)與飲料行業(yè)，更是依賴(lài)于 殺菌釜 行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和配套服務(wù)，因此，我們不能忽視 殺菌釜 機(jī)械落后的現(xiàn)狀，努力積極推動(dòng) 殺菌釜 業(yè)走上快速健康發(fā)展的自動(dòng)化道路。 二 .結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次殺菌釜的 設(shè)計(jì)參數(shù)要求： 設(shè)計(jì)壓力： 設(shè)計(jì)溫度 ： 204℃ 工作介質(zhì)： 飽和水蒸氣 設(shè)備型式：直徑： 2500mm 有效長(zhǎng)度： 35m 雙開(kāi)門(mén) 本釜為鋼制臥式筒型裝置，釜蓋采用整塊 Q345R 鋼板壓制而成，釜蓋法蘭，釜體法蘭采用 Q345R 整體鍛造加工而成。受壓部件焊縫均按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了熱處理和嚴(yán)格的無(wú)損檢測(cè)。 釜門(mén)為活動(dòng)快開(kāi)門(mén)結(jié)構(gòu)，靠手搖減速機(jī)進(jìn)行啟閉，也可根據(jù)用戶(hù)要求采用電動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)啟閉。配備有完善的安全聯(lián)鎖保護(hù)裝置，最大限度地避免了誤操作隱患，確保了蒸壓釜的安全運(yùn)行和操作人員的安全生產(chǎn)。 本殺菌 釜門(mén)開(kāi)啟型式采用了側(cè) 開(kāi) 門(mén)形式 。側(cè)開(kāi)式采用旋轉(zhuǎn)臂 式開(kāi)門(mén)機(jī)構(gòu)，轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，低位操作，開(kāi)啟簡(jiǎn)單方便； 另外還有一種上開(kāi)門(mén)開(kāi)啟方式， 上開(kāi)式采用杠桿式開(kāi)門(mén)機(jī)構(gòu)，杠桿下端與釜門(mén)連接，上端裝有配重裝置，該型式開(kāi)啟輕便，釜側(cè)占用空間小。 釜門(mén)密封采用專(zhuān)業(yè)廠家生產(chǎn)的進(jìn)