Trocador calor superficial raspado

Tipos de trocadores de calor de superfície raspada

Trocadores de calor de superfície raspada são máquinas industriais utilizadas para transferir calor entre dois fluidos. Eles são projetados de forma que um fluido absorva ou perca calor, enquanto o outro faz o contrário. O design de um trocador de calor de superfície raspada permite o movimento contínuo de fluidos, daí a capacidade de realizar troca de calor a uma taxa constante e contínua. A maioria dos trocadores de calor é projetada com um mecanismo de raspagem que mantém a superfície livre de quaisquer depósitos.

Os trocadores de calor são normalmente categorizados com base em seu arranjo de fluxo e design. Mecanismos como arranjos de contrafluxo, cofluxo e fluxo misto são populares ao descrever um trocador de calor.

• Trocador de calor de contrafluxo: Em um trocador de calor de superfície de contrafluxo, os fluidos quentes movem-se em direções opostas. Esse arranjo é ideal para maximizar as diferenças de temperatura entre os fluidos. As superfícies de contrafluxo são mais eficazes do que as concorrentes e são adequadas para várias aplicações industriais, como sistemas de refrigeração e aquecimento.
• Trocador de calor de cofluxo: Trocadores de calor de fluxo concorrente ou paralelo têm fluidos movendo-se na mesma direção. Embora sejam menos eficientes do que os arranjos de contrafluxo, eles podem ser úteis em certas aplicações onde são necessárias mudanças de temperatura moderadas.
• Trocador de calor de fluxo cruzado: As superfícies de fluxo cruzado têm fluidos fluindo em direções perpendiculares. Esse arranjo exclusivo permite a troca de calor entre os dois fluidos sem mistura. Os trocadores de calor de fluxo cruzado são normalmente usados em trocadores de calor refrigerados a ar e em projetos de tubo e aleta.
• Trocador de calor espiral: As imagens de trocadores de calor espirais apresentam bobinas que possuem dois fluidos passando por elas. Um fluido ocupa a bobina interna, enquanto o outro ocupa a bobina externa. Os trocadores de calor espirais têm um design compacto e economizam muito espaço quando instalados. Eles também são conhecidos por quedas de pressão baixas e alta eficiência de transferência de calor. As aplicações industriais os utilizam principalmente para refrigeração, aquecimento ou condensação.

Um trocador de calor de superfície raspada de grau industrial terá um raspador abrasivo que raspa o material da superfície. O raspador pode ser feito de aço inoxidável ou qualquer outro material durável. A máquina também é equipada com um motor de acionamento que controla a velocidade com que o raspador se move.

Aplicações

Superfícies que possuem habilidades de raspagem são preferidas quando os produtos precisam ser raspados continuamente, por exemplo, nas indústrias de laticínios, alimentos e química. Pó, grânulos e produtos lácteos como leite, queijo e sorvete são exemplos comuns que podem passar por um trocador de calor de superfície raspada.

Especificação e manutenção de trocadores de calor de superfície raspada

Algumas especificações do trocador de calor de superfície raspada são as seguintes:

• Desempenho: Um trocador de calor de superfície raspada pode adaptar a viscosidade dos fluidos. Ele pode processar fluidos de alta viscosidade (por exemplo, produtos lácteos e xarope de amido) produtos. O efeito de mistura também pode melhorar a transferência de massa, quebrando a resistência do produto. A superfície raspadora move constantemente os fluidos ao redor do trocador, evitando zonas estagnadas. Esse processo aprimora a eficiência geral de transferência de calor da máquina, o que aumenta a produção do produto.
• Controle de temperatura: Os trocadores com componentes raspadores podem resistir a diferentes faixas de temperatura. Aqueça as matérias-primas de entrada a uma temperatura superior a 100 °C ou resfrie-as a uma temperatura inferior a 0 °C. Eles possuem instrumentos de monitoramento de temperatura e pressão. O operador pode controlar e monitorar a temperatura e a pressão do trocador no sistema de processamento. Alguns trocadores de calor de superfície raspada também possuem câmaras externas isoladas, que podem manter o calor ou o frio dentro do trocador.
• Materiais: As superfícies de aço inoxidável de aquecedores ou refrigeradores que trocam superfícies são geralmente feitas de aço inoxidável 316 ou 304 de grau alimentício. Isso auxilia as empresas a atender às leis de higiene e segurança alimentar. Além disso, as empresas podem selecionar os materiais das superfícies raspadoras, tubos do trocador e outras peças componentes com base em várias demandas e circunstâncias industriais. Eles podem garantir a estabilidade, a eficácia e a segurança do processo de produção industrial.
• Limpeza: A limpeza de trocadores de calor de superfície raspada é crucial para manter a higiene e garantir o funcionamento adequado. Eles são normalmente projetados com sistemas de limpeza no local (CIP). Os sistemas CIP usam soluções e sprays de limpeza automatizados para limpar as superfícies internas sem desmontar o equipamento.
• Eficiência energética: Manter o desempenho de vedação das juntas e placas ajuda a evitar vazamentos de calor e melhorar a eficiência energética. Os trocadores de algumas superfícies possuem sistemas de recuperação de calor para recuperar o calor gerado durante o processamento, aumentando assim a eficiência de utilização da energia.

Além disso, as superfícies raspadoras do trocador de calor de superfície raspada também devem ser substituídas regularmente e verificadas para descobrir qualquer dano, desgaste excessivo ou vazamentos das peças do trocador de superfície do tipo raspador. Em seguida, repare ou altere-os no tempo. Além disso, adicionar óleo lubrificante aos mancais deslizantes do sistema de acionamento de superfícies raspadas pode manter o sistema de acionamento operando de forma fluida e constante. Além disso, os operadores devem treinar sua equipe e garantir a operação adequada e o uso do trocador de calor de superfície raspada de acordo com as instruções do fabricante, evitando quebras ou falhas precoces causadas por operação inadequada.

Cenários de trocadores de calor de superfície raspada

Algumas indústrias que dependem fortemente de trocadores de calor de superfície raspada incluem processamento de alimentos e bebidas, laticínios, química e farmacêutica.

• Indústria de processamento de alimentos

  As superfícies são aquecidas por raspadores durante o cozimento dos alimentos. Trocadores modificados que não são raspados podem ser usados para cozinhar alimentos sólidos que não se dissolvem em líquido. As máquinas de fazer sorvete usam trocadores de calor para resfriar e definir as misturas antes do congelamento. Como a temperatura deve ser inferior ao ponto de congelamento para atingir esse objetivo, o uso de trocador de calor de superfície raspada (SSHE) é muito importante na indústria.

• Indústria de laticínios

  Nas indústrias de laticínios, os SSHEs são usados para uma variedade de aplicações. O leite, por exemplo, deve ser pasteurizado antes de ser lançado no mercado, o que basicamente mata as bactérias. O processo deve ser feito rapidamente, então os SSHEs são úteis. Eles também são usados para homogeneizar o leite, melhorar sua consistência e evitar que ele se separe.

• Processamento químico

  Na indústria de processamento químico, os SSHEs são usados para realizar reações químicas. Os trocadores ajudam a controlar as reações químicas resfriando ou aquecendo os produtos químicos rapidamente. Eles também auxiliam na cristalização de produtos químicos resfriando uma mistura química quente. Os produtos químicos que cristalizam são filtrados e secos.

• Indústria farmacêutica

  Na indústria farmacêutica, os SSHEs são usados para resfriar ou aquecer rapidamente líquidos, suspensões e soluções. Os medicamentos devem ser produzidos rapidamente para combater doenças. O trocador também auxilia nos processos de condensação e evaporação para separar, purificar, filtrar e secar compostos essenciais.

• Indústria petroquímica

  Na indústria petroquímica, os trocadores de superfície raspada são usados para solidificar e cristalizar parafina. Se a parafina não for solidificada prontamente, ela entupirá os canos e será difícil de manusear.

Como escolher um trocador de calor de superfície raspada

Ao escolher um trocador de calor de superfície raspada, vários fatores devem ser considerados para garantir que o equipamento adequado seja selecionado para uma aplicação específica.

• Propriedades do produto:

  Determine o tipo de alimento (líquido, suspensão, pasta ou sólido) que o trocador de calor de superfície raspadora irá manusear. Identifique quaisquer requisitos especiais, como componentes alimentares corrosivos ou abrasivos, que podem exigir materiais duráveis ou recursos de design específicos.

• Requisitos térmicos:

  Considere as demandas térmicas da aplicação de processamento de alimentos. Avalie a taxa de transferência de calor necessária, a variação de temperatura (aquecimento, resfriamento ou ambos) e a variação de temperatura desejada. Com base nesses fatores, determine o tamanho e a capacidade adequados do trocador.

• Mecanismo de raspagem:

  Escolha o design do mecanismo de raspagem (por exemplo, lâmina, pat ou placa) com base em sua eficácia, requisitos de manutenção e compatibilidade com o material alimentar processado. Considere o número, arranjo e frequência de operação do raspador.

• Materiais de construção:

  Selecione materiais adequados para a construção do trocador, incluindo a carcaça, os tubos e os raspadores. Certifique-se de que os materiais escolhidos atendam aos padrões de segurança alimentar, sejam fáceis de limpar e manter e possam suportar as condições operacionais específicas da aplicação (temperatura, pressão e corrosão).

• Parâmetros operacionais:

  Determine os parâmetros operacionais do trocador, incluindo a temperatura e a pressão do meio de aquecimento/resfriamento, as vazões do material alimentar e do meio de transferência de calor, e o coeficiente geral de transferência de calor do trocador. Esses parâmetros influenciarão a eficiência e o desempenho da troca.

• Limpeza e manutenção:

  Considere os requisitos de limpeza e manutenção do trocador de calor de superfície raspada. Escolha um design de trocador que forneça fácil acesso para limpeza, instalações de drenagem adequadas e procedimentos de limpeza eficientes para garantir a higiene e a longevidade do equipamento.

• Eficiência energética:

  Concentre-se na eficiência energética do trocador de calor de superfície raspada. Procure modelos projetados para minimizar o consumo de energia, reduzir as perdas de calor e otimizar a recuperação de calor para reduzir os custos operacionais e o impacto ambiental.

Trocador de Calor de Superfície Raspada Perguntas e Respostas

P1: Qual é o princípio de um trocador de calor de superfície raspada?

A1: Os trocadores de calor de superfície raspada funcionam raspando continuamente a superfície de aquecimento para remover o produto aquecido que tende a ficar preso na superfície de aquecimento.

P2: Por que os trocadores de calor de superfície raspada são importantes?

A2: Os SSHE são críticos porque podem processar fluidos viscosos de forma eficaz, demonstrando controle de temperatura constante, o que é crucial para manter a qualidade do produto em muitas aplicações.

P3: Quais são os dois principais tipos de trocadores de calor de superfície raspada?

A3: Os dois principais tipos de trocadores raspadores são o trocador de calor de superfície raspada cilíndrico e o trocador de calor de superfície raspada semicircular/meio-cilindro.

P4: Todos os trocadores de calor precisam ser raspados?

A4: Nem todos os trocadores de calor requerem superfícies raspadoras. Alguns designs permitem o fluxo natural de fluido para evitar o acúmulo de materiais.