Cele patru tipuri de schimbătoare de căldură cu plăci din industria alimentară

Introducere

Schimbul de căldură este fundamental în industria alimentară și a băuturilor pentru procese precum pasteurizarea, sterilizarea, răcirea, încălzirea și recuperarea energiei. Printre diferitele schimbătoare de căldură, schimbătoarele de căldură cu plăci (PHE) sunt deosebit de populare datorită designului lor compact, eficienței termice ridicate și ușurinței de întreținere. Există patru tipuri principale de schimbătoare de căldură cu plăci utilizate în industria alimentară:

Schimbătoare de căldură cu plăci cu garnituri (GPHE)

Schimbătoare de căldură cu plăci brazate (BPHE)

Schimbătoare de căldură cu plăci sudate (WPHE)

Schimbătoare de căldură cu plăci semisudate (SWPHE)

Fiecare are caracteristici unice potrivite pentru aplicații specifice în procesarea alimentelor.

1. Schimbătoare de căldură cu plăci cu garnituri (GPHE)

Design și Structură
Schimbătoarele de căldură cu plăci cu garnituri constau dintr-un teanc de plăci ondulate ținute împreună într-un cadru. Fiecare placă este etanșată cu garnituri din elastomer care controlează fluxul de fluide prin canale alternative.

Caracteristici cheie
Flexibil și util: plăcile și garniturile pot fi înlocuite sau adăugate.

Plăcile ondulate creează turbulențe, sporind transferul de căldură.

Garniturile permit dezasamblarea și curățarea ușoară, ceea ce este crucial pentru igiena alimentelor.

Aplicații
Pasteurizarea laptelui, sucului și berii

Răcire prin fermentație

Sisteme CIP (Clean-in-Place).

Circulatie apa calda si apa rece

Avantaje
Igienă excelentă: ușor de curățat și inspectat.

Scalabil: Plăcile pot fi adăugate sau îndepărtate pentru a se potrivi cererii.

Eficiență ridicată: plăcile subțiri oferă performanțe excelente de transfer de căldură.

Limitări
Limitări ale garniturii: Nu este potrivit pentru presiuni sau temperaturi foarte ridicate.

Potențial de scurgere dacă garniturile se degradează în timp.

2. Schimbătoare de căldură cu plăci brazate (BPHE)

Design și Structură
BPHE-urile constau din plăci subțiri, din oțel inoxidabil, care sunt lipite în vid, folosind cupru sau nichel. Rezultatul este o unitate compactă, etanșată, fără garnituri.

Caracteristici cheie
Fără garnituri: complet etanșat, făcându-l mai robust.

Extrem de compact și economisește spațiu.

Potrivit pentru aplicații de înaltă presiune și temperatură înaltă.

Aplicații
Sisteme de răcire a lactatelor

Răcirea carbonatării băuturilor

Incalzire cu apa calda

Evaporatoare și condensatoare frigorifice

Avantaje
Design compact: se potrivește în spații înguste.

Durabil: Rezistent la presiune și temperatură ridicată.

Întreținere redusă: fără garnituri de înlocuit.

Limitări
Nu poate fi reparat: nu poate fi dezasamblat sau curățat mecanic.

Mai puțin igienic pentru unele aplicații de calitate alimentară datorită limitărilor de curățare.

Risc de contaminare cu cupru în produsele sensibile, cu excepția cazului în care se utilizează lipirea cu nichel.

3. Schimbătoare de căldură cu plăci sudate (WPHE)

Design și Structură
WPHE-urile au plăci care sunt complet sudate între ele, adesea fără garnituri. Sunt proiectate pentru medii agresive și temperaturi și presiuni extreme.

Caracteristici cheie
Complet sudat pentru zero scurgeri în procese periculoase sau corozive.

Disponibil în modele de bloc compact.

Folosit adesea în combinație cu carcase de tip shell.

Aplicații
Procesarea fluidelor vâscoase sau agresive (de exemplu, pastă de tomate, sirop)

Recuperarea căldurii în procesele de sterilizare

Prelucrarea uleiului și a grăsimilor

Încălzirea cu abur a soluțiilor de curățare

Avantaje
Construcție robustă: potrivit pentru medii dure.

Funcționare fără scurgeri.

Durată lungă de viață cu fluide agresive.

Limitări
Nu se poate curăța manual: trebuie să se bazeze pe sistemele CIP.

Mai scumpe decât unitățile cu garnitură.

Nu este posibilă nicio modificare odată fabricată.

4. Schimbătoare de căldură cu plăci semi-sudate (SWPHE)

Design și Structură
Acestea sunt un hibrid între PHE-urile cu garnitură și cele sudate. Două plăci sunt sudate împreună pentru a forma o „casetă”, iar casetele sunt etanșate între ele. O parte are un canal sudat, iar cealaltă are un canal cu garnitură.

Caracteristici cheie
Permite manipularea fluidelor agresive pe partea sudata si a mediilor curatabile pe partea cu garnituri.

Ideal pentru sisteme cu amoniac și fluide corozive.

Permite dezasamblarea parțială pentru curățare.

Aplicații
Condensatoare și evaporatoare de amoniac

Prelucrare suc de fructe și concentrat

Incalzire sirop de zahar

Condensul vaporilor în evaporatoare

Avantaje

Funcționalitate dublă: echilibrează întreținerea și durabilitatea.

Eficient din punct de vedere al costurilor pentru sistemele care necesită expunere limitată a garniturii.

Potrivit pentru CIP parțial și curățare mecanică.

Limitări

Încă vulnerabil la defecțiunea garniturii pe o parte.

O construcție mai complexă crește costul.