سیستم تبادل گرهای حرارتی

تبادل گرهای حرارتی صفحه ای:
 از این نوع سیستم ها در حد گسترده ای برای پاستوریزاسیون و استریلیزاسیون شیر استفاده می گردد. سیستم تبادل حرارت صفحه ای متشکل از تعداد زیادی صفحه با ضخامت کم است که به شکل عمودی در کنار یکدیگر قرار گرفته و فضاهایی بین آن ها به وجود آمده است. در اینجا به طور یک در میان، بخار و شیر از میان صفحات عبور داده می شوند و عامل حرارت دهنده (بخار) حرارت خود را به ماده غذایی (شیر) منتقل می کند. وجود برجستگی هایی در سطوح این صفحات به ایجاد نوعی حالت به هم خوردن در ماده غذایی و انتقال بهتر حرارت و عدم چسبندگی مواد به این سطوح کمک می کند. نوار لاستیک مانندی(gasket) بین این صفحات وجود دارد. این نوار به منزله یک واشر هنگام قرار گرفتن صفحات – به طور محکم و فشرده- در کنار یکدیگر عمل کرده و از نفوذ ماده اولیه آلوده به قسمتی که ماده فرآوری شده قرار دارد، جلوگیری می کند.
در بخشی از این دستگاه ها (که به شکل لوله یا صفحه است) ماده برای مدت کوتاهی در حرارت بالا نگهداشته شده و سپس سرد می گردد.
در صورت استفاده برای استریلیزاسیون، محصول تولید شده دارای حرارت زیادی است و چنانچه به سرعت سرد نشود در معرض صدمات حرارتی قرار گرفته و از کیفیت آن کاسته می شود. برای سرد کردن می توان از خود همین دستگاه ها استفاده کرد، با این تفاوت که به جای بخار باید از آب سرد استفاده شود. امروزه موضوع صرفه جویی در مصرف انرژی از اهمیت خاصی برخوردار است. به همین دلیل برای سرد کردن شیر پاستوریزه یا استریلیزه، از همین ماده که به صورت غیر استریلیزه و سرد است استفاده می شود تا به این وسیله هم شیر گرم سرد شده و هم شیر خام سرد اولیه گرم و به درجه حرارت استریلیزاسیون نزدیک گردد. در سیستم های تبادل حرارت صفحه ای، می توان حتی تا بیش از ۹۰% حرارت به کار رفته را بازیابی و در مصرف انرژی صرفه جویی کرد. بازیابی زیاد حرارت با اضافه کردن تعداد صفحات که افزایش سطح تبادل حرارت را به همراه دارد حاصل می شود. البته در مواردی که به دلیل نقص یا نارسایی در سیستم احتمال نفوذ ماده اولیه به قسمت حاوی ماده استریل یا پاستوریزه شده و آلوده کردن آن وجود دارد (عمدتا به دلیل نقص در gasket)، ممکن است از آب برای گرفتن حرارت ماده حرارت دیده و انتقال آن به ماده سرد اولیه استفاده می شود.
از مزایای این سیستم این است که فضای کمی را اشغال کرده، بازرسی و نظافت آن آسان است و با تغییر تعداد صفحات می توان وضعیت تولید را تغییر داد و در حد مورد نظر تنظیم کرد. در همین رابطه در صورت ایجاد آسیب در بعضی صفحات می توان آن ها را از سیستم خارج نمود و به تولید ادامه داد. یک عیب مشخص این سیستم این است که به دلیل پایین بودن فشار یا سرعت حرکت از میان صفحات (حدود ۲ متر در ثانیه) اساسا برای موادی با ویسکوزیته کم مناسب است و در عین حال خطر چسبیدن ماده یا جرم گرفتگی در آن زیاد است.

تبادل گرهای حرارتی لوله ای:


در این سیستم ها ماده غذایی درون لوله ایی حرکت می کند که در اطراف آن ها بخار یا آب داغ جریان دارد و حرارت خود را به طور غیر مستقیم به ماده غذایی منتقل می کنند. فشار بالا باعث می شود که سرعت حرکت ماده غذایی در لوله زیاد بوده (حدود ۶ متر در ثانیه) و نوعی به هم خوردگی در سیستم به وجود آید که توزیع بهتر حرارت و عدم رسوب ماده در جدار لوله را به همراه دارد. وجود محل های اتصالی کم در این سیستم به سهولت انجام نظافت و حفظ شرایط بهداشتی در آن کمک می کند. اما در صورت بروز نقصی در سیستم، باید به طور کامل کار آن متوقف شود و در عین حال قابلیت انعطاف با تغییر میزان تولید در واحد تولیدی را ندارد. این سیستم ها قابلیت دستیابی به در جه حرارت های بسیار بالا (حدود ۱۵۰درجه سانتی گراد) را فراهم می آورند، در نتیجه برای فرآیند UHT بسیار مناسب هستند.

سیستم تماس مستقیم با بخار:

برای تولید شیر UHT ممکن است از تماس مستقیم شیر با بخار نیز استفاده شود. این حالت می تواند به دو صورت انجام گیرد. یکی تزریق بخار به درون ماده غذایی است که به آن اوپریزاسیون (uperization) نیز گفته می شود. در اینجا بخاری با فشار حدود kPa۱۰۰۰ به صورت ذراتی ریز به درون مایعی که قبلا تا حدود ۷۵ درجه سانتی گراد گرم شده تزریق می گردد و سریعا حرارت آن را به  ۱۵۰ درجه سانتی گراد می رساند. بعد از نگهداری ماده مزبور برای مدتی حدود ۳ ثانیه، این ماده از طریق پاشش به درون محفظه ای تحت خلاء تا حدود ۷۰ درجه سانتی گراد سرد شده و بخار کندانسه و ترکیبات فرار از آن جدا می شوند از این نظر غلظت ماده اولیه چندان تغییری نمی کند. مزیت اصلی این روش سرعت عمل آن است که از این جهت روش مطلوبی برای ترکیبات حساس در برابر حرارت محسوب می شود. حذف مواد فرار با بوی نامطلوب از شیر مزیت دیگر این روش می باشد. اما کنترل فرآیند در این روش به خوبی عملی نبوده و بازیابی مجدد حرارتی نیز از ۵۰% تجاوز نمی کند.
در روش دیگر، جریانی از ماده موردنظر در حال ریزش، از درون بخاری که تحت فشار است عبور داده می شود. در این روش که پالاریزاسیون (palarization) نیز نامیده می شود، حرارت ماده در زمان بسیار کوتاهی که جزئی از ثانیه است به بیش از ۱۴۰ درجه سانتی گراد افزایش می یابد. پس از نگهداری این ماده برای چند ثانیه در این حرارت، عمل سرد کردن نظیر مورد قبل صورت می گیرد.

در زیر لینک دانلود مربوط به انیمیشن مبدل ها و پمپ های مورد استفاده در صنایع غذایی آورده شده اند.

دانلود انیمیشن مبدل حرارتی صفحه ای

دانلود انیمیشن مبدل حرارتی پوسته لوله

دانلود فیلم مبدل حرارتی پوسته لوله

دانلود روش پاکسازی مبدل حرارتی صفحه ای

دانلود فیلم روش طراحی مبدل های حرارتی صفحه ای

منابع

  • فاطمی ، ح. (۱۳۸۵). اصول تکنولوژی نگهداری مواد غذایی. شرکت سهامی انتشار.

Bylund, G. (۱۹۹۵). Dairy processing handbook. tetrapak processing systems. Available Online at: http://afns.ualberta.ca/courses/Nufs۴۰۳.

Walstra, P., Guerts, T.J., Noomen, A., Jemella, A., Van Boekel, M.A. (۱۹۹۹). Dairy technology, Principles of milk properties and processes. Marcel Dekker, Inc.

Review Overview

User Rating: Be the first one !

بازدیدها: 1

About Fooda

وبسایت فودا، ﮐﺎﻣﻠﺘﺮﯾﻦ ﻣﺮﺟﻊ ﺩﺍﻧﻠﻮﺩ ﺭﺍﯾﮕﺎﻥ ﮔﺰﺍﺭﺷﮑﺎﺭ ﺁﺯﻣﺎﯾﺸﮕﺎﻩ و تهیه ﮔﺰﺍﺭﺵ ﮐﺎﺭﺁﻣﻮﺯﯼ، پروژه اصول طراحی ، گزارش عملیات صنایع غذایی ، ﻣﻘﺎﻟﻪ، ﺳﻤﯿﻨﺎﺭ، کاربینی ، ﺑﺮﺍﯼ ﺩﺍﻧﺸﺠﻮﯾﺎﻥ ﺻﻨﺎﯾﻊ ﻏﺬﺍﯾﯽ foodvar@yahoo.com ﺑﺎ ﺗﺸﮑﺮ ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﺳﺎﯾﺖ

Check Also

روغن زیتون

فرآيند توليد روغن زيتون

روغن با روش هاي مختلف که عمدتا فيزيکي است از زيتون استخراج و باقيمانده اي به جا مي ماند که  تا 8 درصد روغن داشته و توسط حلال که معمولا هگزان است روغن کشي و روغن حاصل، روغن تفاله ناميده مي شود

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *