Пищевая промышленность

Теплообменник для производства вафель

Все дело в начинке. Если говорить о вафлях с начинкой и о мороженом в стаканчике, то здесь все зависит от крема. Нежная прослойка из нуги или ванильного крема придает кондитерскому изделию собственный уникальный вкус и требует особого процесса производства. Это связано с тем, что тонкий слой должен быть нанесен с точно рассчитанной толщиной, чтобы он располагался между вафельными слоями оптимальным образом. Крем должны быть текучими, но не слишком, так как это может размочить тесто, и его толщину будет сложно контролировать. С другой стороны, если крем будет чересчур густым, покрытие станет трудно распределять, и для его успешного нанесения потребуется более высокое давление.

Экономические преимущества разборных пластинчатых теплообменников

Чтобы крем для вафель приобрел идеальную консистенцию после перемешивания, его необходимо охладить приблизительно с 42 до 28 °C с помощью теплообменника. Разборные пластинчатые теплообменники доказали, что подходят для решения данной задачи и выступают экономичной альтернативной кожухотрубным теплообменникам. При этом их конструкция имеет чрезвычайное важное значение, поскольку необходимо принимать во внимание следующие факторы:

  • При температуре нанесения крем становится очень вязким. В зависимости от рецептуры динамическая вязкость может составлять до 5 000 сантипуаз. По мере повышения вязкости увеличиваются и потери давления в теплообменнике и, следовательно, требуемое рабочее давление.
  • Охлаждаемая среда медленно проходит через теплообменник. Следовательно, многие проверенные методы обеспечения равномерного потока низковязкой среды при использовании теплообменной пластины в данном случае не работают.
  • Целевая температура должна быть достигнута за определенное время и должна точно поддерживаться. Частичное «переохлаждение» крема в секции теплообменника может привести, например, к кристаллизации масла какао, что будет являться браком продукта.

 

Выбор подходящих теплообменных пластин

При работе с пластинами теплообменника необходимо найти оптимальный компромисс между эффективной теплопередачей и низкой потерей давления. При выборе ширины зазора и типа гофрирования не нужно принимать в расчет размер частиц, поскольку вафельный крем представляет собой жидкость без включений.


Пластины NL с гофрированием «елочкой» и шириной зазора около 4 мм доказали, что подходят для многих пастообразных сред. По сравнению с пластинами серии VT, которые использовались ранее, они обеспечивают повышенную эффективность и улучшенное распределение среды. Даже чувствительные к перемещению вязкие продукты вроде йогурта могут проходить через пластины NL без нарушения деликатной структуры. Пластины NL были испытаны при рабочих давлениях до 25 бар, так что их конструкция способна выдерживать высокое давление, неизбежно возникающее при работе с вязкими средами.

Максимальная эффективность и минимальная потребность в чистке

В целях обеспечения эффективного охлаждения крема желательно, чтобы среда распределялась по всей ширине пластины равномерно. Это достигается путем создания завихрений в высокотекучих средах. Однако этот турбулентный эффект не возникает при низкой скорости потока сливок (около 0,02–0,04 м/с), которая наблюдается в каналах, сформированных между пластинами. Чтобы достичь равномерного распределения, гофрирование пластин серии NL имеет разные, асимметричные сечения в зоне распределения. Каналы по краям, по которым продукт проходит большее расстояние, немного шире, благодаря чему среда распределяется равномерно. Это обеспечивает одинаковой объемный поток продукта во всех точках сечения пластины в соответствии с эпюрой распределения. Продукт распределяется равномерно, даже когда подается в теплообменник снизу вверх. Поток по всей плоскости сечения оптимизирует теплопередачу, а равномерное распределение продукта предотвращает его отложение. Это увеличивает время работы между циклами чистки по сравнению с моделями, применявшимися ранее.

Одноступенчатая конструкция снижает потери давления

Говоря о потерях давления, необходимо также стремиться к тому, чтобы процесс охлаждения происходил за один проход. Следовательно, требуется относительно большая поверхность теплопередачи, так как температура воды всего на 1 К ниже конечной температуры (в зависимости от крема). Столь малая разница температур предотвращает кристаллизацию, вызванную чрезмерным охлаждением. Чтобы достичь желаемой эффективности охлаждения при малой разнице температур, на каждый кубометр крема, который проходит через теплообменник, используется приблизительно в 10–20 раз больше воды.

Успешный рецепт для охлаждения крема

Теплообменники Kelvion серии NL80M доказали свою способность к эффективному охлаждению продукта, например, на итальянской фабрике по производству вафельных изделий, где они используются с 2017 г. В рамках производственного процесса кремы различных вкусов охлаждаются до температуры 28–25 °C, при этом поток среды проходит при различной скорости, в зависимости от необходимой температуры и вязкости. Благодаря высокой эффективности этой модели производитель решил в 2021 г оборудовать дополнительные производственные линии разборными пластинчатыми теплообменниками Кельвион серии NL.

    Необходимо больше информации?