详述了电热型食具消毒柜的控制参数、温度变化规律以及温度控制方式。
1 电热食具消毒柜任务原理
电热型消毒柜,普通以乳白石英管远红外辐射电热元件为热源,抵消毒柜内腔及其中的食(饮)具加热,依赖120℃以上的低温,以物理办法杀灭或消弭食具上的致病微生物,到达有害化的目的。
由于采用红外辐射电热元件,理解红外线的特性对产品设计和正确地运用消毒柜都有意义。乳白石英是高辐射系数资料,其热惯性小,外表允许温度高,能将输出电能的70%转换为辐射能,因而,柜内传热方式以热辐射为主。红外线对食具外表附着的水分和微生物,具有一定的穿透才能,杀菌效果好。作为能量载体的红外线,具有类光特性,它能以光速直接入射或经柜内壁反射到食具外表,使消毒任务周期绝对较短。红外线是直线传达的,被食具遮挡的部位,构成&ldquo暗影区&rdquo。
在消毒柜任务时,柜内空气和食具托架也被加热。柜内温度场中存在温度梯度,构成流体密度差,发生流体与固体外表之间的对流换热。同时,柜内相接触物体及同一物体上的不同点之间,因存在温差而发生热传导。在加热进程中,在上述三种传热方式的共同作用下,使柜内温度逐步趋于平均,以消弭消毒&ldquo死角&rdquo,处于&ldquo暗影区&rdquo的致病微生物也能被杀灭。
目前,电热型及电热&mdash&mdash臭氧组合型消毒柜是消毒柜的主流产品。
2 控制参数
消毒柜的根本适用功能是以消毒目标或杀灭率定量表示的消毒效果。理论证明,对电热型消毒柜而言,其消毒效果与消毒温度及消毒工夫等代用功能亲密相关。虽不能定量地表示它们之间的关系,但对消费厂来说,检测消毒温度和消毒工夫更经济,便于对产质量量和功能停止无效地控制。因而,有关规范给出了温度、工夫等控制参数值。
2.1 温度(℃或K)
包括消毒温度&thetaC、限温温度&thetamax及部件温升&Delta&theta。
(1)消毒温度:指消毒柜内规则的中心点到达120℃以上的温度。
(2)限温温度及偏向:柜内分层平均地放入规则的标称负载(定量的食具),柜内各规则的测试点的温度应在125+45-5℃的范围内。测试点数目因柜容积而异,并要求测试五个任务周期,取第3、4、5周期中各测试点温度的算术均匀值。温度达&thetamax应中止加热。这是一个温度平均性目标,为了平安和思索到资料的耐热功能而限制温度下限,同时也为了消弭消毒&ldquo死角&rdquo。
(3)部件温升:为了设备及人身平安,消毒柜与其它电器产品一样,有关部件的温升不允许超越规则值。
2.2 工夫(min)
包括消毒工夫TC和任务周期T。
(1)消毒工夫:柜内中心点,温度坚持在120℃以上的工夫。它与消毒温度是影响消毒效果的最重要的参数。有关规范均规则消毒工夫大于15min。
(2)消毒任务周期:从室温开端加热升温到断电后温度降至120℃的总工夫,为任务周期。消费者希望既能到达消毒效果,任务周期又不要过长。关于这一点,规范虽未规则,但在选择加热功率和温度控制方式时,应予注重。
3 温度变化规律
剖析柜内温度随工夫变化的规律&theta=f(t),关于合理地选择加热功率和控温方式,以满足规范规则的消毒温度和消毒工夫具有重要意义。
设电热元件总功率为P(W或kW),全部转换为热量Q(J或kJ),则dt工夫内的微元热量dQ=Pdt。这些热量辨别传给食具(含食具托架)、柜内空气和箱体,使其温度降低,并有局部漏热量经过箱体流失。由能量均衡关系:
式中:dQ1=&Sigmam1ic1id&theta-m1i,c1i为各种材质食具的质量(kg)及比热(kJ/kg·℃)dQ2=&Sigmam2ic2id&theta-m2i,c2i为各种箱体资料的质量及相应比热dQ3=m3c3d&theta-m3,c3为柜内空气质量及比热 dQ4=KF(&theta-&theta0)dt&mdash&mdash为经过箱体的漏热量,其中(&theta-&theta0)为柜内外温差(℃)F为柜表面面计算散热面积(m2)K为箱体的传热系数(
依据传热学实际,消毒柜多层平壁的传热系数为
式中:&alpha1、&alpha2&mdash&mdash为柜内表面面均匀自然对放逐热系数(
从式(4)、(6)可见:
#p#分页标题#e#①升温进程,温度随工夫按指数曲线上升。表达式表现了箱体构造、环境温度及负载量等要素对温度的影响。如箱体构造一定,温度变化次要受环境温度、加热功率、食具质量和比热及加热工夫等要素的影响。
②如功率一定,负载量小,工夫常数也小,则升温快。反之,负载量大,升温迟缓。食具材质、外形及尺寸、摆放方式及测试点能否位于&ldquo暗影区&rdquo等要素都影响温度测试值和消毒工夫。因而,对标称负载和测试办法必需作出详细规则,否则测试后果会惹起争议。还有的企业在空载(不放入食具)条件下测试。
③负载量一定,在一定的工夫内,柜内温升(&theta-&theta0)与加热功率成比例。关于采用双金属温控器控温的消毒柜,为了延伸消毒工夫,适当降低加热功率或消毒阶段的加热功率,是一种无效的手腕。
断电后的降温冷却曲线也是按指数曲线变化。断电后,消毒柜贮存的热能经过箱体向四周介质流失,温度从限温温度最终降至环境温度。对一个确定的消毒柜,表征其散热才能的传热系数K根本不变。降温速率次要取决于食具的总热容量&Sigmam1ic1i(kJ/℃),食具越多,降温越慢。表达式为
4 温度控制方式
有各种控温方式可供选择,不同控温方式,抵消毒温度和消毒工夫有很大影响。
4.1 碟形双金属温控器控制
(1)单温控器恒功率延续加热方式
箱体构造确定后,经过选择加热功率及温控器的举措温度,合理地布置加热元件和温控器的装置地位,控制温度和消毒工夫。这是目前少数产品使用的办法。复杂、牢靠、本钱低,但消毒工夫及温度下限受环境温度、负载量、食具外形及摆放方式等要素影响。由于功率偏大招致消毒工夫短(特别是当负载量小的时分),为延伸消毒工夫,而选用举措温度较高的温控器,又形成温度平均性差,部分温度超越了限温值,外表温降低,成为许多产品的共异性成绩。为了进步柜内温度平均性和延伸消毒工夫,适当降低加热功率或合理选择各加热元件的功率,是很无效的办法。温度变化曲线如图1所示。
(2)双温控器变功率延续加热方式
减小加热功率,虽会延伸消毒工夫,但任务周期也相应地变得更长。较合理的加热方式是双温控器变功率延续加热方式,采用举措温度上下不同的两个温控器控制加热进程。全功率加热至消毒温度以上时,高温温控器首先举措,给出信号,自动降低加热功率,温度变化率随之减小,迟缓升温至低温举措的温控器举措,中止加热,进入保温进程。温度变化曲线如图2。
我们来剖析消毒阶段食具温度变化率。
设有质量MC(kg)、比热为C(kJ/kg·℃)的食具,耗费功率PC(kW),转换为热量QC(kJ),并被食具吸收,在t(S)工夫内,使其温度从消毒温度&thetaC(℃)上升至限温温度&thetamax(℃)。则
由式(9)、(10)可见,对一定质量和材质的食具,欲延伸消毒工夫,减小温度上升速率,必需降低加热功率。这种控温方式,比拟无效地克制了单温控器控温的缺陷,柜内温度平均,消毒效果好。
4.2 电子温度传感器定时控制
(1)恒温定时断续加热方式
采用晶体管或热敏电阻温度传感器、继电器等构成电子温控器。延续检测柜内温度,全功率加热至设定温度&thetaN后,自动转换成断续加热方式。&thetaN值可依据需求设定,如&thetaN=135±5℃。在消毒阶段,柜内温度一直在设定值上下偏向范围内动摇,近似于恒温。断续加热工夫由定时电路控制,并可调整。温度曲线见图3。
(2)微电脑控制
#p#分页标题#e#采用电子温度传感器微电脑控制取代上述电子控制电路,牢靠性高,要求节能和一柜多用时,更具优越性。可以附加温度显示、加热温度和工夫选择、任务形态声光提示等功用。检测温度变化率(反映负载量),自动调理加热功率。
思索到食具消毒的实践需求,产品价钱和消费心思等要素,电脑型消毒柜,在近期还不能成为主流产品。
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