蛋白质在换热器表面的结垢和清洗以及抑垢研究

摘要

在工业生产过程中，换热器普遍使用，但是在使用过程中在换热器表面所形成的污垢，对换热器性能的影响十分严重，影响换热器传热效率及使用寿命，增加工厂的清洗成本，影响工厂的经济效益，甚至还涉及到食品安全等方面的问题。换热器结垢现象是一个复杂的物理化学过程，是能量传递、动量传递和质量传递综合作用的结果，影响因素众多，是迄今尚未得到有效解决的问题。在奶制品行业，蛋白质污垢是影响换热器性能的重要原因。因此，对于换热器表面蛋白质污垢的生长与清洗研究具有重要的意义。 本文应用了自主搭建的一套蛋白质污垢实时监测实验装置，可以在线研究不同条件下，浓缩乳清蛋白和大豆分离蛋白的结垢和清洗过程。在结垢过程，一定的蛋白质浓度下，探究了热通量、进口温度、溶液流速对蛋白质结垢的质量、污垢形态、加热棒表面温度和传热系数的影响。在相同的实验条件下，相同蛋白质浓度下，大豆分离蛋白(SPI)和浓缩乳清蛋白(WPC)在污垢的生长以及污垢的清洗方面均存在较大的差异。在一定的实验条件下，SPI污垢更易清洗。 此外，本文探讨了不同的涂层对浓缩乳清蛋白结垢和清洗过程的影响。在加热棒表面构建了Fluorolink(@)S10涂层、Fluorolink(@)S10与正硅酸乙酯连用涂层、Ni-P-PTFE涂层、SupBor涂层，探究这四种涂层对乳清蛋白的结垢和污垢清洗过程的影响。Ni-P-PTFE涂层对乳清蛋白有一定的抑垢作用。Fluorolink(@)S10、Fluorolink(@)S10与正硅酸乙酯连用涂层虽然对乳清蛋白无明显的抑垢作用，但是加快了污垢的清洗。SupBor涂层对WPC的结垢过程以及污垢的清洗过程影响很小。通过将Fluorolink(@)S10、Fluorolink(@)S10与正硅酸乙酯连用涂层浸涂在不锈钢表面，有效的提高了污垢的清洗效率。这一发现对提高工厂的经济效益，具有非常重要的意义。

目录

声明

摘要

第一章文献综述

1．1污垢的研究背景

1．1．1污垢的定义及危害

1．1．2污垢的分类

1．2污垢的形成过程

1．3污垢生长影响因素

1．3．1换热器运行参数的影响

1．3．2换热器结构参数的影响

1．3．3流动介质性质的影响

1．4污垢的监测方法

1．5防垢技术

1．6污垢的清洗

1．7本文主要研究内容

1．8本文的难点及创新点

第二章换热器表面蛋白质污垢的生长与清洗研究

2．1引言

2．2实验部分

2．2．1实验材料与仪器

2．2．2实验装置

2．2．3加热棒清洗

2．2．4数据处理方法

2．2．5实验步骤

2．2．6实验条件

2．3实验结果与讨论

2．3．1热通量、进口温度、流速对大豆分离蛋白结垢过程的影响

2．3．2不同热通量对WPC结垢过程的影响

2．3．3 WPC与SPI的结垢和清洗行为对比

2．4本章小结

第三章表面镀层对蛋白质污垢生长以及污垢清洗的研究

3．1引言

3．2实验部分

3．2．1实验材料与仪器

3．2．2实验装置

3．2．3实验方法

3．3实验结果与讨论

3．3．1有机无机混合(Fluorolink?S10／TEOS=70／30)镀层对WPC污垢生长和污垢清洗的影响

3．3．2 Fluorolink?S10涂层对WPC污垢生长和污垢清洗的影响

3．3．3 Ni-P-PTFE涂层对WPC污垢生长过程的影响

3．3．4 SupBor涂层对WPC污垢生长和污垢清洗过程的影响

3．4本章小结

4．1结论

4．2展望

参考文献

攻读硕士期间取得的科研成果

致谢