摘要：隨著人們生活水平的提高、國家對食品安全越來越重視，特別在白羽肉雞加工行業(yè)，國標(biāo)要求預(yù)冷后、分割前雞只胴體中心溫度要在0-4℃之間。故而螺旋預(yù)冷機在食品行業(yè)運用越來越廣泛。本文就美國CAT螺旋預(yù)冷機控制原理、管理要點以及常見故障排除方法等方面進行闡述。由于CAT公司在中國區(qū)域沒有代理商或辦事處，且說明書上對原理與故障排除方法描述甚少，此文是根據(jù)本人多年對CAT預(yù)冷系統(tǒng)調(diào)試、管理經(jīng)驗總結(jié)，希望對國內(nèi)食品企業(yè)螺旋預(yù)冷機管理人員以及對起步較晚的國內(nèi)食品機械領(lǐng)域有所啟發(fā)與幫助。
 

　　關(guān)鍵詞：螺旋預(yù)冷機；原理；故障排除。
 

　　1.1、螺旋預(yù)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：
        螺旋預(yù)冷系統(tǒng)主要由預(yù)冷槽、驅(qū)動裝置、螺旋推進系統(tǒng)、鼓風(fēng)系統(tǒng)、出料裝置、循環(huán)水泵、保溫冷水管路、冷水機組、氨制冷壓縮機組、氨冷卻器以及控制系統(tǒng)等組成。
 

　　預(yù)冷槽進料口位置的高溫水經(jīng)過循環(huán)離心水泵輸送到冷水機組進水口，經(jīng)過冷水機組內(nèi)部盤管，盤管外部為蒸發(fā)的氨氣體，氨氣體把冷水機盤管內(nèi)的循環(huán)水溫降到2℃以下，再經(jīng)冷水機出水口經(jīng)保溫管路輸送到預(yù)冷槽出料口位置，然后流向預(yù)冷槽進料口位置，再經(jīng)水泵送至冷水機。如此循環(huán)保證預(yù)冷槽出料口水溫在2℃以下。（如圖一所示：）

　　CAT螺旋預(yù)冷機配套氨制冷壓縮機，對系統(tǒng)管路內(nèi)循環(huán)水進行冷卻。氨液從儲液罐經(jīng)供液電動閥送至冷水機組上自帶的氨罐，經(jīng)氨泵增壓至（50-60psi）左右，經(jīng)過均勻分布在水管外噴頭均勻噴潵至水管外壁，以冷卻管內(nèi)循環(huán)水，吸熱后的氨蒸發(fā)為氣體，氨氣體被制冷壓縮機組抽回進行壓縮，壓縮后的氨氣體進入冷卻器冷卻，冷卻后的氨液體進入制冷機房儲液罐，儲液罐通過電動供液閥給冷水機組供液。冷水機組上的氨罐液位可通過控制屏設(shè)定，通常不可高于50%，系統(tǒng)有高液位報警及停機，以防止最下部水管路浸泡在氨液中而結(jié)冰。供液電動閥的開度大小受冷水機氨罐設(shè)定液位控制。（如圖二所示：）

　　⑴　中壓電磁閥

　　⑵　低壓電磁閥

　　⑶　氨液位顯示

　　⑷　高液位報警

　　⑸　循環(huán)水壓

　　⑹　進口水溫度

　　⑺　出口水溫度

　　⑻　啟停開關(guān)

　　⑼　供液電動閥開度

　　⑽　1#氨泵

　　⑾　2#氨泵

　　⑿　1#氨泵開關(guān)

　　⒀　2#氨泵開關(guān)

　　⒁　系統(tǒng)排空電磁閥
 

　　系統(tǒng)采用3級閥門來控制系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)壓力，以此達到控制水溫的目的。3級閥均應(yīng)在安裝調(diào)試時手動設(shè)定開度。3級閥門中高壓級為手動閥門，高壓閥設(shè)定方法：高壓閥單獨開起時應(yīng)保持系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)壓力為60PSI，過大開啟高壓閥可導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)冰，過小開啟高壓閥門可導(dǎo)致壓縮機組低壓跳停；中、低壓級為電磁閥，中壓閥的調(diào)試：單獨開啟中壓閥時，要能確保在系統(tǒng)最大負荷時出口水溫能達到0℃，并且自動關(guān)閉，當(dāng)水溫上升達到設(shè)定值后能自動開啟且使出口溫度再次降低到0℃。低壓閥的調(diào)試與中壓相同。正常運行過程中的中、低壓電磁閥開關(guān)受出水口水溫控制，通常設(shè)定：當(dāng)出口水溫升高到0.7℃時中壓電磁閥開啟、當(dāng)出口水溫降低到0.5℃時關(guān)閉，當(dāng)出口水溫上升到0.4℃時低壓閥開啟、當(dāng)出口水溫下降到0.2℃時關(guān)閉。以此來控制出口水溫在1℃以下。同時為防止系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)冰，在進口管道上安裝壓力傳感器，當(dāng)進口壓力超過設(shè)定值（通常：42PSI）時系統(tǒng)停止運行。（3級閥如圖三所示）

　　預(yù)冷槽采用螺旋式冷卻方式，螺旋槳采用變頻器控制，可正反轉(zhuǎn)，正轉(zhuǎn)時把產(chǎn)品向前推進，反裝時把產(chǎn)品向后推，通過設(shè)定螺旋槳轉(zhuǎn)速及正反轉(zhuǎn)時間可控制產(chǎn)品在預(yù)冷槽的冷卻時間（通常設(shè)定2.0KG去頭、爪、內(nèi)臟的白羽肉雞胴體冷卻時間為90分鐘），以滿足產(chǎn)品溫度要求。為了使產(chǎn)品在預(yù)冷槽內(nèi)換熱均勻，預(yù)冷槽配置了5臺鼓風(fēng)機，被鼓風(fēng)機壓縮的空氣通過管路均勻送到預(yù)冷槽底部、中部各區(qū)域，在冷卻水中產(chǎn)生大量且均勻的氣泡，使水及產(chǎn)品在槽內(nèi)翻滾。從而達到均勻換熱效果。在預(yù)冷槽出口處安裝了出料裝置，把螺旋槳推到出料口的產(chǎn)品撈出，送到輸送帶上進行下一步生產(chǎn)流程。通過改變電機頻率可以改變出料裝置出料速度，同時控制出料均勻度。
 

　　螺旋預(yù)冷系統(tǒng)的管理對保證系統(tǒng)正常運行、設(shè)備使用壽命至關(guān)重要?，F(xiàn)就三方面對螺旋預(yù)冷機的管理要點進行闡述。

　　3.1.1、確保冷水機組進口水壓在正常范圍內(nèi)（通常冷水機進口壓力在35PSI）,如果水壓過高停機，應(yīng)查明原因排除故障后才能重新起動。進口水壓過高原因往往是冷水機組內(nèi)部管理結(jié)冰造成，內(nèi)部管路結(jié)冰可能對系統(tǒng)造成不可恢復(fù)的損傷。

　　3.1.2、運轉(zhuǎn)中每小時觀察一次出口水溫是否滿足要求（≤2℃），最理想的出口水溫0-1℃。

　　3.1.3、每天生產(chǎn)結(jié)束后對循環(huán)水管路、冷水機、預(yù)冷槽等水系統(tǒng)清洗、消毒，確保系統(tǒng)清潔。

　　3.1.4、每周校驗進、出管路上水溫傳感器、進口管上壓力傳感器，確保測量值準(zhǔn)確無誤。

      3.2、制冷氨系統(tǒng)

　　3.2.1、每天運行中應(yīng)檢查系統(tǒng)內(nèi)蒸發(fā)壓力，過高的蒸發(fā)壓力導(dǎo)致水溫達不到要求，過低的蒸發(fā)壓力可能導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)冰。

　　3.2.2、每天運行中檢查制冷壓縮機吸氣壓力、排氣壓力、加減載壓力、電流、載位、油溫、油壓等參數(shù)。同時確保壓縮機吸氣壓力低于冷水機組蒸發(fā)壓力。

　　3.2.3、開機前對冷水機組底部進行排油作業(yè)（如果系統(tǒng)沒有設(shè)置停機前自動抽空）。

　　3.2.4、每天檢查氨泵出口壓力，確保正常泵氨。

　　3.2.5、每周檢查校驗冷水機組實際液位與顯示屏液位。防止液位過高造成系統(tǒng)結(jié)冰，或液位過低造成供液不足。

       3.3、控制系統(tǒng)

　　螺旋冷卻機控制系統(tǒng)一般布置在生產(chǎn)車間內(nèi)部，長期處于潮濕環(huán)境，非常容易因為潮濕導(dǎo)致觸摸屏、PLC、變頻器等控制系統(tǒng)故障。近年來我公司就曾出現(xiàn)過因為潮濕而引起螺旋預(yù)冷機觸摸屏損壞、PLC損壞等現(xiàn)象，所以驅(qū)潮是控制系統(tǒng)管理最重要的一方面。
 

　　3.4.1、運行中應(yīng)對螺旋槳、出料裝置、鼓風(fēng)機進行必要的檢查，確保周圍無異物，無卡阻等現(xiàn)象。

　　3.4.2、每月對檢查螺旋槳、出料裝置尼龍主軸承、驅(qū)動減速器油位、驅(qū)動鏈條、零速傳感器等進行檢查。

　　4.1.1、每班結(jié)束的時候，水泵必須繼續(xù)運行，直至清理團隊準(zhǔn)備排水并且清理冷水機組為止，這樣可以防止油脂以及固體在管壁上出現(xiàn)干燥的情況。

　　4.1.2、一旦最后一只雞進入最后一節(jié)水槽，就可以點擊冷水機組主頁中的停止按鈕，點擊停止按鈕會關(guān)閉供氨電動閥（防止額外的制冷劑進入冷水機組）。
 

　　4.2、CIP 清洗步驟

　　4.2.1、關(guān)閉水泵的情況下，轉(zhuǎn)換螺旋預(yù)冷機前后端兩組三通閥，使螺旋冷卻機進入清洗模式。

　　4.2.2、采用自來水加注 CIP 罐（禁止在冷凍之后立即向冷水機組中泵入熱水）。

　　4.2.3、開啟循環(huán)水泵，采用這種方式將冷水機組水管線沖洗10 分鐘。并且持續(xù)添加自來水以防止出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。

　　4.2.4、關(guān)閉泵，然后打開 CIP 罐體排放閥。

　　4.2.5、采用熱水加注 CIP 罐體。進入冷水機組的熱水嚴(yán)禁超過57℃。

　　4.2.6、添加清潔劑并且進行徹底的攪拌，打開泵，必要情況下添加自來水，以避免泵出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。

　　4.2.7、通常情況下，清洗循環(huán)不得超過 60 分鐘，具體主要取決于清潔劑、清洗溫度以及管道中的脂肪數(shù)量。

　　4.2.8、關(guān)閉泵，打開 CIP 排放閥，排放 CIP 罐體內(nèi)的液體。

　　4.2.9、關(guān)閉排放閥，采用清潔的自來水重新加注 CIP 罐體。打開泵，循環(huán)15分鐘左右。

　　4.2.10、打開 CIP 排放閥，排放 CIP 罐體內(nèi)的液體，在形成氣穴現(xiàn)象之前關(guān)閉泵，并且關(guān)閉通往地面的閥門。

　　4.2.11、重新加注 CIP 罐，添加可選的消毒劑并且打開泵循環(huán)消毒。

　　4.2.12、循環(huán)消毒10分鐘后關(guān)閉泵，并且打開 CIP 排放閥，排放沖洗水。

　　4.2.13、繼續(xù)采用自來水加注 CIP 罐，開泵循環(huán)沖洗，添加自來水以防止泵出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。

　　4.2.14、循環(huán) 15 分鐘，關(guān)閉泵，并且打開 CIP 排放閥，排放沖洗水。

　　4.2.15、CIP 清洗、消毒操作步驟小結(jié)：
 

　　[1].CAT. CRUS04641 Chiller Manual，美國，2017:1-83

　　[2].CAT. CRUS09960 Rechiller Manual，美國，2017:1-85

　　[3].JB/T 12365-2015 禽類屠宰加工機械 螺旋預(yù)冷機[EB/OL],北京，機械工業(yè)出版社 2016.