超高温灭菌设备背压阀的设置及作用

文/刘殿宇

（华禹乳品机械制造有限公司）

超高温灭菌设备背压阀的设置及作用

文/刘殿宇

（华禹乳品机械制造有限公司）

超高温灭菌设备均设有背压阀，其主要作用是调节系统的压力，使管路内部压力增加，使温度达到100 ℃以上，保证料液在规定的时间内得到有效灭菌，从而保证产品的质量。针对背压阀的种类、工作原理、选择、容易出现的问题和解决方法进行阐述，为超高温灭菌设备正常工作提供保证。

超高温灭菌设备；背压阀；设置；作用

超高温灭菌设备均设有背压阀，其主要作用是调节系统的压力，使管路内部压力增加，使温度达到100 ℃以上，保证料液在规定的时间内得到有效灭菌，从而保证产品的质量。因为在正常压力下，水的沸点为100 ℃，达不到120～157℃的超高温度[1～4]，没有背压阀的料液在高温下会气化。针对背压阀的种类、工作原理、选择、容易出现的问题和解决方法进行阐述，为超高温灭菌设备正常工作提供保证。

1 背压阀的种类

背压阀有两种，气动式背压阀（图1）及手动型（L型可调节）背压阀（图2），主要由阀芯、膜片、进出口、进气接口及壳体等组成。其中L型可调节背压阀是由L型柱塞阀改制而成，即将柱塞阀芯换成膜片阀芯，该背压阀可根据系统管道的压力要求，人工进行调节。

2 背压阀的工作原理

壳体内流体从背压阀进口进入，被膜片阻挡，使得流体对膜片产生向上的压力，当压力足够大时，弹簧被压缩，流体顶起膜片形成通道，从背压阀出口流出；若流体压力不够，就会形成憋压，使进口压力值升高，直至达到额定压力，顶起膜片形成通路。背压阀可以对所输送产品的任何压力变化做出迅速反应，并相应地改变阀杆位置，以便继续维持预先设定的压力值。压缩空气压力的大小是由上游管路系统的压力决定的，即杀菌温度的高低决定的，其中手动型背压阀通过手动调节，在PLC触摸屏上显示完成。

背压阀同样也适用于不锈钢管道系统，在阀门的入口端维持一个恒压，以作为溢流阀门使用。因入口与背压阀主体底部成90°角，所以并无残液积存。

图1 气动式背压阀

图2 手动型（L型可调节）背压阀

3 背压阀的选择

气动式背压阀、手动型背压阀都能够满足灭菌需要，但都必须保证背压阀能够在灭菌温度的范围内稳定正常生产并出料。尤其是气动式背压阀，在选择时应使其压力调节范围在灭菌温度范围内，在流量可调节的范围内稳定出料，压力范围过小会引起上游压力不稳定，也会使出料不稳定。阀芯膜片经过长时间生产容易产生老化，应及时进行检查或更换，以便保证灭菌温度的稳定性。

4 背压阀出现的问题及解决方法

气动式背压阀出现的问题主要是灭菌温度达不到规定范围，出料压力不稳定或过低。主要原因是：弹簧不能使膜片复位，膜片老化，阀杆卡死或膜片破损；减压阀出现问题，压缩空气压力不足；背压阀流量过大，与实际所需要的背压阀不匹配。因此要及时对气动式背压阀进行检查并维修，必要时要进行更换。

手动型背压阀可能出现的问题是：系统压力一次调节不一定合适，需要在生产过程中再次进行调节确认；由于弹簧卡死，或弹簧失去弹性，或膜片老化，料液不能将膜片顶起，出料困难，这时需要对背压阀进行及时维修或更换。

5 小结

在实际生产中常常发生由于超高温灭菌设备中背压阀出现问题而导致灭菌温度不稳定，影响正常出料的现象。因此要保持设备稳定的生产，不出次品，需要在生产过程中详细了解并掌握灭菌设备的结构原理以及每一个零部件的作用，熟练掌握操作规程，对设备定期进行检查并及时进行维护，只有这样，才能在设备出现故障时迅速进行排查并找到原因，及时解决问题。

[1] 刘殿宇. 蒸发器灭菌温度的控制研究[J]. 中国乳品工业，2005，33（3）：48-50.

[2] 刘殿宇. 多效降膜式蒸发器不同加料及出料方法的比较[J]. 安徽化工，2014（1）：58-62.

[3] 刘殿宇. 管式灭菌器的设计及灭菌的控制研究[J]. 中国奶牛，2013（3）：52-53.

[4] 刘殿宇. 两种加热介质分别采用间接式灭菌的比较[J]. 饮料工业，2014（12）：28-30.

The Setting and Role of Back Pressure Valve in Ultra High Temperature Sterilization

LIU Dian-yu

（I-Mate Dairy Machinery Manufacturing Co.，Ltd.）

UHT machine has a back pressure valve，which can regulate pressure of system ,increase pressure in pipeline to improve product temperature above 100 ℃ and make the material liquid effective sterilization within the prescribed time and heating temperature range，to ensure the quality of the products. The types, working principle, choice and problems liable to arise and solution of the back pressure valve were analyzed，so as to ensure the normal operation of the ultra-high temperature sterilization equipment.

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刘殿宇（1962-），男，高级工程师，主要研究设计方向为乳品机械、轻化工机械。

2017-02-28）