食品業界におけるプレート熱交換器の隠れたコスト

投稿日: 2020 年 11 月 18 日 | ベン・グリーン - アルファ・ラバル | コメントはまだありません

アルファ・ラバルの英国・アイルランド食品・水部門マネージャーのベン・グリーン氏は、多くのプレート式熱交換器（PHE）が「任務に適さない」理由を深く掘り下げています。

ベン・グリーン氏が、プレート式熱交換器に関する問題と、プレート式熱交換器が食品メーカーの利益を減少させる理由について語ります。

世界で最も急速に変化している業界の 1 つであるため、効率的かつ責任を持って競争力を持って運営することを目指す食品および飲料会社にとって、ダウンタイムや製品の破損はまったく選択肢になりません。 ただし、このようなペースでの移行には課題がないわけではなく、基本的な部分が見落とされることがよくあります。

あらゆるブランドやサイズのプレート熱交換器が数千台稼働していると推定されており、これらが完全に最適化されておらず、ビジネスに不必要な電力を浪費している可能性があります。 さらに、プレート熱交換器は、熟慮された事前のメンテナンス戦略が必要な精密設計の機器であるにもかかわらず、依然として見落とされがちです。

プレート熱交換器には、ガスケット付き、ろう付け、溶接、半溶接の 4 つの主なタイプがあります。 ガスケットプレート熱交換器 (GPHE) は、食品および飲料の加工用の最も一般的なタイプのコンパクト熱交換器です。 GPHE では、金属プレートにエラストマー ガスケットが取り付けられており、各流体を密閉して交互のチャネルに送ります。 熱伝達を促進するために、各流体が逆流または並流で流れるように、熱いチャネルが冷たいチャネルに対して配置されます。 GPHE は、大きな表面積によってもたらされる高い効率で高く評価されています。

皮肉なことに、問題の主な原因は解決策です。 産業が進歩し、ますます高度なテクノロジーが導入されると、これが予期せぬ結果を招く可能性があります。 プレート熱交換器の汚れと洗浄も同様です。 近年、熱交換器業界は直面する新たな一連の課題を特定しました。

たとえば、食品や飲料の多様化により天然産物が増加し、熱伝達に関してさまざまな課題が生じています。 天然物の中には、砂糖やその他の十分に試験された成分よりも熱に対する耐性が低いものもあります。

変化のペースと人口増加率により、食品および飲料業界はより大きな処理能力を得るために工場を拡張する必要があります。 同時に、ダウンタイムをできるだけ少なくして、より多くの生産を行う必要があります。これにより、必然的に障害や予期せぬ結果のリスクが増大します。

GPHE の汚れは食品加工において非常に一般的です。 これは、微粒子、生物物質の沈降、分解、結晶化によって引き起こされます。 発生する汚れの種類は、プロセス流体、GPHE の設計、および洗浄の頻度によって異なります。

ファウリングの主な原因は物質の流れパターンにありますが、そもそも GPHE が正しく指定されていないか、定期的にメンテナンスされていない場合、物質の流れが遅くなったり、まったく流れなくなったりすることがあります。 これは大きな問題を引き起こす可能性があります。

長年にわたり、食品加工に使用されるプレート熱交換器の汚れ軽減および洗浄技術の分野での技術開発を支援することを目的とした多くの研究が行われてきました。 たとえば、ある研究では、乳製品業界と特に低温殺菌プロセスにおいて汚れがどの程度一般的であるかを調査しました。 それは、ホエータンパク質の堆積物の蓄積に役割を果たす関節化学物質をさらに掘り下げました。1 残念なことに、タンパク質の汚れの堆積物の蓄積と汚れ溶液中で起こる化学反応との関係については、まだほとんど明らかになっていません。

プレート式熱交換器にとって腐食は大きな問題であり、材料の選択が重要になります

別の研究では、光学的検出法と突然膨張する流路を使用して焼き卵黄層を除去するための、最も関連性の高い工業用操作パラメータの影響を調査しました。2 調査では、温度が最も関連性の高いパラメータであることが示されましたが、特に、 1.5重量パーセントの濃度の水酸化ナトリウムは悪影響を示します。 プロセスパラメータの組み合わせは、除去の種類に影響を与えます。