نقش حیاتی مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای در صنعت نوشیدنی: راندمان، کیفیت و ایمنی

نقش حیاتی مبادلات گرما در صنعت نوشیدنی: کارایی، کیفیت و ایمنی

مقدمه

صنعت نوشیدنی مدرن، که با تولید حجم بالا و استانداردهای کیفیت سختگیرانه مشخص می شود، به شدت به فن آوری های پیشرفته پردازش حرارتی متکی است.مبادله گرما صفحه (PHE) به عنوان یک دارایی ضروری ظاهر شده استبهره وری برتر، قابلیت انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان آن را به راه حل مورد نظر برای طیف گسترده ای از برنامه های گرمایش و خنک سازی مرکزی برای تولید نوشیدنی تبدیل می کند.این سند کاربردهای خاص و مزایای قابل توجهی را در این بخش پویا ارائه می دهد.

کاربردهای کلیدی PHEs در تولید نوشیدنی

طراحی PHE که شامل صفحه های فلزی لوله کشی شده با گاسکت ها برای ایجاد کانال های متناوب برای رسانه های محصول و خدمات است، به طور ایده آل برای نیازهای حرارتی پردازش نوشیدنی مناسب است.

پاستوریزاسیون و درمان با درجه حرارت فوق العاده بالا (UHT)

نگرانی اصلی در تولید نوشیدنی ایمنی میکروبی و ثبات محصول است.پاستوریزاسیون (گرم کردن به ۷۲ تا ۸۵ درجه سانتیگراد برای ۱۵ تا ۳۰ ثانیه) و پردازش UHT (گرم کردن به ۱۳۵ تا ۱۵۰ درجه سانتیگراد برای چند ثانیه) مراحل حیاتی برای از بین بردن عوامل بیماری زا و موجودات فاسد هستند.

کاربرد: PHEs برای این فرآیندهای مستمر به طور استثنایی موثر هستند. نوشیدنی هایی مانند شیر، آبمیوه ها، نکترها، نوشیدنی های خنک، آبجو و جایگزین های گیاهی از طریق PHE پمپ می شوند.اول از همه با گرم کردن آن ها گرم می شوند، محصولی که قبلاً در بخش بازسازی پاستر شده است، سپس با آب گرم یا بخار به دمای نگهداری دقیق آورده می شود، برای مدت زمان مورد نیاز نگه داشته می شود و در نهایت خنک می شود.

مزیت: طراحی صفحه باعث افزایش جریان آشفته می شود، توزیع یکنواخت دمای را تضمین می کند و نقاط سرد را از بین می برد، که تضمین کننده درمان مداوم و موثر است.این امر برای رعایت مقررات ایمنی مواد غذایی بسیار مهم است (FDA، EHEDG) و افزایش مدت نگهداری.

استریلیزه و خنک کردن آب فرآیند

آب با کیفیت بالا عنصر اصلی در اکثر نوشیدنی ها است. هر آلودگی میکروبی در آب می تواند کل دسته را به خطر بیندازد.

کاربرد: PHEs برای بالا بردن درجه حرارت آب ورودی به سطح استریلیزه (به عنوان مثال،85-90°C) برای از بین بردن آلاینده های بیولوژیکی قبل از استفاده در آماده سازی آبمیوه یا به عنوان یک ماده مستقیمسپس، سایر واحدهای PHE از رسانه های خنک کننده مانند آب خنک یا گلیکول برای کاهش سریع دمای آب به سطح دقیق مورد نیاز برای مخلوط یا کربناسیون استفاده می کنند.

تخلیه هوا و تخلیه اکسیژن

اکسیژن حل شده می تواند منجر به اکسیداسیون، تخریب طعم و خراب شدن در بسیاری از نوشیدنی ها، به ویژه آبجو و برخی آبمیوه ها شود.

کاربرد: پاکسازی هوا اغلب شامل گرم کردن محصول برای کاهش محلولیت گازها است.PHEs گرم کردن دقیق و سریع مورد نیاز برای این مرحله را قبل از ورود مایع به یک اتاق خلاء فراهم می کند که در آن گاز ها حذف می شوندسپس محصول دوباره خنک می شود و کیفیت و طعم آن حفظ می شود.

بازیافت گرما از محصول به محصول (بازتولید)

این شاید مهمترین مزیت اقتصادی و زیست محیطی استفاده از PHEs باشد. بخش بازسازی یک ویژگی استاندارد در سیستم های پاستوریزه ی نوشیدنی و UHT است.

کاربرد: محصولی که سرد وارد می شود توسط محصولی که گرم خارج می شود که قبلاً درمان شده است گرم می شود. این فرآیند تا 90 تا 95٪ انرژی حرارتی را که در غیر این صورت هدر می رود ، بازیابی می کند.

مزیت: این امر به طور چشمگیری انرژی مورد نیاز برای گرم کردن (از طریق بخار یا آب گرم) و خنک کردن (از طریق گلیکول یا آب سرد) را کاهش می دهد.نتیجه این کار کاهش قابل توجهی در هزینه های عملیاتی (توجه به انرژی) و کاهش میزان کربن است، مطابق با اهداف پایداری شرکت.

خنک کردن گیاه در کارخانه های آبجو

در تولید آبجو، پس از فرآیند خرد کردن، wort داغ (سیال استخراج شده از دانه های مالت) باید به سرعت به دمای مناسب برای تخمیر مخمر خنک شود.

کاربرد: یک PHE از آب سرد یا گلیکول به عنوان محیط خنک کننده استفاده می کند تا گیاه را به سرعت به دمای مورد نظر (معمولا بین 12 تا 20 درجه سانتیگراد) برساند.

مزیت: سرعت خنک شدن به چندین دلیل مهم است: از رشد میکروارگانیسم های ناخواسته جلوگیری می کند، به تشکیل شکستن سرد (بارندگی پروتئین ها) کمک می کند،و گیاه را برای فعالیت مثالی مخمر آماده می کند.، به طور مستقیم بر مشخصات طعم آبجو نهایی تاثیر می گذارد.

مزایایی که باعث پذیرفتن فرزند می شوند

تغییر به سمت PHEs در صنعت نوشیدنی توسط مزایای روشن و قانع کننده ای هدایت می شود:

کارایی بالاتر: ضریب انتقال گرما بالا به دلیل جریان آشفته و صفحات نازک منجر به زمان پردازش سریعتر و مصرف انرژی کمتر می شود.

اثر فشرده: PHEs یک سطح انتقال گرما بزرگ را در یک فضای بسیار کوچک در مقایسه با مدل های پوسته و لوله ارائه می دهند و فضای ارزشمند کارخانه را ذخیره می کنند.

انعطاف پذیری عملیاتی: بسته های صفحه ماژولار را می توان به راحتی گسترش داد یا دوباره تنظیم کرد تا تغییرات در حجم تولید یا انواع جدید محصول را در بر بگیرد.

حداقل از دست دادن محصول: طراحی اجازه می دهد تا بازیابی محصول بالا در پایان یک اجرا پردازش، به حداکثر رساندن بهره.

سهولت نگهداری و بازرسی: PHEs می تواند به سرعت برای بازرسی بصری، تمیز کردن و جایگزینی صفحات یا گازکت ها بدون ابزار تخصصی باز شود.به حداقل رساندن زمان توقف در طول چرخه های تمیز کردن در محل (CIP).

نتیجه گیری

مبادله گرما صفحه بسیار بیشتر از یک قطعه است؛ این یک فناوری استراتژیک است که اهداف اصلی تولید کنندگان نوشیدنی را افزایش می دهد: تضمین ایمنی مطلق محصول،حفظ کیفیت و طعم بی نظیر، و بهینه سازی بهره وری عملیاتی. تنوع آن در کاربردهای مختلف از پاستوریزاسیون دقیق تا بازیابی گرما نوآورانه، آن را به سنگ بنای مدرن، سودآور،و تولید نوشیدنی های پایداردر حالی که این صنعت با تقاضای محصولات جدید و کارایی بالاتر تکامل می یابد، بدون شک نقش مبادله گرما صفحه پیشرفته در موفقیت آن مهم خواهد بود.