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            玻璃鋼設備在發酵行業中的應用

            瀏覽次數: 1869 添加時間: 2019-06-03 14:30:25

                 近年來隨著科學技術的不斷進步,作為關系國計民生的發酵行業取得了飛速的發展,發酵設備也從傳統向現代化方向更新。玻璃鋼設備因其耐腐蝕性好、輕質高強、綠色環保的特點,是發酵設備較為理想的更新換代產品。
              一、 發酵設備的性能要求
              1、 耐腐蝕
              發酵行業中的腐蝕性介質主要有三種:一是其產品或生產過程中的中間體及產品本身的腐蝕,如:檸檬酸、醋酸、醬油中的鹽類等;二是工藝過程中所必需用的各種輔料和清洗消菌用品,如:各種鹽、無機鹽(鹽酸、硫酸、亞硫酸等),堿類(氫氧化鈉、氨水);三是以上兩種的混合物,以及應進行環保處理的廢氣、廢水等。
              2、 材料無毒,能接觸食品
              發酵設備必須滿足盛裝食品的衛生要求。
              3、 有利于防治污染菌
              發酵過程中污染菌或噬菌體是發酵工業的大敵,染菌不僅妨礙生產菌種的生長和產物的合成,打亂正常生產管理秩序,還會影響下道工序的產品質量,嚴重的會造成倒罐,將發酵液放入下水道,使生產遭受很大的損失,所以對設備要求作到無死角、無滲漏,而且其材質無污垢,不易滋生、滯留不良菌種等。
              4、 有一定的強度和剛度。
              發酵行業中除了成品和原輔材料的貯存罐,一些設備還有溫度、壓力、帶攪拌器要求,如各種發酵罐、味精工業的中和罐、離子交換柱、制檸檬酸用的真空濃縮罐等等。因此對于制造設備的材料有一定的強度和剛度要求。
              二、 現有發酵設備的材質狀況
              目前,用于發酵行業的大部分設備,其材質大體上分三類。第一類為碳鋼復合,即內襯橡膠、玻璃鋼、不銹鋼、塑料及耐酸瓷磚等;第二類為整體不銹鋼;第三類為整體塑料類(PVC、PP等)
              碳鋼復合和塑料類設備,造價適中,一般可滿足通常耐腐蝕等方面的要求,但碳鋼復合設備的襯里材料與碳鋼之間性能差異很大,給施工和維護帶來很多困難,而且襯里易脫落,造成設備腐蝕和對內部介質污染。另外,維修費用增大,使用壽命大大縮短。而且一但容器的耐腐蝕襯里穿透,會使碳鋼殼體產生嚴重的腐蝕,甚至使整個設備報廢。對于壓力罐,則還有可能發生爆炸等嚴重事故。
              塑料類設備具有較優良的耐腐蝕性,可使用于多種介質。但塑料設備基本上都屬于熱塑性工程塑料,使用溫度不高(如PVC,通常在70℃以下),或低溫下性脆,易開裂(如PP 
              等),強度低,易老化,因此應用受到限制。
              整體不銹鋼設備,整體耐蝕好,加工、維修方便、強度高、耐溫性好,常用于一些關鍵且使用條件較苛刻的設備。然而在實際使用中,也存在一些問題,如腐蝕、染菌等。如果解決不好,不僅發揮不了其優越性,而且可能造成更大的損失。
              三、 玻璃鋼設備的特點
              1、  
              滿足食品衛生的要求。能否滿足食品衛生要求,這是發酵設備的最根本要求。玻璃鋼產品能否符合衛生要求,關鍵在內襯樹脂的選擇,即必須選用食品級樹脂。
              2、  
              輕質高強。玻璃鋼的比重只有1.4-2.0,而纖維纏繞玻璃鋼的拉伸強度可達300-500Mpa,超過普通鋼的極限強度,如按此強度計算,也已達到或超過某些特殊合金鋼,因此可作為防腐設備的主要結構材料,并且具有運輸、安裝和維修方便的優點。
              3、  
              優良的耐腐蝕性。玻璃鋼的最大特點之一,就是耐腐蝕性好。通過樹脂的種類和牌號的選擇,采用適宜的成型的工藝,可以生產出耐多種酸、堿、鹽類及有機溶劑的玻璃鋼制品。
              4、  
              良好的表面性能和易清洗、滅菌性能。由于玻璃鋼是整體成型的,無接縫,內壁光滑,與化學介質接觸時,表面很少有腐蝕產物和結垢現象,更不滋生菌和微生物。因此不污染介質,極易清洗,經食品和藥物管理部門專門檢驗,玻璃鋼已達到食品釀造、醫藥工業的要求。
              5、  可設計性好。玻璃鋼是一種可以改變其原材料種類、數量比例和增強材料的排布方式,以滿足不同性能要求的復合材料。
              6、  
              良好的施工工藝。未固化的樹脂和增強材料有改變形狀的能力,因此,可以通過不同的成型方法和模具方便地加工成所需要的形狀。這一特點最適合大型、整體和結構復雜的設備和施工要求,適用于現場施工和組裝。
              7、  
              抗老化、阻燃。玻璃鋼是增強塑料范疇的制品,基體材料存在著自然老化和燃燒的問題。但世界上經過60多年,中國經過30多年的研究,已經得到初步解決,增強材料加偶聯劑處理,使用50年,彎曲強度可保持久在64-46%,拉伸強度保留率在71.2%,如再配加防老劑,防老化性能更好;玻璃鋼基體中加入阻燃劑和采用阻燃性樹脂再加入阻燃劑,氧指數可達34-36,完全滿足發酵設備的阻燃防火要求。
              8、 
              綜合造較低。玻璃鋼作為一種新的功能材料,由于所用原材料的價格較高。一般說來,玻璃鋼設備的價格高于碳鋼設備和一些塑料設備,而低于不銹鋼和其它一些有色金屬設備。但由于玻璃鋼重量輕、耐腐蝕性好、使用壽命長、維修少等優點,其安裝、使用費用和綜合造價低;而且對于部分使用條件復雜或苛刻的設備,可以采用各取所長的辦法,如加熱盤管用不銹鋼或鈦材,內襯熱塑性塑料等,以達到既擁有優良性能又可降低造價的目的。
              四、玻璃鋼設備設計與制作時應注意的事項
              1、 設計
              1) 
              安全系數。安全系數為極限強度與許用應力的比值,由于玻璃鋼缺乏標準的強度值,而且其實測值分散性較大,故在確定安全系數時,要仔細分析酌情處理。主要考慮下列因素:①對負責分析和應力分析。受力狀態計算得準確時,可用較低的安全系數②不同的工藝方法制成的玻璃鋼制品,應選用不同的安全系數③使用溫度較高時,應視所選用樹脂的熱變形溫度,選擇合理的安全系數④如有沖擊負載,疲勞負載時,應適當提高安全系數⑤對于有后固化工藝處理的,可選用較低的安全系數⑥如有可能造成人身傷害或是關鍵的設備,要適當提高安全系數。一般說來,總的安全系數,不能低于6,但也不要取過高的安全系數,避免浪費材料。
              2) 
              樹脂類型,要針對所接觸的介質種類和溫度要求,合理的選擇樹脂類型,在無可靠數據時,應采用模擬實驗,以確保所選用樹脂在使用溫度下仍具有要求的耐腐蝕性和強度。
              3) 
              結構設計,設備的結構設計必須滿足使用、安裝方便的要求。如有的設備要求內外清洗方便,就要求進出口,接口,噴嘴及支撐處做特別考慮。另外,玻璃鋼的彈性模量較低,應通過合理的結構設計滿足其剛度要求。
              2、 生產
              應嚴格按工藝規程進行。尤其是耐腐蝕層的加工,要絕對保證質量,對于部分特殊要求的情況,應有針對性的嚴格控制和管理。如對有食品衛生要求的容器嚴格控制以下部分:(1)與介質接觸部分的樹脂必須選擇食品級的,符合GB13115標準要求,且有正式的試驗報告,所用固化劑、促進劑、阻聚劑及以上助劑的溶劑也必須滿足GB13225標準要求(2)在容器加工完畢后,應進行后固化處理。通常為80攝氏度下處理3b以上,或室溫下固化不少于14d;(3)與介質接觸表面應用水蒸氣(溫度為80-120攝氏度)或80攝氏度水沖洗兩次,并在處理完畢后及使用前處于密封狀態。
              3、 安裝、運輸、使用
              玻璃鋼是一種新型材料,它有其自身特點。在安裝、運輸和使用過程中與原來傳統材料制成的設備有所不同,應按照圖紙和生產廠家的安裝、運輸和使用手冊規定及說明進行,以保證產品質量。

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