Süt Soğutma Eşanjörü

Süt Soğutma Eşanjörü

Süt Soğutma Eşanjörü | MİLKOSAN

Eşanjör Nedir ?

Plakalı Eşanjörler; farklı sıcaklıklardaki akışkanların birbirine temas etmeden, plaka yüzeyleri üzerinden ısı alışverişi sağlayarak ısıtılması/soğutulması amacıyla tasarlanan ısı transfer ekipmanlarıdır.

Plakalı eşanjörler tasarlanırken, ısıtılacak veya soğutulacak ana medya ile ısıtıcı/soğutucu medyanın giriş sıcaklık değerleri, akış kapasiteleri ve arzu edilen çıkış sıcaklık değerleri belirleyici parametreler olmaktadır. Eşanjöre beslenen akışkanlardan birisi ısıtılarak sıcaklığı artarken, diğeri de aynı şekilde ısı kaybına uğrayarak soğumaktadır.

Süt Soğutma Eşanjörü ‘ne beslenen akışkanlar, contalar aracılığıyla yönlendirilerek aynı plaka aralığına yönelmeleri engellenmekte, birbirlerine temas etmeyerek sadece ardışık plakalar arasından aşağı veya yukarı yönde akış sağlarken temas ettikleri plakanın bir yüzeyini kendi sıcaklıkları ile eit seviyeye getirmekte, aynı plakanın diğer yüzeyinde akmakta olan ikinci medya, bu plakaya aktarılan sıvıyı, akış esnasında plaka yüzeyi ile temas halinde olduğu için soğurmaktadır.

Süt Soğutma Eşanjörü tasarımında plaka adetini belirleyen unsurlar; iki akışkan arasındaki sıcaklık farkı ve akış hızları olmaktadır. Aynı miktar sütü 1 C sıcaklıktaki buzlu su ile soğutmak için gereken eşanjör ebatı ve plaka sayısı; 5 C buzlu su ile tasarlanan eşanjöre oranla daha küçük olmaktadır. Bunun gibi iki akışkanın akış hızları da eşanjör tasarımında belirleyici bir diğer unsurdur.

Eşanjör Plakası Tasarımları

Süt Soğutma Eşanjörü ‘nde ısı transferini sağlayan bileşen plakalardır. Bu yüzden birim zaman içerisinde elde edilmesi arzulanan çıkış sıcaklık değerleri, plaka adeti, plaka tasarımı ve plaka koregasyonu ile belirlenmektedir. Tamamen düz bir plaka yüzeyinde akış halinde olan sıvının hızı ile farklı koregasyonlara sahip, tırtıklı plaka yüzeylerinde akış halinde olan aynı sıvının hızı birbirinden farklıdır. Bu unsur, akışkanların plaka yüzeyi ile temas süresini, dolayısıyla ısı transfer süresini ve dT (giriş ve çıkış sıcaklıkları arasındaki fark) değerini doğrudan etkilemektedir.

Plakalı Eşanjörlerde ısı transferini sağlayan bileşen plakalardır. Bu yüzden birim zaman içerisinde elde edilmesi arzulanan çıkış sıcaklık değerleri, plaka adeti, plaka tasarımı ve plaka koregasyonu ile belirlenmektedir. Tamamen düz bir plaka yüzeyinde akış halinde olan sıvının hızı ile farklı koregasyonlara sahip, tırtıklı plaka yüzeylerinde akış halinde olan aynı sıvının hızı birbirinden farklıdır. Bu unsur, akışkanların plaka yüzeyi ile temas süresini, dolayısıyla ısı transfer süresini ve dT (giriş ve çıkış sıcaklıkları arasındaki fark) değerini doğrudan etkilemektedir.

Isı Transferi
Plakalı Eşanjörlerde gerçekleşecek olan ısı transfer miktarı, aşağıdaki faktörlerin bileşik etkisine göre değişkenlik göstermektedir :
Medyaların Akış Hızları Medyaların Fiziksel Özellikleri Sıcaklık Profili Ön görülen basınç düşüşü Eşanjör Tasarımı Plaka Yüzey Kirlenme Oranı Ön görülen temizlik/sanitaston sıklığı ve süresi
Plaka Yüzey Koregasyonu
Koregasyon; Plakalı Eşanjörlerde ısıtılan veya soğutulan akışkanların, akış esnasında sağlamış oldukları ısı transferi oranını artırmak ve plaka yüzeylerindeki akış hızını dengelemek amacıyla uygulanan plaka yüzey tasarımlarına verilen addır. Koregasyon şekli; plakalar arasında hareket halinde olan sıvıya türbülant bir akış olanağı sağlar. Düz bir zemin üzerinde sabit ısı transfer kat sayısı ile hareket etmekten ise, oluşan türbülans sayesinde daha kararlı bir ısı transferi gerçekleşmekte, medyaların giriş ve çıkış sıcaklıkları arasındaki fark olan dT değeri yükselmektedir.
Plaka Yüzey Kirliliği
Gıdalar, sahip oldukları kimyasal bileşime göre değişen seviyelerde olmak üzere, ısıya karşı duyarlıdırlar. Yüksek sıcaklık uygulamalarında, gıda bünyesinde bulunan bazı bileşenler çökelme eğilimine geçmekte ve plaka yüzeylerinde katman oluşumuna sebep olmaktadırlar. Akışkan sütün ısıtılması esnasında 90 C ve üzerindeki sıcaklıklarda; süt bünyesinde yer alan peynir altı suyu proteinle, ısıya karşı daha duyarlı oldukları için denatüre olmakta ve plaka yüzeyine tutunmaktadırlar. Bu durumlarda doğru bir CIP protokolü ile katmanlar temizlenmelidir. Aksi takdirde ısı transfer alanı azalacağı için, eşanjör performansı düşecek, enerji sarfiyatı artacaktır. Bunun dışında eşanjöre beslenmeye devam eden akışkanlarda kirlilik söz konusu olacaktır.
Plaka Materyali
Gıda Endüstrisinde kullanılan plakalı eşanjörler, hijyenik koşulların sağlanması amacıyla AISI316 paslanmaz çelikten imal edilmektedir. Prosese alınacak ürün tipine göre 0,5 mm ile 0,7 arasında değişen plaka kalınlıkları tercih edilmektedir. Asitliği yüksek olan Salamura Suyu, Peynir Altı Suyu gibi ürün uygulamalarında plaka yüzeyinin aşınarak delinmesini veya farklı zararlara maruz kalmasını önlemek amacıyla titanium malzemelerin kullanımı şart olmasa da yaygın bir uygulamadır. Plakalı Eşanjörlerde, eşanjör plakalarının kullanım ömrünü artırmak amacıyla kalın plakalar tercih edilirken, ısı transfer kat sayısının belirli oranda azalacağı, dolayısıyla aynı parametreleri yakalamak için daha fazla enerji harcanacağı da göz önüne alınmalıdır.

Plakalı Eşanjör Bileşenleri

Plakalı Eşanjörleri meydana getiren ana bileşenler ;

Plakalar
Eanjör Gövdesi (Hareketli Gövde/Sabit Gövde)
Contalar
Gövde Mili
Eşanjör Ayakları
Giriş/Çıkış Bağlantıları

olarak listelenebilir.

Plakalı Eşanjör Uygulama Alanları

Plakalı Eşanjörler; belirtmiş olduğumuz gibi sıvıların birbirine temas etmeden ve karışmadan, aralarında ısı transferi gerçekleştirmesi amacıyla kullanılan ünitelerdir. Gıda endüstrisinde, gıdaların insan tüketimine uygun olarak üretimi ve muhafazası, hem sağlıksal açıdan hem de işletme ekonomisi, yüksek randıman eldesi, standart ürün kalitesi gibi unsurlar açısından elzem uygulamalar olduğu gibi, bu süreçler Plakalı Eşanjörler aracılığıyla sağlanmaktadır.

Plakalı Eşanjörlerin başlıca kullanım alanları;