Пищевая промышленность

Теплообменник для производства шоколада

Достижение точной температуры имеет важнейшее значение для обработки шоколада. Это позволяет придать изделию желаемую форму, сохранить его тающую консистенцию и получить гладкую поверхность. Кроме того, от соблюдение температурного режима зависит, будет ли шоколад в нужной степени хрустящим.

Ошибки в процессе охлаждения могут привести к матовости и серости поверхности изделия (вследствие неконтролируемой кристаллизации масла какао), а также влиять на тающую консистенцию (и, следовательно, вкус) и хрустящую текстуру.

Задача доведения полуготового шоколада до нужной температуры за требуемое время значительно усложняется одним фактором: если шоколад используется в качестве глазури для батончиков и пралине, он должен быстро и равномерно застыть на продукте. Для этого требуется относительно низкая целевая температура, при которой шоколад становится очень вязким. В таких случаях его динамическая вязкость может составлять до 10 000 сантипуаз.

Вот почему теплообменники, используемые в процессах регулирования температуры для глазирования шоколадом, должны соответствовать следующим техническим требованиям:

  • высокое сопротивление давлению по причине высокой вязкости среды;
  • низкая разница между температурой продукта и охлаждающей среды для предотвращения кристаллизации масла какао в теплообменнике;
  • компактная конструкция, т. е. максимально возможная теплопроизводительность в расчете на площадь поверхности.


Преимущества пластинчатых теплообменников по размеру и стоимости

Вышеперечисленные требования могут быть удовлетворены, например, с помощью кожухотрубных теплообменников. Или с помощью разборных пластинчатых теплообменников, которые являются менее дорогой и более компактной альтернативой. Однако при выборе пластин и конструкции теплообменника необходимо принять во внимание ряд аспектов, обусловленных вязкостью сладкой среды.

Конструкция регуляторов температуры

В зависимости от процесса конструкция теплообменника для регулирования потока может быть одно- или двухступенчатыми. Одноступенчатые аппараты применяются, если нагрев и охлаждение происходят последовательным образом. Однако, если продукт нагревается и охлаждается одновременно, требуется две ступени.

В обоих случаях процесс деликатного охлаждения обычно происходит с использованием теплой воды приблизительно при температуре 29 °C. Вода должна охладить шоколадную массу с 45 до 30 °C. Столь малая разница температуры предотвращает «переохлаждение» продукта на данном этапе, которое может привести к кристаллизации содержащегося в нем масла какао. Чтобы обеспечить требуемую охлаждающую способность при малой разнице температур, через теплообменник проходит приблизительно в десять раз больше воды, чем шоколада.

Медленный поток среды по сладкой стороне

Каналы на входе в пластины имеют асимметричное проточное сечение для обеспечения равномерного распределения потока по всей ширине пластины теплообменника даже при низких скоростях, которые в случае с шоколадом иногда составляют всего 0,02 м/с. В случаях, когда шоколад проходит большее расстояние, каналы делают шире, чтобы сопротивление потоку во всех каналах было одинаковым. Это обеспечивает равномерность потока во всем теплообменнике, оптимизирует теплопередачу и предотвращает отложение продукта, что в свою очередь продлевает время непрерывного производства и увеличивает интервалы чистки.

Для данного вида применения оптимально подходят разборные пластинчатые теплообменники серий NT или NL. Обе серии достаточно устойчивы к давлению. Это важно, потому что для транспортировки вязкой шоколадной массы необходимо нагнетать высокое давление, которое в случае с двухступенчатыми теплообменниками зачастую достигает 10 бар. Оба типа пластин гофрированы «елочкой» и имеют среднюю ширину канала. Более узкие зазоры, конечно, улучшили бы теплообмен, но они не могут использоваться по причине высокой вязкости среды. Например, пластины NL, имеют зазор приблизительно 4 мм, что обеспечивает идеальный компромисс между высокой эффективностью и низкими потерями давления.

Пластинчатые теплообменники получили широкое распространение

На сегодняшний день пластинчатые теплообменники применяются на многих предприятиях кондитерской промышленности. В большинстве случаев разборные пластинчатые теплообменники передают тепло эффективнее кожухотрубных. Главным образом благодаря рифленым пластинам, обеспечивающим турбулентность потока и, следовательно, интенсивность теплообмена. Они занимают всего от 20% до 50% площади, которая потребовалась бы для сопоставимых кожухотрубных теплообменников, и характеризуются значительно меньшей массой.

    Необходимо больше информации?