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玻璃鋼設(shè)備在發(fā)酵行業(yè)中的應(yīng)用
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| 發(fā)布時(shí)間：2009-11-23 11:15:10 來(lái)源：sxhyd.cn 瀏覽次數(shù)：3401 |
近年來(lái)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，作為關(guān)系國(guó)計(jì)民生的發(fā)酵行業(yè)取得了飛速的發(fā)展，發(fā)酵設(shè)備也從傳統(tǒng)向現(xiàn)代化方向更新。玻璃鋼設(shè)備因其耐腐蝕性好、輕質(zhì)高強(qiáng)、綠色環(huán)保的特點(diǎn)，是發(fā)酵設(shè)備較為理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
一、發(fā)酵設(shè)備的性能要求
耐腐蝕
發(fā)酵行業(yè)中的腐蝕性介質(zhì)主要有三種：一是其產(chǎn)品或生產(chǎn)過(guò)程中的中間體及產(chǎn)品本身的腐蝕，如：檸檬酸、醋酸、醬油中的鹽類等；二是工藝過(guò)程中所必需用的各種輔料和清洗消菌用品，如：各種鹽、無(wú)機(jī)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(yīng)進(jìn)行環(huán)保處理的廢氣、廢水等。
材料無(wú)毒，能接觸食品
發(fā)酵設(shè)備必須滿足盛裝食品的衛(wèi)生要求。
有利于防治污染菌
發(fā)酵過(guò)程中污染菌或噬菌體是發(fā)酵工業(yè)的大敵，染菌不僅妨礙生產(chǎn)菌種的生長(zhǎng)和產(chǎn)物的合成，打亂正常生產(chǎn)管理秩序，還會(huì)影響下道工序的產(chǎn)品質(zhì)量，嚴(yán)重的會(huì)造成倒罐，將發(fā)酵液放入下水道，使生產(chǎn)遭受很大的損失，所以對(duì)設(shè)備要求作到無(wú)死角、無(wú)滲漏，而且其材質(zhì)無(wú)污垢，不易滋生、滯留不良菌種等。
有一定的強(qiáng)度和剛度。
發(fā)酵行業(yè)中除了成品和原輔材料的貯存罐，一些設(shè)備還有溫度、壓力、帶攪拌器要求，如各種發(fā)酵罐、味精工業(yè)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(duì)于制造設(shè)備的材料有一定的強(qiáng)度和剛度要求。
二、現(xiàn)有發(fā)酵設(shè)備的材質(zhì)狀況
目前，用于發(fā)酵行業(yè)的大部分設(shè)備，其材質(zhì)大體上分三類。第一類為碳鋼復(fù)合，即內(nèi)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(fù)合和塑料類設(shè)備，造價(jià)適中，一般可滿足通常耐腐蝕等方面的要求，但碳鋼復(fù)合設(shè)備的襯里材料與碳鋼之間性能差異很大，給施工和維護(hù)帶來(lái)很多困難，而且襯里易脫落，造成設(shè)備腐蝕和對(duì)內(nèi)部介質(zhì)污染。另外，維修費(fèi)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(huì)使碳鋼殼體產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕，甚至使整個(gè)設(shè)備報(bào)廢。對(duì)于壓力罐，則還有可能發(fā)生爆炸等嚴(yán)重事故。
塑料類設(shè)備具有較優(yōu)良的耐腐蝕性，可使用于多種介質(zhì)。但塑料設(shè)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(qiáng)度低，易老化，因此應(yīng)用受到限制。
整體不銹鋼設(shè)備，整體耐蝕好，加工、維修方便、強(qiáng)度高、耐溫性好，常用于一些關(guān)鍵且使用條件較苛刻的設(shè)備。然而在實(shí)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(fā)揮不了其優(yōu)越性，而且可能造成更大的損失。
三、玻璃鋼設(shè)備的特點(diǎn)
滿足食品衛(wèi)生的要求。能否滿足食品衛(wèi)生要求，這是發(fā)酵設(shè)備的最根本要求。玻璃鋼產(chǎn)品能否符合衛(wèi)生要求，關(guān)鍵在內(nèi)襯樹脂的選擇，即必須選用食品級(jí)樹脂。
輕質(zhì)高強(qiáng)。玻璃鋼的比重只有1.4-2.0，而纖維纏繞玻璃鋼的拉伸強(qiáng)度可達(dá)300-500Mpa，超過(guò)普通鋼的極限強(qiáng)度，如按此強(qiáng)度計(jì)算，也已達(dá)到或超過(guò)某些特殊合金鋼，因此可作為防腐設(shè)備的主要結(jié)構(gòu)材料，并且具有運(yùn)輸、安裝和維修方便的優(yōu)點(diǎn)。
優(yōu)良的耐腐蝕性。玻璃鋼的最大特點(diǎn)之一，就是耐腐蝕性好。通過(guò)樹脂的種類和牌號(hào)的選擇，采用適宜的成型的工藝，可以生產(chǎn)出耐多種酸、堿、鹽類及有機(jī)溶劑的玻璃鋼制品。
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(wú)接縫，內(nèi)壁光滑，與化學(xué)介質(zhì)接觸時(shí)，表面很少有腐蝕產(chǎn)物和結(jié)垢現(xiàn)象，更不滋生菌和微生物。因此不污染介質(zhì)，極易清洗，經(jīng)食品和藥物管理部門專門檢驗(yàn)，玻璃鋼已達(dá)到食品釀造、醫(yī)藥工業(yè)的要求。
可設(shè)計(jì)性好。玻璃鋼是一種可以改變其原材料種類、數(shù)量比例和增強(qiáng)材料的排布方式，以滿足不同性能要求的復(fù)合材料。
良好的施工工藝。未固化的樹脂和增強(qiáng)材料有改變形狀的能力，因此，可以通過(guò)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(diǎn)最適合大型、整體和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的設(shè)備和施工要求，適用于現(xiàn)場(chǎng)施工和組裝。
抗老化、阻燃。玻璃鋼是增強(qiáng)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(jīng)過(guò)60多年，中國(guó)經(jīng)過(guò)30多年的研究，已經(jīng)得到初步解決，增強(qiáng)材料加偶聯(lián)劑處理，使用50年，彎曲強(qiáng)度可保持久在64-46%，拉伸強(qiáng)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(shù)可達(dá)34-36，完全滿足發(fā)酵設(shè)備的阻燃防火要求。
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(jià)格較高。一般說(shuō)來(lái)，玻璃鋼設(shè)備的價(jià)格高于碳鋼設(shè)備和一些塑料設(shè)備，而低于不銹鋼和其它一些有色金屬設(shè)備。但由于玻璃鋼重量輕、耐腐蝕性好、使用壽命長(zhǎng)、維修少等優(yōu)點(diǎn)，其安裝、使用費(fèi)用和綜合造價(jià)低；而且對(duì)于部分使用條件復(fù)雜或苛刻的設(shè)備，可以采用各取所長(zhǎng)的辦法，如加熱盤管用不銹鋼或鈦材，內(nèi)襯熱塑性塑料等，以達(dá)到既擁有優(yōu)良性能又可降低造價(jià)的目的。
四、玻璃鋼設(shè)備設(shè)計(jì)與制作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)
設(shè)計(jì)
安全系數(shù)。安全系數(shù)為極限強(qiáng)度與許用應(yīng)力的比值，由于玻璃鋼缺乏標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)度值，而且其實(shí)測(cè)值分散性較大，故在確定安全系數(shù)時(shí)，要仔細(xì)分析酌情處理。主要考慮下列因素：①對(duì)負(fù)責(zé)分析和應(yīng)力分析。受力狀態(tài)計(jì)算得準(zhǔn)確時(shí)，可用較低的安全系數(shù)②不同的工藝方法制成的玻璃鋼制品，應(yīng)選用不同的安全系數(shù)③使用溫度較高時(shí)，應(yīng)視所選用樹脂的熱變形溫度，選擇合理的安全系數(shù)④如有沖擊負(fù)載，疲勞負(fù)載時(shí)，應(yīng)適當(dāng)提高安全系數(shù)⑤對(duì)于有后固化工藝處理的，可選用較低的安全系數(shù)⑥如有可能造成人身傷害或是關(guān)鍵的設(shè)備，要適當(dāng)提高安全系數(shù)。一般說(shuō)來(lái)，總的安全系數(shù)，不能低于6，但也不要取過(guò)高的安全系數(shù)，避免浪費(fèi)材料。
樹脂類型，要針對(duì)所接觸的介質(zhì)種類和溫度要求，合理的選擇樹脂類型，在無(wú)可靠數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)采用模擬實(shí)驗(yàn)，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(qiáng)度。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足使用、安裝方便的要求。如有的設(shè)備要求內(nèi)外清洗方便，就要求進(jìn)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(yīng)通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)滿足其剛度要求。
生產(chǎn)應(yīng)嚴(yán)格按工藝規(guī)程進(jìn)行。尤其是耐腐蝕層的加工，要絕對(duì)保證質(zhì)量，對(duì)于部分特殊要求的情況，應(yīng)有針對(duì)性的嚴(yán)格控制和管理。如對(duì)有食品衛(wèi)生要求的容器嚴(yán)格控制以下部分：（1）與介質(zhì)接觸部分的樹脂必須選擇食品級(jí)的，符合GB13115標(biāo)準(zhǔn)要求，且有正式的試驗(yàn)報(bào)告，所用固化劑、促進(jìn)劑、阻聚劑及以上助劑的溶劑也必須滿足GB13225標(biāo)準(zhǔn)要求（2）在容器加工完畢后，應(yīng)進(jìn)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(zhì)接觸表面應(yīng)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(tài)。
安裝、運(yùn)輸、使用
玻璃鋼是一種新型材料，它有其自身特點(diǎn)。在安裝、運(yùn)輸和使用過(guò)程中與原來(lái)傳統(tǒng)材料制成的設(shè)備有所不同，應(yīng)按照?qǐng)D紙和生產(chǎn)廠家的安裝、運(yùn)輸和使用手冊(cè)規(guī)定及說(shuō)明進(jìn)行，以保證產(chǎn)品質(zhì)量。
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