Trocadores de calor acrescentam um toque especial às operações de processamento

Sep 26, 2023

Tubos corrugados podem ajudar a evitar incrustações nos trocadores de calor.(Foto cortesia de: Trocadores de calor HRS)

Os trocadores de calor estão se tornando um elemento mais poderoso no esforço dos processadores de laticínios para aumentar a eficiência operacional.

Ao selecionar os trocadores ideais para suas linhas de produtos e configurações tecnológicas específicas, os operadores estão em posição de aumentar a produção e a economia de energia enquanto atualizam o saneamento. No entanto, a ampla gama de opções de equipamentos com diversos atributos pode tornar a seleção de equipamentos complicada.

Os processadores usam trocadores para transferir calor entre dois ou mais fluidos durante os processos de resfriamento e aquecimento sem misturar os fluidos, e os dispositivos suportam uma ampla gama de funções lácteas, incluindo pasteurização, esterilização, separação, embalagem, formulação e tratamento térmico e resfriamento. .

“Onde quer que o calor precise ser transferido de ou para um fluido, você provavelmente encontrará um trocador de calor”, diz Kevin Anyanwu, gerente de propostas e execução de pedidos da SPX Flow Inc., fabricante de trocadores de calor com sede em Charlotte, Carolina do Norte.

Os trocadores também suportam a recuperação de calor residual, na qual os processadores coletam o calor que de outra forma seria dissipado no ar dentro ou fora de uma instalação e o utilizam em outras áreas da planta que exigem geração de calor, diz Tim Tolley, diretor da Fond du Lac, com sede em Wisconsin. Excel Engenharia Inc.

Os processadores, por exemplo, podem usar trocadores de casco e tubos para recuperar calor do vapor do processo, processos de destilação ou sistemas de refrigeração e ar condicionado. Outras fontes de recuperação de calor incluem refrigerantes de motores e fluxos de exaustão de fornos, secadores e chaminés de exaustão, diz Tolley.

Além disso, as trocas podem suportar aplicações de limpeza no local (CIP) que utilizam vapor ou água quente como meio de aquecimento para remover resíduos de produtos e microorganismos do interior de tanques, tubulações, recipientes e equipamentos de processo sem a necessidade de desmontagem, afirma.

“O processamento térmico anda de mãos dadas com o processamento de laticínios para controle de qualidade e otimização do produto”, observa Tolley.

As opções de trocadores de calor incluem trocadores de placas que consistem em várias camadas de placas planas empilhadas para criar uma série de canais por onde os líquidos fluem; trocadores de casco e tubos nos quais os cascos contêm um feixe de tubos com fluido passando através e sobre os tubos para transferir calor entre os líquidos; e trocadores de superfície raspada projetados para manter alta transferência de calor e, ao mesmo tempo, manter a superfície de transferência de calor consistentemente limpa ao manusear fluidos de alta viscosidade e substâncias incrustantes.

Ao considerar a opção de sistema de aquecimento para uma fábrica, os processadores de laticínios devem avaliar o impacto da tecnologia na capacidade de limpeza, eficiência térmica, tempos de operação e facilidade de manutenção, diz Anyanwu.

“As consequências de selecionar a solução errada de transferência de calor vão desde a diminuição da eficiência do processo e o comprometimento da segurança até o não cumprimento das regulamentações”, afirma.

Analisar o meio de aquecimento ou resfriamento de um dispositivo, a sensibilidade ao calor e as propriedades reológicas antes da compra também é vital, diz Tolley. Os tipos de alimentos em produção – iogurte ou queijo – ajudarão a determinar os modelos ideais para uso em laticínios, acrescenta Melissa Fryer, gerente de vendas de campo da Alfa Laval Inc., fornecedora de tecnologia com sede em Richmond, Virgínia. Ela recomenda que os processadores comparem as vantagens e desvantagens de equipamentos específicos ao tomar decisões.

Embora um trocador de calor a placas, por exemplo, forneça a forma mais eficiente de transferência de calor, o pequeno espaço entre as placas e a classificação de pressão das placas limita a quantidade e o tamanho das partículas do produto e o grau de viscosidade que ele pode suportar, observa Fryer. Enquanto isso, os trocadores de calor de superfície descartados podem suportar melhor produtos com maior viscosidade e partículas grandes, mas esse equipamento normalmente é mais caro, afirma Jeff Wojtkowski, gerente de desenvolvimento de negócios da Alfa Laval.