IX SchimbatoareCaldura

8/20/2019 IX SchimbatoareCaldura

1/30

Schimbătoare de căldură

IX. SCHIMBĂTOARE DE CĂLDURĂ

IX.1. Consideraţii generale. Clasifi!ri

Trans"i#erea !ld$rii reprezintă fenomenul care stă labaza multor operaţii specifice industriei alimentare: încălzire,răcire, evaporare, condensare, uscare, distilare).

Transmiterea căldurii se produce pe baza unei diferenţede temperatură. În mod spontan, căldură trece de la mediul maicald la mediul mai rece.

Schimbul termic constă în transmiterea căldurii , pentrua putea încălzi sau răci o materie primă, auxiliară sau un

produs. Operaţia se realizează prin intermediul unui agenttermic, care în decursul operaţiei de încălzire sau răcire, îşimodifică sau nu starea de agregare.

Agenţii termici folosiţi în industria alimentară sunt :apa caldă – la presiunea atmosferică p!nă la "#°$%sau sub presiune "# ... &'(°$%)

- abur saturant – cel mai utilizat purtător de căldură)- apa rece –agent de răcire)-

apa răcită – agent de răcire secundar peste (°$)* agenţi de răcire neconvenţionali : microunde cu

frec+enţa de (-#z pentru opărirea fructelor şi legumelor%)câmp electric de înaltă tensiune mai mare de #/0 pentru încălzirea produselor cu aciditate ridicată%.

Pasteurizarea reprezintă operaţia ce are drept scopdistrugerea ma1orităţii microorganismelor şi, în particular, abacteriilor patogene nesporulate prezente în produsul alimentar,cu cea mai mică pierdere posibilă a calităţilor senzoriale ale

2


2/30

Prof.Dr.Ing. Teodor–Ioan TraşcăUTIA!" #$ I$DUST%IA AI&"$TA%'

acestuia. Pasteurizatoarele lucrează, în general, la presiuneatmosferică şi temperaturi de lucru sub 2##°$.

Sterilizarea este operaţia ce are drept scop distrugereatuturor microorganismelor, at!t a formelor +egetati+e, c!t şi acelor sporulate. Sterilizatoarele lucrează la presiune atmosfericăsau suprapresiune şi temperaturi de lucru egale sau mai mari de2##°$.

3c4imbătoarele de căldură se compun în principiu dindouă spaţii, delimitate între ele, pentru circulaţia separată acelor două substanţe între care se face sc4imbul de căldură.5eretele care separă cele două spaţii reprezintă suprafaţa detransmitere a căldurii sau suprafaţa de încălzire sau răcire . Încazul în care această suprafaţă separatoare nu există, sc4imbulde căldură între substanţe se face prin contact direct.

Schimbătoarele de căldură funcţionează independent ,sau în cadrul unor instalaţii complee.

!uncţie de scopul lor, sc4imbătoarele de căldură seclasifică în:• sc4imbător de căldură propriu*zis sau recuperator de

căldură – pentru încălzirea unui fluid rece sau răcirea unui fluidcald)

• preîncălzitor – pentru încălzirea fluidului rece)• răcitor – pentru răcirea fluidului cald)• radiator – pentru încălzirea aerului)•

cazan cu abur – pentru obţinerea aburului)• instalaţie frigorifică – pentru răcirea fluidului)• uscător – pentru uscarea materialelor)• turn de răcire – pentru răcirea apei calde)• condensator de suprafaţă sau de amestec – pentru

condensarea +aporilor)• e+aporator – pentru concentrarea soluţiei lic4ide)• coloană de rectificare – pentru separarea unui amestec

pe baza diferenţei de +olatilitate.


3/30


!uncţie de sensul de circulaţie a fluidelor prinsc4imbătoarele de căldură, ele funcţionează în ec4icurent, încontracurent, în curent încrucişat sau în curent mixt.

!uncţie de numărul de treceri a fluidelor prinsc4imbătoarele de căldură, ele sunt cu o singură trecere sau cumai multe treceri.

Schimbătoarele de căldură (ro(riu)zise se clasifică îndouă mari grupe:

♦ recu(eratoare – sc4imbul de căldură se face de lafluidul cald la fluidul rece, printr*un perete despărţitor, în regimstaţionar permanent%)

♦ regeneratoare – sc4imbul de căldură se face prinintermediul unui solid, care înmagazinează căldura de la fluidulcald şi o cedează fluidului rece, în regim nestaţionar.

3c4imbătoarele de căldură folosite în industria alimentarăse pot denumi funcţie de operaţia care se realizează cu ele: deexemplu opăritor în industria conser+elor de legume şi fructe, în

industria cărnii, calorizator în industria za4ărului. În ceea ce pri+esc materialele din care seconfecţionează părţile componente ale sc4imbătoarelor decăldură, trebuie menţionat că produsele care se supuntratamentelor termic sunt foarte diferite din punct de +edere alcompoziţiei c4imice. În ma1oritatea cazurilor, produselealimentare pot a+ea o reacţie acidă sau una alcalină, ceea cedetermină şi alegerea materialului din care trebuiesc executatecomponentele sc4imbătoarelor de căldură. 6e exemplu, la

prelucrarea legumelor şi fructelor, datorită reacţiei lor acide, seimpune confecţionarea sc4imbătoarelor de căldură din oţelinoxidabil sau alte materiale anticorosi+e) la prelucrareaporumbului sau fabricarea amidonului, datorită reacţiei c4imiceagresi+e faţă de metal a produselor obţinute, sc4imbătoarele decăldură trebuiesc confecţionate din fontă rezistentă la acizi, dinoţel inoxidabil, din cupru sau din alia1e ale acestuia) în industriaza4ărului, datorită pe de o parte reacţiei slab acide a sucului dedifuziune şi pe de altă parte reacţiei slab alcaline a sucului de

saturaţie, pentru a nu micşora stabilitatea c4imică a ţe+ilor

&


4/30


sc4imbătoarelor de căldură, acestea se confecţionează din oţelcarbon cu conţinut scăzut de sulf şi fosfor.

IX.%. S&i"'!#oare de !ld$r! $ (l!i

IX.%.1. )ar#i$lari#!ţi ons#r$#i* + f$nţionale.Mod$ri de ir$laţie a fl$idelor

Schimbătorul de căldură cu plăci figura "#.$% secompune din:

2 * suport) * placă de capăt mobilă)&, &7 * bare de g4idare şi fixare)( * plăci metalice)- * placă de capăt fixă)8 * bolţuri de str!ngere.5lăcile metalice (% sunt montate în pac4ete, dispuse pe

un cadru metalic format din bare de g4idare şi fixare &%, &7% şisuport 2%. 5lăcile (% se str!ng cu bolţuri 8% între placa de capătfixă -% şi placa de capăt mobilă %. 5lăcile de capăt au rolul dea absorbi forţele necesare etanşării plăcilor şi forţele rezultatedin presiunea fluidelor, precum şi de fixare a pac4etului de plăci.5lăcile au găuri pentru trecerea celor două fluide între care seproduce transferul de căldură.

5lăcile se clasifică după profil în plăci cu canale, plăci cuflux unic şi plăci plane cu elemente pentru crearea turbulenţei.$ele mai răsp!ndite tipuri de plăci sunt cele cu flux unicpeliculare, la care lic4idul se deplasează sub forma unei pelicule în +aluri cu +iteză de #,& – #," m9s%, urm!nd configuraţiageometrică a plăcii.

5lăcile unui sc4imbător de căldură pot fi normale,intermediare, de capăt. Toate plăcile se numerotează, pentru arespecta ordinea de monta1 necesară circulaţiei corecte afluidelor. 5lăcile se grupează în zone, printr*o zonă asc4imbătorului de căldură înţeleg!nd porţiunea cuprinsă între

(


5/30


două plăci intermediare. iecare zonă se caracterizează prinnatura fluidelor, sc4ema de circulaţie şi regimul de temperatură.5lăcile normale dintr*o zonă formează unul sau mai multepac4ete, fiecare pac4et constituindu*se dintr*un număr decanale prin care se deplasează fluidul.

!igura "#.$ % Schimbătorul de căldură cu (lăci

&ele două fluide curg într'o singură zonă figura "#.( a%,sau în mai multe zone figura "#.( b%.

-


6/30


a

b

!igura "#.( % &oduri de curgere a fluidelor *ntr)un schimbător de căldurăcu (lăci

5entru realizarea turbulenţei în fluxul de fluide şi

susţinerea plăcilor la diferite presiuni, acestea au pe suprafaţalor canale de diferite configuraţii ondulaţii trans+ersale, în ;,proeminenţe circulare%.

5lăcile se etanşează cu garnituri, ceea ce permiteetanşarea canalelor şi direcţionarea fluidelor în canalealternante, paralele, astfel înc!t unul dintre fluide curge printr*unnumăr impar de canale, iar celălalt printr*un număr par.

În tabelul "#.$ se prezintă un exemplu de caracteristici tehnice pentru un astfel de sc4imbător de căldură cu plăci.

8


7/30


abelul "#.$ % +aracteristici tehnice ale schimbătorului de căldură cu (lăci – e,em(lu

+aracteristici -alori

#,2

?ungimea totală maximă =mm> 2'##?ungimea totală minimă =mm> 8##?ăţimea totală maximă =mm> 2(-#?ăţimea totală minimă =mm> -##

Înălţimea totală =mm> @-($oeficientul global de transfertermic =09mAgrad%>

& – 8###

Temperatura de lucru =B$> *2# ... C2(# C28#%5resiunea maximă de lucru =bar> 286ebitul maxim al fluidelor delucru =m&94>

8&

luxul de căldură maxim care sepoate transfera =D0>

&,-

Dasa =/g> &"#Daterialul plăcilor Oţel inoxidabil

0 2.() 0 2.(-(2)


8/30


* retenţie mică)* greutate redusă)* etanşeitate: în condiţiile unui sistem de garnituri bine

configurate şi corect aplicate, sc4imbătorul de căldură cu plăcieste perfect etanş, astfel înc!t nu au loc pierderi de fluide înatmosferă sau amestecuri între fluide ) pericolul unor e+entualescurgeri accidentale de fluide poate fi pre+enit prin utilizarea degarnituri duble )

* fle,ibilitate: sc4imbătorul de căldură cu plăci estesingurul tip de sc4imbător de căldură care oferă flexibilitate ) odată instalat, pac4etul de plăci poate fi extins, redus saumodificat )

* (rocent mare de recu(erare a căldurii )* rată de curgere o(timă)* (osibilitatea curgerii fluidelor *n contracurent echi)

curent sau curent mi,t : într*un sc4imbător cu o singură zonă,cele două fluide curg 2##G fie în contracurent, fie ec4icurent,

astfel înc!t este utilizată întreaga diferenţă de temperatură întrecele două fluide. 6acă fluidele curg prin mai multe zone acelaşinumăr de zone pentru cele două fluide%, +arianta optimă este încontracurent. 6acă însă necesităţile pri+ind ratele de curgereşi9sau căderile de presiune şi9sau proprietăţile fizice cer adoptarea unui număr neegal de zone de exemplu & zone cu28 canale – plăci pentru fluidul < şi o zonă cu (" canale pentrufluidul H%, atunci sc4imbătorul funcţionează parţial în curentec4icurent, parţial în contracurent)

* coeficienţi mari de transfer termic .6in punct de +edere constructi+ – funcţional,

sc4imbătoarele de căldură cu plăci sunt supuse următoarelor li"i#!ri:

- suprafaţa de transfer termic maximă : ## m)- presiune maximă : ,- D5a)- temperatura de operare maximă : 28#B$ -#B$

pentru unele tipuri de sc4imbătoare şi anumite calităţi

ale garniturilor de etanşare%)

"


9/30


- temperatura de operare minimă : *-B$.

IX.%.. /n#reţinere

3c4imbătoarele de căldură cu plăci se întreţin prin unadin următoare metode:* curăţare la locul de operare – prin pac4etul de plăci se

+e4iculează agenţi de curăţare)- curăţare în sens in+ers – unul sau am!ndouă fluidele

de lucru circulă în sens in+ers prin plăci, pentru perioade scurtefigura EI.&a – mod de circulaţie a fluidelor în timpul lucrului )figura EI.&b – mod de circulaţie a fluidelor în timpul curăţării%)

- prefiltrarea fluidelor de lucru)-

clorinare pentru pre+enirea creşterii aciti+ităţiibiologice.

a

b

!igura "#.* % Scheme de circulaţie a fluidelor *n schimbătorul de căldurăcu (lăci

@


10/30


În cazul curăţării manuale a plăcilor, de exemplu înperioadele anuale de întreţinere – reparaţii, sc4imbătorul sedesc4ide, iar suprafeţele de transfer a căldurii plăcile% se potcurăţa astfel:

- cu apă caldă posibil şi cu agent de curăţare%, prinperierea plăcilor cu perii din fibre sintetice nu metal%)

- cu 1et de apă 9 abur sub presiune mare. În cazuri foarte rare sunt necesare procese mai complexe

de curăţare sau înlocuirea plăcilor.

IX.%.0. Ca$ri (ar#i$lare de s&i"'!#oare de!ld$r! $ (l!i

a2 3c4imbătoare de căldură cu plăci $ (ereţi d$'li

?a aceste sc4imbătoare de căldură, plăcile duble auscopul de a creşte siguranţa în funcţionare: fiecare placă dublăconstă din două plăci identice aşezate una peste alta şi sudate în 1urul orificiilor de circulaţie a fluidelor. O mică distanţă de aer între plăci acţionează ca o zonă de siguranţă în cazul în careuna dintre cele două placi s*ar deteriora. 6acă oricare dintrecele două fluide s*ar scurge prin cealaltă placă, fanta de aer dintre cele două plăci ar împiedicate amestecul dintre cele douăfluide. luidul scurs s*ar elimina în atmosferă, ceea ce ar fi +izibil

din exterior.


11/30


'2 3c4imbătoare de căldură cu plăci #$'$lare?a aceste sc4imbătoare de căldură, plăcile figura "#.+b%

formează canale tubulare, cu o secţiune trans+ersală liberă pe oparte şi cu canale con+enţionale pe cealaltă parte. Jezultă

astfel o construcţie lipsită de +ibraţii, utilizată pentrucondensarea la 1oasă presiune şi +aporizarea unor fluidefibroase şi cu particule.

2 3c4imbătoare de căldură cu plăci $ s(aţii largi


12/30


c

!igura "#.+ % Ti(uri de (lăci /cazuri (articulare0

IX.. S&i"'!#oare de !ld$r! #$'$lare

IX..1. )ar#i$lari#!ţi ons#r$#i* + f$nţionale

?a sc4imbătoarele de căldură tubulare, elementele acti+ede transfer termic sunt ţe+i.

În figura "#. se prezintă schema constructiv %funcţională a schimbătorului de căldură tubular. 3e deosebescurmătoarele com(onente3

2 * capac)27 * fund), 7 * racorduri în legătură cu spaţiul intratubular)

&, &7 * plăci tubulare)(, (7 * racorduri în legătură cu spaţiul intertubular)- * fascicul de ţe+i)8 – manta.ascicul de ţe+i -% este montat la capete în orificiile

practicate în două plăci tubulare &%, &7% şi înc4is într*o manta8% fixată etanş de plăcile tubulare, acoperită la ambele capetecu capac 2% şi fund 27%. ?a cele două extremităţi ale fascicululuide ţe+i se formează astfel două camere * de distribuţie şi de

colectare * delimitate de capac şi respecti+ fund.$ele două fluide între care se realizează sc4imbul termicse alimentează şi se e+acuează prin racorduri în legătură cuspaţiul intertubular (%, (7%, respecti+ racorduri în legătură cuspaţiul intratubular %, 7%. 3e formează astfel două spaţii decirculaţie a fluidelor: unul între ţe+i şi manta şi altul în interiorulţe+ilor, împreună cu camerele de distribuţie şi de colectare.

2


13/30


!igura "#. % Schema schimbătorului de căldură tubular

Ke+ile se montează în placa tubulară în două +ariantefigura "#.- %: în 4exagoane concentrice a% sau în cercuriconcentrice b%.

a b

!igura "#.- % &oduri de dis(unere a ţe1ilor *n (laca tubulară

2&


14/30


Transferul termic se poate intensifica prin una dinurmătoarele două +ariante:

* schimbător de căldură cu mai multe treceri – fluidul carecirculă prin ţe+i parcurge de mai multe ori utila1ul, trec!nd într*unsens şi în sens contrar prin c!te o fracţiune din ţe+ile fasiculului.6iri1area fluidului se face prin pereţii despărţitori etanşi. În figura"#. se prezintă două sc4eme ale unor astfel de sc4imbătoarede căldură. 3*a figurat traseul fluidului care circulă prin spaţiul

intratubular, pentru un număr par a% şi impar b% de treceri.6atorită dificultăţilor de etanşare şi te4nologice ce apar în cazulunui număr prea mare de treceri, acesta este limitat la şase,pentru un număr mai mare recurg!ndu*se la soluţiasc4imbătoarelor de căldură cu şicane)

* schimbător de căldură cu /icane – şicanele asigurăuniformizarea curgerii fluidelor în spaţiul intertubular, eliminareazonelor de fluid stagnant sau cu +iteze reduse de curgere şiasigură participarea întregii suprafeţe a fasciculului tubular la

transferul de căldură. Licanele se dispun trans+ersal pe direcţiade curgere a fluidului prin spaţiul intertubular. 6e asemeneaşicanele îndeplinesc şi rolul de susţinere şi rigidizare afasciculului tubular. În acest caz transferul de căldură pentrufluidul din spaţiul intertubular se intensifică datorită creşterii+itezei de curgere şi a turbulenţei.

6in considerente mecanice şi de întreţinere, pentrue+itarea depunerii de crustă pe suprafeţele de încălzire şi pentrueliminarea eforturilor mecanice datorită dilatării termice a ţe+ilor

şi mantalei, sc4imbătoarele de căldură pot fi pre+ăzute cu capflotant, la care una dintre plăcile tubulare este fixă, iar cealaltăse poate deplasa în direcţia dilatării ţe+ilor.

2(


15/30


a b

!igura "#. % Ti(uri de schimbătoare de căldură tubulare cu mai multetreceri

IX.0. S&i"'!#oare de !ld$r! $ ţe*ioa4iale


16/30


!igura "#.0 % Schema schimbătorului de căldură cu ţe1i coa,iale

IX.5. S&i"'!#oare de !ld$r! s(irale

IX.5.1. )ar#i$lari#!ţi ons#r$#i* + f$nţionale.A*an#a,e

3c4imbătorul de căldură spiral se compune din douăcanale spirale concentrice separate între ele de un perete

metalic. $ele două fluide între care se realizează transferultermic circulă prin cele două spaţii spirale, în ec4i* saucontracurent.


17/30



18/30


3c4imbătorul se poate monta în lungul axei sale +erticalesau în lungul axei orizontale. ?a montarea în lungul axeiorizontale, la rate de curgere mici, tind să se acumulezedepuneri solide la partea inferioară a fiecărei spirale. 6acă unmediu este sub formă de +apori, atunci sc4imbătorul semontează în lungul axei sale +erticale şi +a fi pre+ăzut cu oieşire adiţională pentru condensat.

'2 C$rgere s(iral! + $rgere #rans*ersal!

Mn fluid de lucru curge în spirală, celălalt trans+ersal,paralel cu axa elementului spiral figurile "#.$$b,c %. Nona cumediul în curgere spirală este sudată la fiecare parte, iar mediul în curgere trans+ersală trece prin spaţiul interspiral desc4is.

3c4imbătorul se utilizează pentru +olume specifice maride +apori sau +apori9gaz, +apori9lic4id sau amestecuri. Fl poate

funcţiona ca şi condensator sau ca şi +aporizator. ?a utilizareaca şi condensator figura "#.$2b%, configuraţia sc4imbătoruluipermite combinaţia între +iteze mari ale lic4idului în zona spirală înc4isă şi căderi mici de presiune ale amestecului de +apori. ?autilizarea ca şi +aporizator figura "#.$2c %, sc4imbătorul poatefuncţiona la presiuni de operare 1oase sau sub +acuum, datorităsecţiunii trans+ersale mari şi înălţimii mici. ;iteza +aporilor poatefi controlată, iar căderile de presiune pot fi minimizate.

2 Co"'inaţie $rgere #rans*ersal! -i s(iral! +$rgere s(iral!

În acest caz figura "#.$2d %, secţiunea centrală este astfelconcepută înc!t să distribuie uniform +aporii în elementul spiraldesc4is. econdensatul intră prin pasa1ul relati+ îngust de lapartea superioară şi curge în spirală şi în contracurent cu mediulde răcire spre exterior. Dediul de răcire intră pe la periferie şi

curge în spirală spre centru.

2"


19/30


a b

c d !igura "#.$2 % &oduri de curgere a fluidelor de lucru (rin

schimbătoarele de căldură s(irale

2@


20/30


IX.6. Ins#alaţii de (as#e$riare -is#eriliare

IX.6.1. Ins#alaţii (en#r$ (as#e$riarea -i s#eriliarea

(rod$selor 7n *ra

5asteurizarea şi sterilizarea produselor în +rac se aplicăpentru produse lic4ide lapte, sm!nt!nă, +in, bere, sucuri defructe etc.% şi +!scoase sau cu un conţinut de particule micinectaruri, supe, sosuri, creme, deserturi%.

5asteurizatoarele şi sterilizatoarele pentru produse în+rac pot fi:

* cu acţiune indirectă: sc4imbătoare de căldură tubularesau cu plăci, cu agent de încălzire abur sau apă caldă)

* cu acţiune directă: cu in1ecţie sau infuzie de abur.

a2 Enstalaţi i $ s&i"'!#oare de !ld$r! $ (l!i

3c4imbătoarele de căldură cu plăci sunt cele mai utilizatesc4imbătoare de căldură la instalaţiile de pasteurizare şisterilizare a produselor în +rac. Fle se caracterizează printr*unregim de curgere turbulent la +alori mici ale coeficientului luiJePnolds.


21/30


cantitatea de agent de încălzire, respecti+ răcire. Fficienţaregenerati+ă este de @# – @&G.

3egenerarea 4produs'produs4 constă în circulaţiaprodusului nepasteurizat pe o faţă a plăcii şi a celui pasteurizatpe cealaltă faţă. 6atorită riscului unei posibile scurgeri deprodus nepasteurizat în cel pasteurizat, cu contaminareamicrobiologică a celui din urmă, ordonanţa referitoare la pasteurizarea laptelui 5P67: Pasteurized 6il8 7rdinance ' 3M


22/30


6odul de funcţionare al instalaţiei este următorul: laptelese alimentează în tancul de egalizare 2(%, de unde este pompat2&% în sc4imbătorul de căldură cu plăci, şi anume în zona deregenerare 8%,.


23/30


!igura "#.$$ % Schema instalaţiei de (asteurizare a la(telui ti( AP- Pasilac

O astfel de instalaţie de pasteurizare are capacităţi de-### – -#### l94.

Sterilizarea indirectă la temperatură foarte înaltă 5


24/30



25/30


în mod continuu şi neted, prin ţea+a centrală. Kea+a exterioarăare bare de distanţare care ar putea să reţină fibrele ce trebuiesă răm!nă în produs. Enstalaţia de compune din:

2 – răcitor – zona de răcire& – zona de regenerare( – tub de menţinere( – zona de recuperare

8 – zona de încălzire' – sistem de contrapresiune" – tanc de egalizare@ – pompă.6odul de funcţionare al instalaţiei este următorul: materia

primă sucul de fructe% se alimentează în tancul de egalizare "%,de unde se pompează @% în prima zonă de încălzire -%, şianume zona de regenerare apă*produs. 6e aici produsul a1unge în zona de încălzire cu abur 8%, unde se încălzeşte p!nă la

temperatura de pasteurizare. 5rodusul fierbinte se menţine latemperatura de pasteurizare în tubul de menţinere (% şi apoitrecut în zona de răcire &% regenerare produs*apă% şi zona derăcire finală % p!nă la temperaturi finale de 2#Q$ * #°$.

6eoarece capacitatea instalaţiei este în general cu -G –2#G mai mare dec!t capacitatea staţiei de umplere, estenecesar un circuit de recirculare a surplusului de produspasteurizat. 5e acest circuit se află un sistem de contrapresiune'% care asigură fluxul cerut de staţia de umplere.

-


26/30


!igura "#.$( % Schema instalaţiei de (asteurizare Stor2

IX.6.%. Ins#alaţii (en#r$ (as#e$riarea -i s#eriliarea

(rod$selor a"'ala#e

Operaţiile de pasteurizare şi sterilizare a produselor alimentare în ambala1e prezintă a+anta1ul esenţial că se elimină

riscul contaminării produsului după tratamentul termic. 6easemenea nu mai sunt necesare operaţiile de ambalareaseptică şi sterilizare a ambala1elor.

În cazul acestui procedeu însă, durata tratamentuluitermic se măreşte deoarece transferul termic prin ambala1 estemai greu şi creşterea presiunii în interiorul ambala1ului estelimitată.

5rocedeele de pasteurizare 9 sterilizare a produselor ambalate pot fi prin încălzire indirectă cu abur saturat, apă

8


27/30


caldă, aer cald în con+ecţie forţată, sau prin încălzire directă laflacără.

Enstalaţiile de pasteurizare şi sterilizare cu funcţionarediscontinuă se numesc a$#ola*e şi au a+anta1ul că se potutiliza pentru diferite mărimi de ambala1e şi diferite regimuri detemperatură – timp.


28/30


2& – +entil de abur 2( – conductă pentru aer comprimat.6odul de funcţionare este următorul: coşurile cu

produsele ambalate în recipiente se introduc în corpulautocla+ei 22% şi se aşează pe suporturile de spri1in. Înautocla+ă se introduce apă prin conducta de alimentare '%,p!nă c!nd se atinge ni+elul conductei de preaplin @%, după carese înc4ide capacul "% şi se introduce abur prin conducta 2%. În

timpul alimentării cu abur +entilele de aerisire &% şi de preaplin2#% sunt desc4ise şi se înc4id în momentul în care prin racordulde aerisire (% ies +apori. 3e urmăresc creşterile presiunii lamanometru % şi temperaturii la termometru 2%. 5entru fiecareprodus, respecti+ tip de recipient, există un regim de creştere atemperaturii şi presiunii în inter+alul de timp respecti+. $!ndtemperatura atinge +aloarea prescrisă 2#-*22#°$% se introduceaer comprimat prin conducta de aer 2(%. 5resiunea în interiorulautocla+ei creşte treptat p!nă la atingerea suprapresiunii 2,-

bar pentru o temperatură de 2#°$%. 6in momentul atingeriitemperaturii de sterilizare, operaţia decurge la temperaturăconstantă. 5resiunea aerului creşte treptat de la mi1locul durateide sterilizare, p!nă la o +aloare de bar, la o presiune mai maredesc4iz!ndu*se supapa de siguranţă -%. ?a sf!rşitul perioadeide sterilizare, se desc4id +entilele de abur 2&%, de preaplin 2#%şi de alimentare cu apă de răcire 8%. 3e menţinesuprapresiunea de bar prin manipularea corespunzătoare a+entilelor de apă, aer şi preaplin% p!nă la atingerea unei

temperaturi de 2##°$, c!nd se desc4ide +entilul de aerisire (%pentru reducerea treptată a suprapresiunii.


29/30


!igura "#.$( % Schema instalaţiei de sterilizare cu su(ra(resiune de abur

abelul "#.( % +aracteristici tehnice ale autocla1ei ti( U&T – e,em(lu

+aracteristici -alori

;olum total =l> @"-;olum util =l> "##;olumul unui coş =l> "##Urosime pereţi =mm> "6iametru coş =mm> @(#

Înălţime coş =mm> 2##Urosime coş =mm> V &$onsum de abur corespunzător uneipresiuni de bar =/g94>

2&2

$onsum de apă =m&94> #,"6imensiuni de gabarit=mm x mm x mm>

2## x 28@# x 2@#

Dasa unui coş =/g> 2##Dasa autocla+ei =/g> 8#

@


30/30


?a instalaţiile de pasteurizare şi sterilizare a produselor ambalate în borcane, butelii de sticlă, cutii metalice, ambala1edin material plastic% cu funcţionare continuă, acestea treccontinuu prin mai multe sectoare termice în care au loc încălzirea, menţinerea la temperatura de pasteurizare 9sterilizare şi răcirea.

6atorită funcţionării continue, aceste instalaţii au

capacităţi de producţie mari şi prezintă siguranţă maximă înfuncţionare. Tratamentele termice de pasteurizare 9 sterilizare sepot aplica pentru toate tipurile de ambala1e.

Mn prim tip de astfel de instalaţii sunt (as#e$ria#oarele + s#erilia#oarele #$nel, utilizate în industriile berii, +inului, deproducere a sucurilor, băuturilor răcoritoare. 6in punct de+edere constructi+ – funcţional, ele se compun dintr*o carcasătunel% în care se introduc produsele ambalate. 6eplasareaacestora de la un capăt la altul al tunelului se face cu un mi1loc

de transport, pe un singur ni+el sau pe mai multe ni+eluri.Tunelul este împărţit într*un număr de - – " sectoare, carealcătuiesc trei zone: zona de încălzire p!nă la temperatura depasteurizare 9 sterilizare, zona de menţinere şi zona de răcire. Încazul în care umplerea produsului în recipient s*a făcut la cald,iar produsul după ambalare are temperatura apropiată de ceade pasteurizare, prima zonă +a fi o zonă de pasteurizare cuabur saturat la presiunea atmosferică.

$a agent termic se utilizează abur sau apă caldă, iar ca

agent de răcire apă rece. Încălzirea şi răcirea se efectuează în trepte detemperatură, a+!nd în +edere ca saltul termic la încălzire să fiemai mic de -°$, iar la răcire căderea de temperatură să nudepăşească &&°$ pentru acelaşi inter+al de timp.

6acă se utilizează apă ca agent termic, transferul decăldură se poate face prin imersarea recipientelor în baie deapă, prin stropire cu a1utorul unor duze sau prin inundaţiecontinuă.

IX SchimbatoareCaldura

Documents

Transcript of IX SchimbatoareCaldura