Échangeur de chaleur de plaque de brasserie
Les échangeurs de chaleur à plaques sont très efficaces et compacts les dispositifs d'échange de chaleur compacts. Leur caractéristique principale réside dans l'utilisation d'une série de feuilles de métal ondulées, à travers une méthode d'assemblage spécifique, pour former des canaux étroits entre les plaques, permettant à deux ou plusieurs fluides de les circuler, réalisant ainsi un transfert de chaleur indirect à travers les surfaces de la plaque. Il peut être très bien compris comme une structure "sandwich": les liquides froids et chauds sont séparés par des plaques métalliques, ne se mélangeant pas, mais la chaleur peut rapidement traverser les plaques, transférant du liquide chaud au liquide froid.
- Présentation du produit
Ce processus est communément appelé «refroidissement du mille» ou «refroidissement rapide» dans les brasseries, et il sert de point de connexion crucial entre l'atelier de écrasement et l'atelier de fermentation.
Objectif de base
Pour refroidir le moût chaud (environ 95 degrés - 98) après le processus de écrasement à la température d'inoculation optimale pour la fermentation de la levure (généralement degrés à 18 degrés - 22 pour les bières Ale, ou à 7 degrés - 12 pour les bières Lagers) dans un délai de temps.
Explication détaillée du principe de travail Le principe de travail des échangeurs de chaleur à plaques dans ce processus peut être résumé comme suit: à travers des plaques en acier inoxydable, un moût chaud et un milieu de refroidissement de température faible - (solution de glycol glaciaire ou éthylène) effectuer un échange de chaleur efficace et rapide sans entrer en contact direct entre les uns avec les autres.
Application
L'application des échangeurs de chaleur à plaques est la suivante:
Brassage de bière:
Collage du jus de malt: Fraîchement et jus de malt chaud à la température de l'inoculation de la levure (18-25 degrés). Les échangeurs de chaleur à plaques modernes échangeront d'abord de la chaleur avec de l'eau froide pour préchauffer l'eau de brassage (économie d'énergie), puis profondément refroidie avec de l'eau glacée.
Over-refroidissement de la bière: refroidir la bière à près de 0 degrés avant de se remplir pour réduire la génération de mousse pendant le remplissage.
Traitement laitier:
Pasteurisation (pasteurisation): Chauffer rapidement le lait, le jus de fruits, etc. (à 72 degrés -85 degrés) et maintenir brièvement la température, puis refroidir rapidement pour tuer les bactéries pathogènes.
Ultra - Stérilisation à haute température (UHT): chauffer à 135 degrés - 150 degrés en très peu de temps (quelques secondes), puis refroidissez rapidement pour obtenir une préservation à long terme à température ambiante.
Refroidissement: refroidir les produits stérilisés à la température de remplissage.
Jus, boissons au thé, boissons gazeuses: utilisées pour la stérilisation, le refroidissement et la préchauffage de l'eau de processus.
Traitement des aliments: Utilisé pour chauffer la stérilisation et le refroidissement des assaisonnements tels que la sauce tomate, la sauce soja et le sirop.
Avantage
Avantages des échangeurs de chaleur à plaques de brasserie:
1. Efficacité de transfert de chaleur élevée
La principale raison: la conception ondulée sur les plaques oblige le fluide à former une turbulence intense (plutôt que le flux laminaire lisse) dans les canaux étroits, perturbant ainsi considérablement la couche limite thermique du fluide et réduisant la résistance thermique.
Résultat: son coefficient de transfert de chaleur (valeur k) est beaucoup plus élevé que celui des échangeurs de chaleur de tubes de la coque traditionnels- et -, généralement 3 à 5 fois celui de ce dernier.
2. Structure compacte, petite empreinte
La raison principale: les plaques sont très minces (généralement 0,5 à 0,8 mm) et l'espacement des plaques est très petit, permettant une énorme zone de transfert de chaleur par unité de volume.
Résultat: Lors de l'exécution de la même tâche d'échange de chaleur, le volume et l'empreinte des échangeurs de chaleur à plaque ne sont que de 1/3 à 1/5 de ceux de Shell - et - Les échangeurs de chaleur de tubes, ce qui permet d'économiser considérablement un espace.
3. Entretien et nettoyage faciles
La raison principale: il adopte une trame - type ou conception détachable. Desserrez simplement les boulons de compression pour ouvrir le faisceau de la plaque et exposer complètement les plaques.
Résultat: Cela rend le nettoyage mécanique très pratique. Que ce soit en frottant ou avec des jets d'eau de pression élevés -, il peut complètement éliminer la saleté des deux côtés des plaques. Cette caractéristique en fait le choix préféré dans les industries alimentaires et pharmaceutiques avec des normes d'hygiène strictes.
4. Flexibilité élevée, extension facile
La raison principale: sa zone de transfert de chaleur est directement liée au nombre de plaques.
Résultat: Si la capacité de traitement doit être augmentée ou diminuée, augmentez ou diminuez simplement le nombre de plaques en conséquence, sans avoir besoin de remplacer l'ensemble du cadre, offrant une grande flexibilité de conception et une commodité de rénovation.
5. Perte de chaleur basse
La raison principale: seuls les bords des plaques et les plaques de compression sont en contact avec l'environnement extérieur, tandis que la plaque elle-même a une zone énorme et une très petite zone de dissipation de chaleur.
Résultat: Sans avoir besoin de couches d'isolation supplémentaires, la perte de chaleur peut être négligeable, ce qui entraîne une bonne énergie - des effets de sauvegarde.
Capable d'échange de chaleur de petite différence de température
En raison de son efficacité, même lorsque la différence de température entre le froid et les fluides chauds est très faible (comme 1 degré - 2), une récupération de chaleur efficace peut être obtenue, ce qui est crucial pour la récupération de la chaleur des déchets faibles -.
6. Volume de rétention faible
La raison principale: les canaux entre les plaques sont très étroits.
Résultat: La quantité de liquide conservée dans le système est très faible, ce qui est très bénéfique pour gérer les liquides précieux (tels que les solutions de nettoyage CIP, les produits chimiques coûteux), la réduction des déchets et la fourniture d'une réponse plus rapide aux changements de processus.
Types d'échangeurs de chaleur à plaques
Les échangeurs de chaleur à plaques sont en effet souvent classés comme un seul-- ou double - étape (ou mouton -). Les objectifs et les paramètres de paramètres pour ces deux configurations sont complètement différents.
Ici, le terme "segment" fait référence au processus de division du faisceau de plaques en deux zones d'échange de chaleur indépendantes ou plus dans la même plaque - Chaque zone a son propre canal fluide indépendant et peut effectuer différentes tâches d'échange de chaleur.
Étape unique -: toutes les plaques sont utilisées pour un seul échange de chaleur entre les mêmes fluides chauds et froids.
Double - Étape: les paquets de plaque sont divisés en deux sections. La première section effectue un type d'échange de chaleur, et la deuxième section effectue un autre type d'échange de chaleur, en utilisant généralement différents supports de refroidissement.
Paramètre pour une étape unique et double étape
Paramètres pour un seul - Échangeur de chaleur de plaque de scène dans la production de bière (refroidissement de l'or)
| Catégorie de paramètres | Spécification / valeur | Description et justification |
|---|---|---|
| Objectif de demande | Refroidissement du moût (frapper - out) | Pour refroidir la température d'ébullition (~ 98 degrés) jusqu'à la température de tangage de levure (18-22 degrés pour les bières, 7-12 degrés pour la bière blonde) en une seule étape. |
| Débit | ||
| ∙ débit de moût | ~ 100 - 150 hl / h | Exemple pour une brasserie artisanale de taille - moyenne. Basé sur la taille de Brewhouse et le temps de repos Whirlpool souhaité. |
| ∙ Taux de flux de supports de refroidissement | ~ 120 - 180 hl / h | Le débit du liquide de refroidissement est généralement de 1,2 à 1,5 fois le flux de milleulter pour obtenir un transfert de chaleur suffisant. |
| Températures | ||
| ∙ Température d'entrée de mille | 96 - 98 degré | Température après l'ébullition et le tourbillon. |
| ∙ Température de sortie de mille | 18 - 22 degré(ou température de pas cible) | Le paramètre critique à réaliser.Nécessite un liquide de refroidissement très froid. |
| ∙ Entrée des supports de refroidissement | -3 à -1 degré | Doit être unGlycol - mélange d'eau(par exemple, 30 à 35% de glycol) à une température bien en dessous de la température de sortie de la moût cible. |
| ∙ Out ouverte de supports de refroidissement | ~ 70 - 80 degré | Le glycol se réchauffe considérablement. Cette chaleur est gaspillée au système de refroidissement de la boucle de glycol. |
| Thermerie | ~ 400 - 600 kW | La quantité totale de chaleur qui doit être retirée du moût par heure. Très élevé en raison de l'approche de scène unique -. |
| Chute de pression | ||
| ∙ côté molleté | < 0.8 - 1.0 bar | Doit être suffisamment basse pour éviter de brouiller le moût chaud et de provoquer une cavitation dans la pompe à moût. |
| ∙ côté liquide de refroidissement | < 0.8 bar | Doit être à la capacité des pompes de circulation de glycol. |
| Pression de conception | 6 - 10 bar | Norme pour la brasserie PHE pour gérer les pointes de pression et permettre le CIP. |
| Assiettes | ||
| ∙ Matériel | AISI 316 / 316L | Food - Grade, Corrosion - Norme résistante pour les brasseries. |
| ∙ Gaskets | EPDM ou NBR(Nitrile) | Convient aux températures de moût élevé et résistantes aux produits chimiques de nettoyage (CIP). |
| ∙ Modèle / angle de chevron |
Haut - thêta (par exemple, 60 degrés + / 60 degré +) |
Crée une turbulence élevée pour un transfert de chaleur efficace, mais aussi une chute de pression plus élevée. |
| Relations |
4 X TRI - pince (1,5 "ou 2") |
Connexions sanitaires standard pour les brasseries: moût dans / out, glycol in / out. |
Paramètres pour un double échangeur de chaleur à plaque de scène dans la production de bière (refroidissement du moût)
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