T∕ZZB 1569-2020 食品真空冷冻干燥设备.pdf

ICS 27.200 J 73 T/ZZB 15692020 食品真空冷冻干燥设备 Vacuum freeze-drying equipment for food 2020 - 03 - 30 发布 2020 - 04 - 01 实施 浙江省品牌建设联合会 发 布 团体标准 T/ZZB 15692020 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 基本要求 . 2 5 型式与基本参数 . 2 6 技术要求 . 4 7 试验方法 . 5 8 检验规则 . 8 9 标志、包装、运输和贮存 . 9 10 质量承诺 . 10 T/ZZB 15692020 II 前 言 本标准依据GB/T 1.12009给出的规则起草。 本标准的某些内容可能涉及专利，本标准的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准由浙江省品牌建设联合会提出并归口管理。 本标准由浙江省标准化研究院牵头组织制定。 本标准主要起草单位：浙江冠峰食品机械有限公司。 本标准参与起草单位（排名不分先后）：浙江凯迪环境科技有限公司、莱宝（天津）国际贸易有限公司、浙江省机械工业联合会、浙江理工大学、轻工业杭州机电设计研究院有限公司。 本标准主要起草人：徐国峰、郑尧忠、万娟秀、陈素峰、田鑫、阮炯君、陈攀、钱武栋、马银海、兰春林、陈万寿、周斌斌、鲁玉军、顾军江、余佳。 本标准评审专家组长：程力。 本标准由浙江省标准化研究院负责解释。T/ZZB 15692020 1 食品真空冷冻干燥设备 1 范围 本标准规定了食品真空冷冻干燥设备(以下简称“冻干设备”)的术语和定义、基本要求、型式与基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存以及质量承诺。 本标准适用于间歇式冻干设备。非成套的冻干设备可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 37682017 声学 声压法测定噪声源声功率级和声能量级 采用反射面上方包络测量面的简易法 GB/T 37972016 电气控制设备 GB 4806.9 食品安全国家标准 食品接触用金属材料及制品 GB 4806.10 食品安全国家标准 食品接触用涂料及涂层 GB/T 5226.12019 机械电气安全 机械电气设备 第 1 部分:通用技术条件 GB 5749 生活饮用水卫生标准 GB/T 6070 真空技术 法兰尺寸 GB/T 6388 运输包装收发货标志 GB/T 7932 气动 对系统及其元件的一般规则和安全要求 GB/T 9237 制冷系统及热泵 安全与环境要求 GB/T 10079 活塞式单级制冷剂压缩机（组） GB/T 10111 随机数的产生及其在产品质量抽样检验中的应用程序 GB/T 13306 标牌 GB 167981997 食品机械安全卫生 GB/T 18429 全封闭涡旋式制冷剂压缩机 GB/T 19410 螺杆式制冷压缩机 GB/T 22360 真空泵 安全要求 GB/T 27940 制冷用容积式单级制冷压缩机并联机组 GB/T 29030 容积式 CO2制冷压缩机(组) JB/T 5777.2 电力系统二次电路用控制及继电保护屏(柜、台)通用技术条件 JB/T 6446 真空阀门 JB/T 9065 制冷空调设备包装通用技术条件 JB/T 102852017 食品真空冷冻干燥设备 3 术语和定义 T/ZZB 15692020 2 JB/T 102852017中界定的术语和定义适用于本文件。 4 基本要求 4.1 设计研发 4.1.1 应具备利用三维计算机模拟软件，按照设备加工工艺的要求对冻干设备进行综合分析和优化设计的能力。 4.1.2 设计中应考虑使用过程中的人机工程学，PLC 的操作界面大小与高度应符合人工操作便利性；冻干仓体和干燥仓仓门的设计应考虑操作便利性；阀门控制及安装位置设计在人工操作可控范围内。 4.2 原材料和零部件 4.2.1 与食品接触的金属材料及制品，应符合 GB 4806.9 的规定。 4.2.2 与食品接触的涂料及涂层，应符合 GB 4806.10 的规定。 4.2.3 干燥仓仓体和内部支撑件应采用力学性能不低于 06Cr19Ni10 的材料。 4.2.4 与机械部件接触的尼龙部件应使用阻燃等级 UL94 V-0 级或以上等级材料。 4.2.5 冻干设备所配用的真空机组的安全要求应符合 GB/T 22360 的规定。 4.2.6 真空系统用法兰应符合 GB/T 6070 的规定，阀门应符合 JB/T 6446 的规定。 4.2.7 当制冷设备为全封闭涡旋式制冷剂压缩机时应符合 GB/T 18429 的规定。 4.2.8 当制冷设备为活塞式单级制冷剂压缩机时应符合 GB/T 10079 的规定。 4.2.9 当制冷设备为螺杆式制冷压缩机时应符合 GB/T 19410 的规定。 4.2.10 当制冷设备为容积式 CO2制冷压缩机时应符合 GB/T 29030 的规定。 4.2.11 当制冷设备为容积式单级制冷压缩机时应符合 GB/T 27940 的规定。 4.2.12 制冷系统的安全、保护应符合 GB/T 9237 的规定。 4.2.13 气动系统应符合 GB/T 7932 的规定。 4.2.14 控制柜应符合 JB/T 5777.2 的规定。 4.2.15 钢管应采用抗拉强度不低于 Q235 的材料。 4.3 工艺与装备 4.3.1 加热铝板支架、捕水器端板、轨道支架、变轨机构应采用微米级加工精度的激光切割机、微米级加工精度的加工中心、数控车床、焊接机等装备进行加工。 4.3.2 生产过程中应对捕水器及加热铝板、连接管道等进行 24 小时保压处理，保压 2.0 MPa，24 小时内压降不超过 0.03 MPa。 4.3.3 生产过程应符合 HACCP 食品安全保证体系的要求。 4.3.4 来料、半成品和成品出入库应采用信息化软件管理系统进行管理。 4.4 检验检测 4.4.1 应具备抽空时间、公称干燥托盘面积、漏率、冷阱温度、解除真空时间、加热板测试等关键项目的检测能力。 4.4.2 应配备有三坐标测量仪、水压试验仪等检测设备。 5 型式与基本参数 T/ZZB 15692020 3 5.1 型式 5.1.1 冻干设备按加热方式进行的分类见表 1。 5.1.2 冻干设备按冷阱放置方式进行的分类见表 2。 5.1.3 冻干设备按融霜方式进行的分类见表 3。 表1 加热方式分类 加热方式 加热源 型式代号 接触式 电加热 J 蒸汽加热 JS 非接触式 电加热 不做标识 蒸汽加热 S 注：接触或非接触是针对加热板与干燥托盘而言。 表2 冷阱放置方式分类 冷阱型式 型式代号 冷阱外置式 （冷阱置于干燥仓外） 冷阱后置式(冷阱置于干燥仓后) W-A 冷阱侧置式(冷阱置于干燥仓侧面) W-B 冷阱上置式(冷阱置于干燥仓上) W-C 冷阱内置式 （冷阱置于干燥仓内） 冷阱后置式(冷阱置于干燥仓后) A 冷阱下置式(冷阱置于干燥仓下) D 表3 融霜方式分类 融霜型式 型式代号 交替融霜 Y 一次性融霜 不做标识 5.2 型号 冻干设备的型号编制如下： TFD - 融霜方式 冷阱放置方式 加热方式 单元干燥仓的公称干燥面积，用阿拉伯数字表示，单位为m2 干燥仓数量 冻干设备基本代号 示例1：TFD 2100-JSW-CY 表示 2 套干燥面积为 100 m2的干燥仓体，加热方式采用蒸汽加热形式，冷阱为外置上置式，交替融霜方式的冻干设备。 示例2：TFD 10-JW-A 表示 1 套干燥面积为 10 m2的干燥仓体，加热方式采用电加热形式，冷阱为内置后置式，一次性融霜方式的冻干设备。 5.3 使用条件 冻干设备应能在下列条件下正常使用： T/ZZB 15692020 4 干燥仓工作压力：13 Pa133 Pa； 冷阱蒸发温度：25 55 ； 加热板加热温度：30 120 ； 加热板使用水作为加热介质时，使用的水质应符合 GB 5749 的规定。 5.4 名义工况 冻干设备的名义工况应符合下列规定： 干燥仓工作压力为（405）Pa； 加热板输入的最大加热功率（1.70.1）kW/m2 ； 冻干物料为冰块、冰层或碎冰。 5.5 基本参数 冻干设备的基本参数见表4。 表4 基本参数 基本参数 要求 干燥仓容积 V 标称值的 98 总干燥面积 A 标称值的 98 抽空时间 10 min 解除真空时间 10 min 漏率 ILt V20 m3 23 PaL/s V20 m3 98 PaL/s 单位面积升华水量 g 2.1 kg/（m2h） 单位脱水量能耗 q 电加热 耗电量a 2.4 kWh/kg 蒸汽加热 耗电量a 1.1 kWh/kg 耗汽量b 2 kg/kg a 耗电量应包括加热系统、真空系统、制冷系统以及电气控制系统等所有部分的耗电量。其中制冷系统能耗不包括冻干前产品预冻结的能耗。 b 蒸汽压力应控制在(0.60.05)MPa。 6 技术要求 6.1 一般要求 冻干设备的基本参数应符合表4的规定。其中单位面积升华水量在满足表4的同时还应不低于明示值。 6.2 干燥仓 6.2.1 干燥仓仓体应设有观察窗。 T/ZZB 15692020 5 6.2.2 干燥仓的仓门应灵活、无变形、密封良好、安全可靠。门与仓体应设锁扣装置。 6.2.3 干燥仓的仓门应有安全联锁装置， 箱内温度小于 40 且压力等于大气压时， 干燥箱的门才能打开。 6.2.4 干燥仓的冷阱表面温度应均匀。在工作压力下表面各测点温差不应大于 4 ，冷阱的表面结霜应均匀。 6.2.5 加热板应加热均匀，每层升华水量相对于平均每层升华水量的偏差不超过7 。 6.2.6 干燥仓外表面若涂漆则应光滑、平整、色泽均匀、漆膜厚度均匀，不应有露底、剥落、凹凸、明显的流挂和皱纹等影响外观的缺陷。 6.2.7 干燥仓和水汽捕集器应装有安全电压的带灯视镜。 6.2.8 干燥仓上的管道阀门应清洁、密封、无渗漏。 6.3 控制系统 6.3.1 冻干设备的控制系统为 PLC 控制系统，应有故障显示功能。 6.3.2 冻干设备控制系统的用户操作权限设置应不少于三级。 6.3.3 冻干设备控制系统的工艺参数应能设定、控制、显示和记录，运行状态应有显示。 6.4 制冷系统 制冷系统的管道、阀门和压力表等应完好无损、排列整齐、安装牢固。 6.5 噪声要求 冻干设备在运转过程中，其噪声值应不大于声压级78 dB（A）。 6.6 安全卫生要求 冻干设备材料和结构的安全卫生要求应符合GB 167981997中第4章、第5章、第6章的规定。 6.7 电气安全 6.7.1 干燥仓内带电部件对非带电部件的绝缘电阻应大于 2 M。 6.7.2 电气系统的连接外部保护导线的端子、保护联结电路的连续性、操动器、指示灯和显示器应分别符合 GB/T 5226.12019 中 5.2、8.2.3、10.2、10.3 的规定。 6.7.3 电气系统的配线和标记、警告标志和参照代号应分别符合 GB/T 5226.12019 中 13.4.1、13.4.2、13.5.1、13.5.2、13.5.4、13.5.7、13.5.8 和 16.2.1、16.2.2 的规定。 6.7.4 在动力电路导线和保护联结电路之间施加 50 Hz、 1000 V 的电压， 1 s 内不应出现击穿放电现象。 7 试验方法 7.1 试验用仪器、仪表 试验用仪器仪表的型式及准确度应符合表5的规定。T/ZZB 15692020 6 表5 仪器仪表的型式及准确度 类别 型式 准确度或精度 尺寸测量仪表 钢直尺、钢卷尺 1 mm 温度测量仪表 水银玻璃温度计，铂电阻，热电偶 0.2 压力测量仪表 测量值的1 电工测量仪表 指示式 0.5 级 积算式 1.0 级 电气性能测量仪表 绝缘电阻测量仪、耐压测试仪 测量值的1 噪声测量仪表 声级计 1 级 时间测量仪表 秒表 0.5 级 质量测量仪表 台秤 测量值的0.2 流量测量仪表 记录式，指示式，积算式 测量值的2 7.2 干燥前的准备 在开始进行真空冷冻干燥之前应做好下述准备工作： a) 对干燥托盘和加热板进行标号，记录对应关系； b) 干燥托盘的温度测点布置： 1) 温度测点分布在冻干产品厚度方向的上、中、下三个部位； 2) 测温元件安装时， 对松散或液体状冻干产品用托架固定， 对固体冻干产品则直接插入冻干产品内； 3) 测温元件为铂电阻或热电偶。 c) 对冷阱的温度测点进行布置： 1) 在冷阱的进液、回气、中间等距离位置安装三个温度测量点； 2) 紧贴冷阱表面的不同部位分散安装若干温度测点； 3) 测温元件为铂电阻或热电偶。 d) 测试用热偶真空计或电阻真空计应通过测水蒸气饱和压力法校正。 即在干燥仓中悬挂水杯， 在工作压力下，测量水杯中冰的饱和温度，其对应的饱和蒸汽压力即为相应的真空压力。 7.3 干燥仓容积 采用钢卷尺或钢直尺进行测量，计算得出容积。 7.4 总干燥面积 采用钢卷尺或钢直尺进行测量，计算得出面积。 7.5 真空系统测试 7.5.1 抽空时间测试 按JB/T 102852017中6.3.1规定的方法进行检验。 7.5.2 解除真空时间测试 按JB/T 102852017中6.3.2规定的方法进行检验。 T/ZZB 15692020 7 7.5.3 漏率测试 按JB/T 102852017中6.3.3规定的方法进行检验。 7.6 单位面积升华水量 按JB/T 102852017中6.6.2和6.6.3规定的方法进行检验。 7.7 单位脱水量耗电量 按JB/T 102852017中6.6.4规定的方法进行计算。 7.8 干燥仓 7.8.1 安全联锁装置 7.8.1.1 设置干燥箱内温度大于 40 ，干燥箱门锁定机构应无法开启。 7.8.1.2 设置干燥箱内压力大于大气压，干燥箱门锁定机构应处于开启状态。 7.8.2 冷阱的表面温差 按JB/T 102852017中6.6.2规定的方法进行检验。 7.8.3 加热均匀度 按JB/T 102852017中6.6.2规定的方法进行检验，并按公式（1）计算每层升华水量相对于平均每层升华水量的偏差，取最大值。 ()inoninon-=-1100%-n GGGG . (1) 式中： 每层升华水量相对于平均每层升华水量的偏差； n干燥托盘数量，单位为个； Gin升华前第n个干燥托盘和冰的重量，单位为千克（kg）； Gon升华后第n个干燥托盘和冰的重量，单位为千克（kg）。 7.8.4 其他 干燥仓的外观结构等项目采用目测方法检验。 7.9 控制系统 7.9.1 故障显示功能检验 按GB/T 37972016中7.10的规定进行通电操作试验后，目测PLC控制系统有故障显示功能。 7.9.2 控制系统三级权限设置检验 按GB/T 37972016中7.10的规定进行通电操作试验后，启动冻干设备控制系统，按照控制系统操作说明书对控制系统用户权限进行设置，至少设置至第三级权限，并抽检用户权限被限制部分，确认相关权限是否被限制。 7.9.3 控制系统参数设置检验 T/ZZB 15692020 8 按GB/T 37972016中7.10的规定进行通电操作试验后，启动冻干设备控制系统，对控制参数进行设置后运行冻干设备。查看控制系统是否有各部件状态的显示，控制数据是否有显示、记录。 7.10 制冷系统 采用目测方法检验。 7.11 噪声要求 在冻干设备正常运行时用声级计按GB/T 37682017的测试方法测试冻干设备的噪声。 7.12 安全卫生要求 按GB 167981997中第4章、第5章、第6章的规定进行检验。 7.13 电气安全 7.13.1 绝缘电阻按 GB/T 5226.12019 中 18.3 的规定进行检验。 7.13.2 电气系统的连接外部保护导线的端子、保护联结电路的连续性、操动器、指示灯和显示器分别按 GB/T 5226.12019 中 5.2、8.2.3、10.2、10.3 的规定进行检验。 7.13.3 电气系统的配线和标记、警告标志和参照代号分别按 GB/T 5226.12019 中 13.4.1、13.4.2、13.5.1、13.5.2、13.5.4、13.5.7、13.5.8 和 16.2.1、16.2.2 的规定进行检验。 7.13.4 耐压试验按 GB/T 5226.12019 中 18.4 的规定进行检验。 8 检验规则 8.1 检验分类 冻干设备的检验分为型式检验和出厂检验。检验项目、技术要求和试验方法见表6。 表6 检验项目 序号 检验项目 出厂检验 型式检验 技术要求 试验方法 1 干燥仓容积 表 4 7.3 2 总干燥面积 表 4 7.4 3 真空系统测试 抽空时间 表 4 7.5.1 解除真空时间 表 4 7.5.2 漏率 表 4 7.5.3 4 单位面积升华水量 表 4 7.6 5 单位脱水量耗电量 表 4 7.7 6 干燥仓 安全联锁装置 6.2 7.8.1 冷阱的表面温差 7.8.2 加热均匀度 7.8.3 其余项目 7.8.4 7 控制系统 故障显示功能 6.3.1 7.9.1 控制系统三级权限设置 6.3.2 7.9.2 控制系统参数设置 6.3.3 7.9.3 T/ZZB 15692020 9 表6 （续） 序号 检验项目 出厂检验 型式检验 技术要求 试验方法 8 制冷系统 6.4 7.10 9 噪声要求 6.5 7.11 10 安全卫生要求 6.6 7.12 11 电气安全 绝缘电阻 6.7.1 7.13.1 连接外部保护导线的端子 6.7.2 7.13.2 保护联结电路的连续性 6.7.2 7.13.2 操动器 6.7.2 7.13.2 指示灯和显示器 6.7.2 7.13.2 配线 6.7.3 7.13.3 标记、 警告标志和参照代号 6.7.3 7.13.3 耐压试验 6.7.4 7.13.4 注：“”为应检项目，“”为不检项目。 8.2 出厂检验 8.2.1 每台产品均应进行出厂检验，应经制造厂质检部门检验合格并附产品合格证明后方可出厂。 8.2.2 出厂检验项目应符合表 6 的规定。 8.2.3 冻干设备在检验过程中若发现不合格项时，允许退回进行修整，再次检验仍不合格则判定该产品为不合格品。 8.3 型式检验 8.3.1 检验条件 当有下列情况之一时，应进行型式检验： a) 新产品鉴定和老产品转厂生产； b) 正式生产后如结构、工艺、材料等方面有较大改变，可能影响产品性能时； c) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时； d) 产品停产超过两年，再次生产时； e) 国家质量监督部门或机构提出进行型式检验要求时。 8.3.2 检验项目 型式检验项目为本标准中的全部要求，若制造单位不具备测试条件，则允许在产品使用现场进行。 8.3.3 抽样规则 在出厂检验合格的设备中随机抽取1台。 8.3.4 判定规则 型式检验中，若有一项指标不合格即判定该产品型式检验不合格。 9 标志、包装、运输和贮存 T/ZZB 15692020 10 9.1 标志 9.1.1 产品标志 每台产品应在明显位置固定产品标牌，标牌应符合GB/T 13306的规定，并标明下列内容： 产品名称和型号； 产品的制造日期和出厂编号； 制造厂名称和厂址； 加热方式； 冷阱型式； 产品主要技术参数(干燥仓容积、总干燥面积、干燥仓工作压力、加热板加热温度、冷阱蒸发温度、单位面积升华水量)； 净重； 产品执行标准。 9.1.2 合格证 产品包装时， 包装标志应符合GB/T 6388和GB/T 191的规定。 在包装箱外适当位置标上 “切勿倒置” 、“轻放”等字样和符号。包装箱内提供应产品合格证，合格证的文字标记应清晰、整齐，内容至少应包括： 产品型号和名称； 出厂编号； 检验合格章印； 制造厂名称； 制造厂地址。 9.2 包装 9.2.1 冻干设备包装前应进行清洁和干燥处理。 9.2.2 冻干设备中的干燥仓在只喷防锈底漆的情况下可以裸装，待运至用户处安装完毕后再喷面漆。其他部件的包装应能避免其在运输中受损、受潮。 9.2.3 制冷系统的包装应符合 JB/T 9065 的规定，包装内应有产品合格证明文件、使用说明书、装箱清单、保修单。 9.3 运输 冻干设备在运输中应有防雨、防雪、防暴晒等措施和避免强烈的机械振动。 9.4 贮存 冻干设备应贮存在场地平整，防潮、防腐和避免暴晒的地方，露天贮存时应有遮盖或有其他防雨措施，贮存时间超过18个月应进行保养。 10 质量承诺 10.1 在按说明书规定的使用条件下，产品质保期为安装调试完毕后交付给客户之日起的 18 个月，易损件除外。在质保期内，如因制造质量不良而发生损坏或不能正常工作时，制造商应负责免费维修或更换零配件。 T/ZZB 15692020 11 10.2 用户有诉求时，应在 24 小时内做出响应，72 小时内及时为用户提供服务和解决方案。 _