Trocador de calor para a indústria alimentar

Tipos de trocadores de calor para a indústria alimentícia

O trocador de calor para a indústria alimentícia é um dispositivo que transfere calor entre produtos alimentícios e outros fluidos na indústria de processamento de alimentos. Existem diferentes tipos de trocadores de calor para aplicações da indústria alimentícia que os compradores devem conhecer.

• Trocadores de calor de placas: Este trocador de calor para alimentos funciona utilizando placas de aço para transferir calor entre dois fluidos. É ideal para aplicações que exigem alta eficiência de transferência de calor e designs compactos. O componente mecânico é composto por uma série de placas de aço inoxidável corrugadas, mantendo placas entre elas. As placas formam canais por onde os fluidos passam e são aquecidos ou resfriados. Como estão próximos um do outro, o calor é transferido de um fluido para o outro. O design das placas aumenta a área de superfície da transferência de calor.
• Trocador de calor de superfície raspada: Às vezes é chamado de "trocador de músculos". Este tipo de trocador de calor para a indústria alimentícia possui um feixe de tubos estático que é aquecido ou resfriado por um fluido circulante. Os feixes de tubos têm lâminas raspadoras que se movem sobre suas superfícies e raspam os produtos alimentícios. A ação de raspar ajuda a remover o acúmulo de partículas de alimentos nas superfícies dos tubos e melhora a transferência de calor, expondo as superfícies dos tubos aos produtos alimentícios.
• Trocadores de calor de parafuso: O trocador de calor de parafuso para a indústria alimentícia utiliza placas espirais para transferir calor entre dois fluidos. Este trocador de calor é normalmente utilizado no processamento de produtos alimentícios líquidos como leite e sucos. É valorizado por suas capacidades de transferência de calor eficientes e manuseio suave do produto.
• Trocadores de calor de tubo e casco: Este trocador de calor consiste em um feixe de tubos alojados em um casco cilíndrico. O feixe de tubos compreende tubos individuais pelos quais um fluido corre. O casco envolve os tubos e permite que o segundo fluido flua ao redor deles. Isso cria um caminho para a transferência de calor entre os dois fluidos.
• Trocadores de calor espirais: O trocador de calor espiral para alimentos processa transferências de calor de fluidos enrolando-os em dois canais espirais separados. Uma das bobinas conduz o fluido que está aquecendo ou resfriando o alimento processado, enquanto a outra conduz o fluido que está desempenhando a função oposta. O calor é trocado à medida que as duas bobinas estão próximas uma da outra.

Especificação e manutenção

As especificações dos trocadores de calor para alimentos podem variar dependendo do tipo e da aplicação específica. Aqui estão algumas especificações típicas.

• Material

  Os trocadores de calor para a indústria alimentícia devem ser feitos de aço inoxidável de grau alimentício, como 304, 316 ou 316L. Esses materiais são resistentes e resistentes à corrosão. Eles também podem suportar altas temperaturas.

• Design

  O design dos trocadores de calor determina como os fluidos fluem por eles. Diferentes tipos de designs são adequados para várias aplicações. Opções comuns incluem trocadores de calor de placas, casco e tubo, espiral, tubo duplo, refrigerado a ar e tubo revestido, entre outros.

• Tamanho e área de superfície

  Esses fatores determinam a capacidade de troca de calor de uma unidade. Os trocadores de calor podem lidar com diferentes faixas de taxas de fluxo. As unidades para pasteurização costumam processar centenas a milhares de litros por hora. Os coeficientes de transferência de calor nos trocadores de calor para alimentos podem variar de 100 a 1500 W/m²K ou mais, dependendo do design e da aplicação específicos.

• Classificações de temperatura e pressão

  Os trocadores de calor para alimentos podem ter diferentes classificações máximas de temperatura e pressão, dependendo de sua finalidade e design específicos. Por exemplo, uma unidade destinada à pasteurização terá uma classificação de temperatura mais alta do que uma usada para refrigeração.

• Aleteamento

  Alguns trocadores de calor possuem aletas para aumentar a área de superfície para a transferência de calor. As especificações incluirão detalhes sobre os materiais usados ​​para as aletas, o número de aletas por fileira e o espaçamento entre as aletas.

Manutenção

Para desempenho otimizado e vida útil prolongada, os trocadores de calor para alimentos exigem manutenção regular. Algumas práticas comuns incluem:

• Inspeção: Procure por sinais de danos, vazamentos, desgaste ou corrosão. Examine todas as vedações, juntas e conexões nos trocadores de calor de placas. Verifique as superfícies externas das unidades de casco e tubo em busca de ferrugem ou outros tipos de danos. Inspecione regularmente os componentes para verificar o acúmulo de geada nos trocadores de calor refrigerados a ar.
• Limpeza: Utilize os métodos e agentes de limpeza corretos para manter a eficiência das superfícies de transferência de calor. Nos trocadores de calor de casco e tubo, os feixes de tubos devem ser desmontados para uma limpeza adequada. Além disso, a solução para limpeza deve corresponder ao tipo de contaminação e trocador de calor.
• Substituição de peças: Isso inclui limpar, endireitar e substituir placas nos trocadores de calor de placas. Também inclui a substituição de juntas e vedações após a realização de inspeções e testes. A substituição de tubos danificados nos trocadores de calor de casco e tubo é essencial para evitar transferências de vazamento de tubo para tubo.

Cenários de trocadores de calor para indústrias alimentícias

• Plantas de processamento de laticínios

  Os trocadores de calor são componentes críticos nas plantas de processamento de laticínios onde a pasteurização do leite ocorre. Assegura que o leite e outros produtos lácteos sejam aquecidos à temperatura necessária e mantidos por um período específico para eliminar microrganismos nocivos. Os trocadores de calor também são utilizados para o resfriamento do leite logo após a ordenha para garantir a frescura ideal e para a secagem de produtos lácteos como leite em pó.

• Cervejarias e destilarias

  Cervejarias e destilarias dependem muito dos trocadores de calor para controlar a temperatura durante o processo de fermentação, moagem e fervura. Eles também são usados ​​para resfriar o mosto (cerveja não fermentada) logo após a fervura antes da fermentação, bem como para a destilação de bebidas alcoólicas.

• Fabricação de sucos e bebidas

  Os trocadores de calor são comumente usados ​​na produção de sucos de frutas e outras bebidas. Eles são utilizados principalmente para a pasteurização de sucos e bebidas para garantir a segurança alimentar, bem como para concentrar o sabor de sucos e bebidas por meio de processos de evaporação que envolvem a remoção de água em excesso.

• Processamento de alimentos e produtos enlatados

  Muitas indústrias de processamento de alimentos, como a produção de sopas, molhos, vegetais enlatados e alimentos preservados, utilizam trocadores de calor para fins de esterilização, pasteurização e cozimento. Na indústria de processamento de alimentos, os trocadores de calor podem ser utilizados para pasteurizar ingredientes crus como tomates e vegetais, bem como para resfriar produtos cozidos antes do enlatamento ou embalagem.

• Processamento de carne e aves

  As plantas de processamento de carne e aves utilizam trocadores de calor para uma variedade de propósitos, como descongelamento, cozimento e pasteurização de produtos de carne e aves. Nas plantas de processamento de carne, as panelas de pressão ou trocadores de calor de superfície raspada são geralmente utilizados para cozinhar e pasteurizar produtos de carne. Os trocadores de calor também podem ser utilizados para resfriar a carne processada antes da embalagem para aumentar a vida útil dos produtos.

• Produção de produtos de padaria e lanches

  Na produção de produtos de padaria como pão, doces e biscoitos, os trocadores de calor são comumente usados ​​para resfriar produtos assados ​​antes da embalagem. Isso ajuda a garantir a qualidade do produto e evitar a condensação na embalagem.

• Fabricação de confeitaria e chocolate

  Os trocadores de calor desempenham um papel crucial no processamento de produtos de confeitaria, doces e chocolates. Eles são usados ​​para o tempero do chocolate, que envolve o controle preciso do resfriamento e reaquecimento do chocolate para atingir formações de cristal desejáveis ​​e evitar a floração.

Como escolher trocadores de calor para a indústria alimentícia

As seguintes dicas ajudarão as plantas de processamento de alimentos a escolher os trocadores de calor certos para seus equipamentos.

• Concentrando-se na eficiência térmica

  A eficiência térmica é o fator mais importante ao selecionar trocadores de calor para a indústria alimentícia, pois afeta diretamente o consumo de energia. Trocadores de alto desempenho otimizam a recuperação de calor, o que reduz as necessidades de energia e aumenta a produtividade. Ao priorizar a eficiência térmica, o uso ideal de energia melhorará o resultado final e reduzirá o impacto ambiental.

• Considerando o espaço disponível

  Os trocadores de calor podem ser compactos, integrados ou modulares, dependendo do espaço. Os modelos compactos utilizam design e tecnologia para maximizar a transferência de calor em áreas pequenas. As unidades integradas combinam trocadores com outros componentes para minimizar as montagens separadas. Os sistemas modulares possuem módulos intercambiáveis ​​que se adaptam a requisitos em mudança. Independentemente da abordagem, é essencial selecionar um trocador que atenda às necessidades de processamento sem sacrificar a produtividade.

• Selecionando o material de construção correto

  Escolher o ambiente de processamento certo é crítico ao selecionar materiais de construção de trocadores de calor. A temperatura e pressão de trabalho devem ser compatíveis para evitar falhas prematuras. Reações químicas adversas podem ocorrer, afetando a integridade do material. O crescimento microbiano pode reduzir a eficiência do equipamento, aumentando o uso de energia e os custos operacionais. Desmontar e limpar o sistema incorrerá em custos extras. Portanto, é crucial selecionar um material de trocador de calor que resista às condições de processamento exclusivas da indústria alimentícia.

• Garantindo o cumprimento das normas do setor

  As instalações de processamento de alimentos precisam de trocadores de calor que cumpram as normas de processamento de alimentos para qualidade e segurança. Os trocadores dos fornecedores devem atender aos padrões internacionais para garantir a segurança do produto. Verificar as certificações do trocador de calor proposto garante o cumprimento das normas do setor. Essas certificações mostram que os produtos do fornecedor são adequados para uso alimentício e garantem a qualidade. Portanto, é essencial para os processadores de alimentos selecionar trocadores de calor que cumpram as normas do setor.

• Considerando o custo total de propriedade

  Ao escolher um trocador de calor para uma aplicação específica, é essencial considerar o custo total de propriedade em vez do preço de compra inicial. O custo total de posse de um trocador inclui o custo de compra, as despesas operacionais, os custos de manutenção e a eficiência energética durante a vida útil do serviço. Ao adquirir um trocador com alta eficiência energética, os operadores podem economizar em custos operacionais e compensar despesas iniciais mais altas por meio de economias de longo prazo. Além disso, selecionar modelos com baixos custos de manutenção reduz ainda mais o custo total de propriedade.

Trocador de calor para a indústria alimentícia Q e A

P: Que tipo de trocadores de calor são usados ​​na indústria alimentícia?

R: Os trocadores de calor de placas são amplamente utilizados na indústria alimentícia porque podem ser facilmente limpos e possuem grande eficiência de transferência de calor. Outros tipos de trocadores de calor que são comumente usados ​​na indústria alimentícia incluem trocadores de calor de casco e tubo, trocadores de calor espirais e trocadores de calor refrigerados a ar.

P: Por que os trocadores de calor são importantes no processamento de alimentos?

R: Os trocadores de calor são importantes no processamento de alimentos porque transferem calor entre diferentes componentes alimentares sem violar os padrões de contaminação. Ao fazer isso, eles melhoram a eficiência energética, reduzem o tempo de processamento e aprimoram a qualidade geral dos produtos alimentícios finais.

P: Quais fatores são considerados ao selecionar um trocador de calor para o processamento de alimentos?

R: Vários fatores precisam ser considerados ao selecionar um trocador de calor para o processamento de alimentos, incluindo as propriedades físicas e químicas do alimento que está sendo processado, o coeficiente de transferência de calor, a queda de pressão, a capacidade, a eficiência energética, a necessidade de espaço e as restrições orçamentárias.