De fyra typerna av plattvärmeväxlare i livsmedelsindustrin

Introduktion

Värmeväxling är grundläggande i livsmedels- och dryckesindustrin för processer som pastörisering, sterilisering, kylning, uppvärmning och energiåtervinning. Bland de olika värmeväxlarna är plattvärmeväxlare (PHE) särskilt populära på grund av deras kompakta design, höga termiska effektivitet och enkla underhåll. Det finns fyra huvudtyper av plattvärmeväxlare som används inom livsmedelsindustrin:

Packade plattvärmeväxlare (GPHE)

Lödda plattvärmeväxlare (BPHE)

Svetsade plattvärmeväxlare (WPHE)

Halvsvetsade plattvärmeväxlare (SWPHE)

Var och en har unika egenskaper lämpade för specifika applikationer inom livsmedelsförädling.

1. Packade plattvärmeväxlare (GPHE)

Design och struktur
Packade plattvärmeväxlare består av en stapel av korrugerade plattor som hålls samman i en ram. Varje platta är förseglad med elastomerpackningar som kontrollerar flödet av vätskor genom alternativa kanaler.

Nyckelfunktioner
Flexibel och servicevänlig: Plattor och packningar kan bytas ut eller läggas till.

Korrugerade plattor skapar turbulens, vilket förbättrar värmeöverföringen.

Packningar möjliggör enkel demontering och rengöring, vilket är avgörande för livsmedelshygienen.

Ansökningar
Pastörisering av mjölk, juice och öl

Jäsningskylning

CIP-system (Clean-in-Place).

Varmvatten och kylvattencirkulation

Fördelar
Utmärkt hygien: Lätt att rengöra och inspektera.

Skalbar: Plattor kan läggas till eller tas bort för att matcha efterfrågan.

Hög effektivitet: Tunna plattor ger utmärkt värmeöverföringsprestanda.

Begränsningar
Packningsbegränsningar: Ej lämplig för mycket höga tryck eller temperaturer.

Potential för läckage om packningar försämras med tiden.

2. Lödda plattvärmeväxlare (BPHE)

Design och struktur
BPHEs består av tunna, rostfria stålplåtar som är vakuumlödda samman med koppar eller nickel. Resultatet är en kompakt, förseglad enhet utan packningar.

Nyckelfunktioner
Inga packningar: helt förseglad, vilket gör den mer robust.

Extremt kompakt och platsbesparande.

Lämplig för högtrycks- och högtemperaturapplikationer.

Ansökningar
Mejeriska kylsystem

Kolsyrekylning av drycker

Varmvattenuppvärmning

Kylförångare och kondensorer

Fördelar
Kompakt design: Passar i trånga utrymmen.

Hållbar: Beständig mot högt tryck och temperatur.

Lågt underhåll: Inga packningar att byta ut.

Begränsningar
Ej servicebar: Kan inte tas isär eller rengöras mekaniskt.

Mindre hygienisk för vissa livsmedelsklassade applikationer på grund av rengöringsbegränsningar.

Kopparföroreningsrisk i känsliga produkter om inte nickellödning används.

3. Svetsade plattvärmeväxlare (WPHE)

Design och struktur
WPHEs har plattor som är helsvetsade tillsammans, ofta utan packningar alls. De är designade för aggressiva medier och extrema temperaturer och tryck.

Nyckelfunktioner
Helsvetsad för noll läckage i farliga eller korrosiva processer.

Finns i kompakta blockdesigner.

Används ofta i kombination med höljen av skaltyp.

Ansökningar
Bearbetning av trögflytande eller aggressiva vätskor (t.ex. tomatpasta, sirap)

Värmeåtervinning i steriliseringsprocesser

Bearbetning av olja och fett

Ånguppvärmning av rengöringslösningar

Fördelar
Robust konstruktion: Lämplig för tuffa miljöer.

Läckagefri drift.

Lång livslängd med aggressiva vätskor.

Begränsningar
Kan inte rengöras för hand: Måste förlita sig på CIP-system.

Dyrare än packningsförsedda enheter.

Ingen modifiering möjlig när den väl är tillverkad.

4. Halvsvetsade plattvärmeväxlare (SWPHE)

Design och struktur
Dessa är en hybrid mellan packade och svetsade PHEer. Två plattor är sammansvetsade för att bilda en "kassett", och kassetterna packas mellan varandra. Ena sidan har en svetsad kanal och den andra har en packad kanal.

Nyckelfunktioner
Tillåter hantering av aggressiva vätskor på den svetsade sidan och rengöringsbara media på den packade sidan.

Idealisk för ammoniaksystem och frätande vätskor.

Tillåter partiell demontering för rengöring.

Ansökningar
Ammoniakkondensatorer och förångare

Bearbetning av fruktjuice och koncentrat

Uppvärmning av sockerlag

Ångkondensering i förångare

Fördelar

Dubbel funktionalitet: Balanserar servicebarhet och hållbarhet.

Kostnadseffektivt för system som kräver begränsad exponering av packningar.

Lämplig för partiell CIP och mekanisk rengöring.

Begränsningar

Fortfarande sårbar för packningsfel på ena sidan.

Mer komplex konstruktion ökar kostnaden.