Die Wahl des richtigen Wärmetauschers für die Lebensmittelverarbeitung
Einfach ausgedrückt ist ein Wärmetauscher wie ein Heizkörper, der dazu dient, ein Material durch ein anderes zu erwärmen (oder zu kühlen). In den letzten 150 Jahren hat sich jedoch eine große Vielfalt an Typen und Konstruktionen herausgebildet, so dass es nicht immer einfach ist, den für Ihre Anwendung am besten geeigneten Wärmetauscher zu finden.
Alle Wärmetauscher, mit Ausnahme der einfachsten, werden nach Maß gefertigt, wobei das zu erhitzende bzw. zu kühlende Material, das Heiz- bzw. Kühlmedium, die Menge des zu verarbeitenden Produkts, die Produktgeschwindigkeit, das Verschmutzungsrisiko und eine Vielzahl anderer Faktoren berücksichtigt werden. Im Laufe der Jahre haben sich jedoch einige Standarddesigns herausgebildet (sowie spezifischere Typen), und wenn Sie die Unterschiede zwischen diesen Typen verstehen, kann der Spezifikationsprozess weniger rätselhaft sein.
In diesem Artikel stellen wir Ihnen die wichtigsten Arten von Wärmetauschern vor, die HRS herstellt, und zeigen Ihnen, für welche Anwendungen und Produkttypen sie am besten geeignet sind.
WICHTIGSTE ÜBERLEGUNGEN
Wenn Sie einen Wärmetauscher spezifizieren, ist die erste Überlegung, ob Ihre Anwendung aus hygienischen Gründen eine komplette Edelstahlkonstruktion erfordert, zum Beispiel in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie.
Als nächstes sollten Sie die Art des zu verarbeitenden Materials berücksichtigen, insbesondere seine Viskosität und ob es Partikel enthält. Je einfacher und weniger viskos das zu verarbeitende Material ist, desto einfacher kann der Wärmetauscher sein. Wenn das Material dicker wird oder Schwebeteilchen oder große Feststoffe enthält, wird der Wärmeaustausch schwieriger und es sind ausgeklügeltere Konstruktionen erforderlich, um die erforderliche Leistung zu gewährleisten. Die Palette reicht von einfachen Mehrrohrkonstruktionen über Doppelrohre – bei höherer Viskosität oder Feststoffen – und Ringraumkonstruktionen für hochviskose Produkte bis hin zu den anspruchsvollsten Materialien (wie z.B. stückige Lebensmittel oder sehr dicke Produkte wie Honig), die den Einsatz von Wärmetauschern mit abgeschabter Oberfläche erfordern.
Eine weitere Überlegung ist, was im Falle eines Lecks geschieht. Unter bestimmten Umständen, insbesondere wenn die Betriebsflüssigkeit kein Wasser ist, kann ein Leck geschäftskritisch sein. In solchen Fällen sollten Mehrrohrwärmetauscher mit doppelter Rohrplatte spezifiziert werden, da diese eine Leckerkennung bieten, um eine Kreuzkontamination zwischen Betriebs- und Produktflüssigkeit zu vermeiden.
DIE WICHTIGSTEN WÄRMETAUSCHERTYPEN
Die meisten Wärmeübertragungsanwendungen erfordern den Einsatz von Wärmetauschern mit gewellten Rohren. Diese bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber Konstruktionen mit glatten Rohren – insbesondere werden die Wärmeübertragung und die Energieeffizienz erhöht (wodurch sie sich besser für Heiz- oder Kühlanwendungen mit hoher Kapazität eignen). Außerdem wird die Verschmutzung minimiert, was bedeutet, dass die Geräte kompakter und wirtschaftlicher sein können und der Reinigungs- und Wartungsaufwand geringer ist.
Für die anspruchsvollsten Anwendungen (z. B. Materialien mit hohem Fouling-Potenzial oder wenn bestimmte Produkteigenschaften erforderlich sind) werden Wärmetauscher mit geschabter Oberfläche empfohlen. Je nachdem, ob das Produkt schonend behandelt oder stärker durchmischt werden muss, bietet HRS rotierende und reziproke Ausführungen an.
WÄRMETAUSCHER MIT GEWELLTEN ROHREN
HRS produziert drei Arten von Wellrohr-Wärmetauschern für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie:
Ringraumwärmetauscher wurden entwickelt, um eine gründliche Wärmeübertragung bei hochviskosen Produkten zu gewährleisten. Das Produkt fließt durch den Ringraum zwischen den inneren und äußeren Rohren, durch den die Betriebsflüssigkeit fließt, um eine gleichmäßige Erwärmung oder Kühlung zu gewährleisten. Neben Produkten mit höherer Viskosität eignet sich die HRS AS-Serie auch für hochviskose Flüssigkeiten oder solche, die kleine Partikel enthalten, wie z.B. Ketchup, Honig, Fruchtkonfitüren und Marmeladen sowie einige Milchprodukte und pflanzliche Fette und Öle.
Doppelrohrwärmetauscher bestehen aus einem Rohr in einem Rohr und gehören zu den vielseitigsten Wellrohrwärmetauschern. Die HRS DTA-Serie ist ein echter Gegenstrom-Edelstahl-Doppelrohrwärmetauscher. Die DTA- und die neue DTAR-Serie sind für zähflüssigere Produkte oder Produkte mit großen Partikeln in Suspension, wie z.B. Fruchtmischungen, konzipiert.
Mehrrohr-Wärmetauscher sind die einfachste Konstruktion und führen das Produkt in mehr als einem Innenrohr, während die Betriebsflüssigkeit durch den umgebenden Mantel fließt. HRS produziert eine Reihe von verschiedenen Mehrrohr-Wärmetauschern für den Einsatz in einer Vielzahl von verschiedenen Industrien und Anwendungen.
Für den Einsatz in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eignet sich die HRS MI-Serie für Produkte mit niedriger bis mittlerer Viskosität. Für die direkte Energierückgewinnung verfügt die HRS MR-Serie über abnehmbare Rohre, um eine hygienische Verarbeitung auf der Mantelseite zu ermöglichen, und ist ebenfalls für Produkte mit niedriger bis mittlerer Viskosität geeignet. Für den Fall, dass eine mögliche Kreuzkontamination ein Problem darstellt, ist die HRS SH-Serie ein Mehrröhren-Rohrbündelwärmetauscher mit der zusätzlichen Sicherheit einer doppelten Rohrplatte, die eine Leckerkennung ermöglicht, um eine Kreuzkontamination zwischen Betriebs- und Produktflüssigkeit zu vermeiden.
Die HRS MP-Serie verwendet mehrere Durchgänge auf der Rohrseite für mehr Flexibilität bei der Optimierung von Flüssigkeitsgeschwindigkeit, Druckabfall und Wärmeübertragung. Das einzigartige Design schafft eine größere thermische Länge innerhalb desselben Moduls, wodurch Konstruktionen mit mehreren Modulen und Verbindungsbögen vermieden werden. Es ist ideal für Anwendungen mit Flüssigkeiten mit niedriger bis mittlerer Viskosität.
WÄRMETAUSCHER MIT GESCHABTER OBERFLÄCHE
Schabewärmetauscher (SSHEs) sind die bevorzugte Wahl für schwierige Wärmeübertragungsanwendungen, z.B. solche mit hoher Viskosität und wo Fouling ein Problem werden kann. HRS bietet zwei Arten von SSHE an.
Die patentierte Unicus-Serie basiert auf einem herkömmlichen Rohrbündelwärmetauscher, jedoch mit Abstreifelementen in jedem Rohr. Die Hin- und Herbewegung der Abstreifer vermischt die Flüssigkeit und reinigt gleichzeitig die Wärmetauscheroberfläche. Dadurch bleibt die Wärmeübertragung hoch und die Ausfallzeiten werden reduziert. Darüber hinaus sorgen die Abstreifbewegungen für Turbulenzen in der Flüssigkeit, was die Wärmeübertragung erhöht. Die sanfte Bewegung einer Reihe von Abstreifern ermöglicht den Einsatz des Unicus bei empfindlichen Produkten, wie z.B. ganzen Obst- oder Gemüsestücken, ohne die Integrität des Produkts zu zerstören.
Im Gegensatz dazu ist die HRS R-Serie für sehr hohe Viskositäten und stark verschmutzende Flüssigkeiten ausgelegt. Sie verwendet einen rotierenden Abstreifstab, der Geschwindigkeiten von bis zu 300 U/min erreichen kann, was zu einer sehr hohen Scherung und Durchmischung an der Wärmeübertragungsfläche führt und die Wärmeübertragungsrate dramatisch erhöht. Für die anspruchsvollsten Anwendungen mit extremen Viskositäten wurde auch eine Hochleistungsversion (die HRS RHD-Serie) entwickelt. Die R-Serie ist ideal für sehr dicke Lebensmittelprodukte, bei denen eine gründliche Durchmischung von Vorteil ist.
Welches Lebensmittel oder Getränk Sie auch immer verarbeiten müssen, ob Sie Milchprodukte vor der Verarbeitung erwärmen oder Säfte, dicke Pasten oder Fleischbrühen pasteurisieren, HRS hat den idealen Wärmetauscher für Sie und die Experten, die Ihnen helfen, ihn zu finden.