换热器的结垢是一个非常严重的问题,造成换热器的换热性能下降,能源消耗增加,带来巨大的经济损失。换热器结垢是一个质量传递、动量传递和能量传递的过程,影响因素众多,是至今仍未完全解决的问题之一。因此对于蛋白质的结垢清洗与抑垢研究具有重要意义。本文应用自主搭建的污垢实时监测装置研究几种蛋白质污垢在换热表面的生长和清洗过程。主要研究了热通量、换热器表面温度、进口温度、老化时间等因素对污垢生长的影响。结果表明大豆分离蛋白(SPI)与浓缩乳清蛋白(WPC)在污垢的生长及污垢的清洗方面均存在较大差异。此外,本文还试图寻找一种操作简便、经济节约的抗垢剂,减缓污垢的生长。本研究通过在换热器表面构建不同的镀层,研究镀层对蛋白质污垢生长的影响。主要有基于同性电荷相排斥理论的Nafion溶液镀层、柠檬酸镀层和表面活性剂镀层(辛烯基琥珀酸淀粉钠)。研究发现pH=9的表面活性剂镀层对乳清蛋白污垢的生长基本没有影响,pH=10的表面活性剂镀层在乳清蛋白污垢生长初期加速了污垢的生长,之后对污垢的生长影响较小。相比无镀层时形成的致密的污垢层,经柠檬酸修饰后形成的污垢相对松散,给污垢的清洗提供了便利。Nafion镀层对乳清蛋白污垢的生长有明显的抑制作用,表面污垢量较少。Nafion镀层在经历污垢生长-清洗实验后,抑垢效果下降。更换加热棒后,重现性不好,这可能是因为Nafion镀层制备问题。