Stírané výměníky tepla

JAK FUNGUJÍ STÍRANÉ VÝMĚNÍKY TEPLA?

Stíraný výměník tvoří teplosměnný válec, uvnitř kterého se otáčí rotor se stíracími lopatkami. Produkt proudí podél teplosměnné plochy a lopatky průběžně odstraňují vrstvu média ze stěny. Tím omezují vznik usazenin a současně obnovují produktovou vrstvu v kontaktu s teplosměnnou plochou.

Výsledkem je intenzivní a rovnoměrný přenos tepla i u médií s vysokou viskozitou, která by v klasickém deskovém výměníku tepla mohla způsobovat vysokou tlakovou ztrátu nebo rychlé zanášení.

Stírací mechanismus zároveň pomáhá omezovat připékání, namrzání nebo tvorbu vrstvy produktu na stěně výměníku.

PRO VISKÓZNÍ, ULPÍVAJÍCÍ A CITLIVÉ PRODUKTY

Stírané výměníky se uplatňují zejména tam, kde vlastnosti produktu komplikují použití běžných tepelných výměníků. Jde především o vysokou viskozitu, tendenci k ulpívání, krystalizaci, tvorbu úsad nebo citlivost na dlouhodobé tepelné namáhání.

Typickými médii jsou:

• Margaríny a tuky
• Čokoláda a cukrářské náplně
• Krémy a pudingy
• Omáčky a majonézy
• Pasty a kaše
• Sirupy a melasy
• Mléčné výrobky
• Kosmetické krémy a gely
• Farmaceutické produkty
• Pryskyřice a polymery

Pro dopravu těchto produktů před a za výměníkem vybíráme také vhodná čerpadla pro citlivé a viskózní kapaliny, aby byla zachována konzistence a struktura média v celém procesu.

CHLAZENÍ A OHŘEV VYSOCE VISKÓZNÍCH MÉDIÍ

S rostoucí viskozitou se zhoršuje přirozené promíchávání kapaliny u teplosměnné plochy. Na stěně může vzniknout vrstva produktu, která funguje jako tepelná izolace a postupně snižuje výkon výměníku.

Stírací lopatky tuto vrstvu průběžně narušují a umožňují zachovat účinný tepelný přenos i během zpracování velmi hustých produktů. To je důležité například při chlazení tuků, ohřevu past nebo teplotní úpravě krémových a kosmetických směsí.

Pokud médium umožňuje provoz bez aktivního stírání teplosměnné plochy, můžeme podle aplikace zvolit také trubkové výměníky tepla.

ŘÍZENÁ KRYSTALIZACE TUKŮ A MARGARÍNŮ

Jednou z významných aplikací votátorů je řízené chlazení a krystalizace tuků. Při výrobě margarínů, tukových směsí nebo dalších krystalizujících produktů nestačí pouze dosáhnout požadované teploty. Důležitá je také rychlost ochlazování, mechanické zpracování a podmínky, při kterých vzniká požadovaná krystalická struktura.

Stíraný výměník zajišťuje rychlý odvod tepla a současně mechanicky ovlivňuje produkt pomocí rotoru a stíracích lopatek. Díky tomu lze celý proces lépe řídit a dosahovat stabilní konzistence výsledného produktu. Řízená krystalizace patří mezi aplikace uváděné pro současné stírané výměníky v našem portfoliu.

STÍRANÉ VÝMĚNÍKY PRO POTRAVINÁŘSTVÍ

V potravinářském průmyslu používáme votátory pro produkty, u kterých je důležitá kombinace intenzivního přenosu tepla, hygienického provedení a šetrného zpracování.

Vhodné jsou například pro čokoládu, pudingy, náplně, omáčky, majonézy, mléčné výrobky, paštiky nebo tukové produkty. Pro specifické aplikace, jako je zpracování čokolády, je důležité správně kombinovat teplotu, dobu zdržení a šetrné zacházení s produktem.

Hygienická provedení mohou podle konkrétního typu splňovat požadavky například EHEDG, 3-A, FDA nebo ES 1935/2004 a umožňovat CIP čištění.

KOSMETICKÉ A FARMACEUTICKÉ APLIKACE

Krémy, lotiony, gely, masti a další kosmetické produkty bývají viskózní a jejich konzistence se výrazně mění s teplotou. Stíraný výměník umožňuje produkt rychle a rovnoměrně ohřívat nebo chladit a současně omezovat tvorbu vrstvy na teplosměnné ploše.

Proto nachází uplatnění také v kosmetickém průmyslu a podle konkrétního provedení také ve farmaceutických procesech.

Současné stírané výměníky jsou určeny mimo jiné pro kosmetické produkty, farmaceutické látky, gely, emulze a smykově citlivé kapaliny.

WAUKESHA VOTATOR PRO NÁROČNÉ TEPELNÉ PROCESY

Pro náročné hygienické a potravinářské aplikace nabízíme několik konstrukčních řad Waukesha Votator.

Waukesha Votator II je určen pro náročné potravinářské aplikace a podle aktuální produktové nabídky umožňuje provoz až do tlaku 56 bar.

Pro hygienické zpracování potravinářských produktů lze zvolit také Waukesha Votator LD nebo novější Waukesha Votator Origin Series.

Pro méně náročné aplikace je v nabídce také APV HT Series.   

VÝHODY STÍRANÝCH VÝMĚNÍKŮ TEPLA

• Účinný přenos tepla u velmi viskózních médií
• Omezení připékání a namrzání produktu
• Průběžné čištění teplosměnné plochy stíracími lopatkami
• Rovnoměrný ohřev nebo chlazení
• Krátká doba tepelného působení na produkt
• Možnost řízené krystalizace
• Zpracování citlivých a ulpívajících produktů
• Hygienické provedení pro potravinářství
• CIP a SIP čistitelnost u vhodných konstrukcí
• Široké možnosti konfigurace

JAK VYBRAT STÍRANÝ VÝMĚNÍK TEPLA?

Pro správný návrh potřebujeme znát především druh produktu, průtok, počáteční a požadovanou konečnou teplotu, viskozitu, hustotu a požadovaný tepelný výkon.

Dále zohledňujeme:

• Závislost viskozity na teplotě
• Tendenci produktu k připékání nebo namrzání
• Obsah a velikost částic
• Smykovou citlivost produktu
• Požadovanou dobu zdržení
• Proces krystalizace
• Provozní tlak
• Dostupné topné nebo chladicí médium
• Hygienické požadavky
• CIP/SIP čištění
• Požadované materiály
• Požadavky na ATEX 

Podle těchto parametrů navrhneme vhodnou velikost, rotor, otáčky, teplosměnnou plochu i konfiguraci stíracích lopatek. Pokud stíraná konstrukce pro danou aplikaci není nutná, můžeme porovnat řešení také s dalšími tepelnými výměníky.