Опис конструкції

Теплообмінними пристроями називаються пристрої, призначені для передачі теплоти від одного робочого середовища, що називається гарячим теплоносієм до другого, що називається холодним теплоносієм, для здійснення різних теплових процесів: нагрівання, охолодження, конденсації, підвищення концентрації розчинів.

Пластинчасті теплообмінники в харчовій промисловості являють собою спеціальний різновид теплообмінників з пластинчатою поверхнею. Їх найважливіша особливість: пристосування конструкції апарата в цілому до частої розбори і зборки, і доступність всієї теплообмінної поверхні для очищення.

Визначаючою особливістю пластинчастого теплообмінника являється конструкція його тепло передаючої стінки. Основний її елемент, разом із засобами, що йому належать, називається пластиною.

Принцип побудови розбірного пластинчатого теплообмінника базується на тому, що пластини однакового розміру розміщуються в просторі паралельно одна одній, причому між робочими поверхнями двох сусідніх пластин створюється невеликий зазор, який виконує функції каналу для рідини, що нагрівається чи охолоджується. В найпростішому випадку пластина може бути плоскою і прямокутною, а теплообмінник може складатися з трьох пластин, які формують два канали, по одному з яких тече рідкий продукт, а по другому робоче середовище, що грає роль тепло- або холодоносія.

Вимоги

До пластинчатих теплообмінників, що призначені для теплової обробки рідких харчових продуктів, пред’являють ряд специфічних вимог.

Більша частини харчових продуктів являють собою продукти, що швидко марнуються і є хорошими живильними середовищами для розвитку різних форм мікроорганізмів. Якщо залишки продукту по закінченню роботи своєчасно не видалити з апарату то вони швидко марнуються і місця їх скупчення являються джерелами бактеріального зараження продукту при повторній роботі апарату. Тому конструкція теплообмінника повинна допускати швидку і вигідну розбору тих частин апарату, через які проходить продукт і по можливості легку очистку і миття всіх поверхонь, що стикаються з продуктами.

Деякі харчові продукти мають агресивні хімічні властивості, тому всі частини апарату. Що стикаються з продуктами, повинні бути виготовленні з металів, що не піддаються хімічній дії продукту.

Пластинчатий теплообмінник, встановлений в цеху харчового підприємства, входить в комплекс обладнання, до якого повинні пред’являтися високі санітарно-гігієнічні вимоги. В таких умовах боротьба проти джерел бактеріального зараження повинна проводитись не тільки в межах систем, що мають безпосередній контакт з продуктом, але і в масштабі цілого цеху, так як тільки при цьому може бути уникнена небезпека попадання в продукт сторонніх мікроорганізмів.

На практиці число пластин буває більше і рідини просуваються по декількох паралельних каналах зразу.

Кожна пластина має гумові прокладки двох призначень:

а) велике гумове кільце, що обмежує на лицьовій стороні пластини канал для відповідного потоку рідини і що охоплює також два кутових отвори для підводу і стікання рідини;

б) малі гумові кільця, що ізолюють також два отвори і створюють транзитний прохід для другого потоку рідини.

Система ущільнюючих прокладок пластинчатого апарату побудована так, що після зборки і стиснення пластин в апараті утворюється дві системи каналів: одна для рідини, що охолоджується, друга для рідини, що нагрівається. Одна з цих систем складається з непарних каналів між пластинами, а друга – з парних, завдяки чому потоки граючої і рідини, що нагрівається чергуються. Обидві системи каналів сполучаються зі своїми штуцерами для входу і виходу рідини.

Пластини встановлені на горизонтальних штангах, кінці яких закріпленні в нерухомій плиті. За рахунок рухомої натискної плити і стяжок пластини щільно притискаються. Гумові прокладки приклеєні по периферії пластин і навколо отворів для проходу теплоносіїв. На плитах розміщенні штуцери для підводу і протитоком.

Схему компонування пластин можна представити у вигляді формули:

Кількість чисел в чисельнику і знаменнику означає кількість пакетів для гарячої і холодної рідини. А також кожне число відповідає числу каналів в пакеті. З формули слідує що для гарячої і холодної рідини є чотири пакети по чотири канали. На граничних пластинах кожного пакету відповідні кутові отвори заглушені. Завдяки чому теплоносій потрапляє в слідуючий пакет.