Bộ trao đổi nhiệt từ lâu đã trở thành một thiết bị quan trong cho  nhu cầu thanh trùng, khử trùng, vệ sinh trong nhà máy chế biến thực phẩm. Và trong khi các bộ trao đổi nhiệt cũ đang vận hành, vẫn còn rất nhiều đổi mới , cải tiến đang diễn ra từng ngày.

Những thách thức mà các nhà máy chế biến thực phẩm đang phải đối mặt bao gồm:

• Tối đa hóa thời gian hoạt động.
• Vệ sinh thiết bị.
• Bắt kịp xu hướng ẩm thực của khách hàng.
• Công nghệ trao đổi nhiệt mới.

 

 

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm.

Bộ trao đổi nhiệt trong nhà máy thực phẩm.

Nói một cách đơn giản, bộ trao đổi nhiệt là một thiết bị dùng để truyền nhiệt giữa hai hay nhiều chất lỏng. Trong ngành công nghiệp thực phẩm, đồ uống, thiết bị trao đổi nhiệt được sử dụng để giảm hoặc loại bỏ các vi sinh vật có hại, giúp sản phẩm an toàn khi đến tay người sử dụng. Bộ trao đổi nhiệt cũng có thể được sử dụng để làm nóng hoặc làm mát sản phẩm trước khi đóng gói, làm khô, cô đặc, hoặc các quy trình khác.

Tùy thuộc vào các sản phẩm đặc trưng của từng nhà máy, người ta sẽ xác định được loại bộ trao đổi nhiệt nào phù hợp, dựa vào các yếu tố như độ nhơt, kích thước hạt,… Trong số các loại được sử dụng trong nhà máy thực phẩm, phổ biến nhất là bộ trao đổi nhiệt dạng tấm. Chúng là một trong những loại truyền nhiệt hiệu quả nhất cho các sản phẩm dạng chất lỏng.

Bộ trao đổi nhiệt dạng tấm bao gồm nhiều tấm, được lắp đặt bên trong một khung. Chất lỏng đi qua các tấm, cho phép truyền nhiệt từ bên nóng sang bên lanh. Tốc độ trao đổi nhiệt phải vừa đủ để quá trình truyền nhiệt hiệu quả, đồng thời kiểm soát sự sụt giảm áp suất.

Các thiết bị trao đổi nhiệt dạng tấm đều dựa trên các nguyên tắc chung giống nhau.Nhưng chúng có thể được tùy chỉnh theo nhu cầu sử dụng, và chức năng khác nhau. Các bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được thiết kế tốt có thể giúp đáp ứng ba thách thức lớn nhất : tối đa hóa thời gian vận hành, khả năng vệ sinh, bắt kịp xu hướng ẩm thực của khách hàng.

Tối đa hóa thời gian hoạt động.

Mối quan tâm lớn nhất của khách hàng liên quan đến thời gian chạy, ví dụ:” làm thế nào chúng tôi có thể sử dụng lâu nhất bộ trao đổi nhiệt của mình ? “. Vấn đề này đặc biệt quan trọng trong thị trường sữa, nơi các sản phẩm có hàm lượng protein cao, có xu hướng dễ bị hư hỏng hơn các chất khác.

Câu trả lời cho thách thức trên nằm ở kích thước và thiết kế. Khi nói đến thiết kế, một thiết kế tốt có thể tạo ra sự khac biệt lớn. Ví dụ, môi chất chảy đều trên các tấm giúp tối đa hóa thời gian hoạt động,

Một bộ trao đổi nhiệt tốt, cũng không nên chạy liên tục quá 20 giờ. Tất nhiên, khi chọn một bộ trao đổi nhiệt, điều quan trọng cần nhớ là thời gian chạy sẽ khác nhau giữa các loại sản phẩm khác nhau. Thời gian có thể cần dài với loại này và ngắn với loại khác. Vì vậy, các khóa đào tạo cho nhân viên vận hành là điều mà doannh nghiệp nên thực hiện nghiêm túc , thường xuyên.

Khả năng vệ sinh

Vệ sinh an toàn thực phẩm là trọng tâm chính của ngành công nghiệp thực phẩm hiện nay. Một bộ trao đổi nhiệt tốt không chỉ đảm bảo rằng dễ vệ sinh mà còn được giữ sạch càng lâu càng tốt.

Khách hàng luôn lo lắng về khả năng làm sạch, vệ sinh bộ trao đổi nhiệt. Tương tự như thời gian chạy, thiết kế là một yếu tố chính, đặc biệt vì nó liên quan đến tốc độ dòng chảy trong quá trình hoạt động. Bạn muốn có tốc độ dòng chảy cao để cung cấp vận tốc tốt, và dòng chảy hỗn loạn để loại bỏ các chất bẩn tích tụ trên các tấm. Một bộ trao đổi nhiệt dạng tấm được thiết kế phù hợp sẽ có thể tự giữ sạch tất cả carc phần ở cùng tốc độ dòng chảy.

Chất lượng của vật liệu làm tấm trao đổi nhiệt cũng là một yếu tố. Với lớp bề mặt được ủ, tôi tốt , thường có độ nhám thấp hơn, ít bám bẩn và thời gian hoạt động lâu hơn. Các bộ trao đổi nhiệt cũng nên được kiểm tra , bảo trì thường xuyên.

Một trong các cách vệ sinh bộ trao đổi nhiệt dạng tấm là sử dụng bể rửa siêu âm hay dùng bơm tẩy rửa áp lực cao. Các cách này phụ thuộc vào ngân sách, quy trình công nghệ của nhà máy. Ví dụ, các nhà máy sản xuất đường thường sử dụng bơm tẩy rửa áp lực cao, với áp suất 1000 bar đánh cặn bám trên tấm.

Bắt kịp xu hướng ẩm thực.

Sự đổi mới trong công nghệ trao đổi nhiệt thường được thúc đẩy bởi xu hướng thực phẩm của khách hàng. Đã có nhiều xu hướng xuất hiện trên thị trường, như sản phẩm không chứa chất béo, nước tăng lực, các loại bia, nước hoa quả, …

Với mỗi xu hướng mới, các kĩ sư phải tìm ra cách xử lý sản phẩm tốt nhất. Ví dụ giữa các sản phẩm chứa chất béo và không có chất béo. Điều kì lạ là với loại không chứa chất béo, khi đạt đến một nhiệt độ nhất định, chúng sẽ rất nhớt. Vì vậy, độ nhớt sẽ lớn hơn ở phía mát so với phía nóng. Các kĩ sư phải điều chỉnh thiết kế bộ trao đổi nhiệt , bù đắp cho những đặc tính đó.

Xu hướng các loại nước sinh tố, hoa quả ngày nay đưa ra một thách thức khác, các tấm trao đổi nhiệt cần xử lý sản phẩm có nhiều hạt mịn hơn.

Công nghệ mới cho bộ trao đổi nhiệt dạng tấm.

Một trong những vấn đề cố hữu của bộ trao đổi nhiệt dạng tấm là  lưu lượng và vận tốc ở một mặt của tấm cao hơn mặt kia. Ngày nay, các kĩ sư thiết kế đã sử dụng mô hình máy tính để giải quyết vấn đề này, máy tính cho phép thiết kế một tấm cung cấp dòng chảy đều. Vì vậy khách hàng không cần lo lắng về những khu vực có tốc độ thấp, giúp giảm thiểu tỉ lệ bám bẩn, số lượng tấm, chi phí, … Điều này đạt được bằng cách làm cho toàn bộ tấm- thay vì chỉ phần trên cùng- thuộc một khu vực của dòng chảy.

Công nghệ mới giúp tự động căn chỉnh các gioăng ở các góc và toàn bộ rãnh, giúp giảm thời gian tháo lắp. Thiết kế mới cũng giúp người vận hành không cần mất thời gian tháo lắp các bu lông, đai ốc trên bộ trao đổi nhiệt.