Čtyři typy deskových výměníků tepla v potravinářském průmyslu

Úvod

Výměna tepla je v potravinářském a nápojovém průmyslu zásadní pro procesy, jako je pasterizace, sterilizace, chlazení, ohřev a rekuperace energie. Mezi různými výměníky tepla jsou deskové výměníky tepla (PHE) obzvláště oblíbené díky jejich kompaktní konstrukci, vysoké tepelné účinnosti a snadné údržbě. V potravinářském průmyslu se používají čtyři hlavní typy deskových výměníků tepla:

Utěsněné deskové výměníky tepla (GPHE)

Pájené deskové výměníky tepla (BPHE)

Svařované deskové výměníky tepla (WPHE)

Polosvařované deskové výměníky tepla (SWPHE)

Každý z nich má jedinečné vlastnosti vhodné pro specifické aplikace při zpracování potravin.

1. Utěsněné deskové výměníky tepla (GPHE)

Design a struktura
Deskové výměníky tepla s těsněním se skládají ze stohu vlnitých desek, které jsou drženy pohromadě v rámu. Každá deska je utěsněna elastomerovým těsněním, které řídí tok tekutin alternativními kanály.

Klíčové vlastnosti
Flexibilní a provozuschopné: Desky a těsnění lze vyměnit nebo přidat.

Vlnité desky vytvářejí turbulence a zvyšují přenos tepla.

Těsnění umožňují snadnou demontáž a čištění, což je klíčové pro hygienu potravin.

Aplikace
Pasterizace mléka, džusu a piva

Fermentační chlazení

Systémy CIP (Clean-in-Place).

Cirkulace teplé a studené vody

Výhody
Vynikající hygiena: Snadné čištění a kontrola.

Škálovatelné: Desky lze přidávat nebo odebírat, aby odpovídaly poptávce.

Vysoká účinnost: Tenké desky nabízejí vynikající přenos tepla.

Omezení
Omezení těsnění: Nevhodné pro velmi vysoké tlaky nebo teploty.

Možnost úniku, pokud těsnění časem degradují.

2. Pájené deskové výměníky tepla (BPHE)

Design a struktura
BPHE se skládají z tenkých desek z nerezové oceli, které jsou vakuově pájeny pomocí mědi nebo niklu. Výsledkem je kompaktní, utěsněná jednotka bez těsnění.

Klíčové vlastnosti
Žádné těsnění: plně utěsněné, díky čemuž je robustnější.

Mimořádně kompaktní a prostorově úsporný.

Vhodné pro vysokotlaké a vysokoteplotní aplikace.

Aplikace
Mléčné chladicí systémy

Chlazení karbonizace nápojů

Ohřev teplé vody

Chladicí výparníky a kondenzátory

Výhody
Kompaktní design: Vejde se do stísněných prostor.

Odolný: Odolný vůči vysokému tlaku a teplotě.

Nízká údržba: Není třeba vyměňovat těsnění.

Omezení
Nelze opravit: Nelze demontovat nebo mechanicky vyčistit.

Méně hygienické pro některé potravinářské aplikace kvůli omezením čištění.

Riziko kontaminace mědí u citlivých výrobků, pokud není použito pájení niklem.

3. Svařované deskové výměníky tepla (WPHE)

Design a struktura
WPHE se vyznačují deskami, které jsou plně svařeny dohromady, často bez těsnění. Jsou určeny pro agresivní média a extrémní teploty a tlaky.

Klíčové vlastnosti
Plně svařené pro nulovou netěsnost v nebezpečných nebo korozivních procesech.

K dispozici v kompaktním blokovém provedení.

Často se používá v kombinaci s kryty skořepinového typu.

Aplikace
Zpracování viskózních nebo agresivních tekutin (např. rajčatový protlak, sirup)

Rekuperace tepla ve sterilizačních procesech

Zpracování olejů a tuků

Parní ohřev čisticích roztoků

Výhody
Robustní konstrukce: Vhodné do drsného prostředí.

Bezúnikový provoz.

Dlouhá životnost s agresivními kapalinami.

Omezení
Nelze čistit ručně: Musí se spoléhat na systémy CIP.

Dražší než jednotky s těsněním.

Po vyrobení není možná žádná úprava.

4. Polosvařované deskové výměníky tepla (SWPHE)

Design a struktura
Jedná se o hybrid mezi utěsněnými a svařovanými PHE. Dvě desky jsou svařeny dohromady, aby vytvořily „kazetu“, a kazety jsou mezi sebou utěsněny. Jedna strana má přivařený kanál a druhá má utěsněný kanál.

Klíčové vlastnosti
Umožňuje manipulaci s agresivními kapalinami na svařované straně a čistitelnými médii na straně těsnění.

Ideální pro systémy s amoniakem a korozivní kapaliny.

Umožňuje částečnou demontáž pro čištění.

Aplikace
Amoniakální kondenzátory a výparníky

Zpracování ovocných šťáv a koncentrátů

Zahřívání cukrového sirupu

Kondenzace par ve výparnících

Výhody

Dvojitá funkčnost: Vyvažuje provozuschopnost a odolnost.

Nákladově efektivní pro systémy vyžadující omezené vystavení těsnění.

Vhodné pro částečné CIP a mechanické čištění.

Omezení

Stále náchylné k selhání těsnění na jedné straně.

Složitější konstrukce zvyšuje náklady.