გახეხილი ზედაპირის თბოგამცვლელების გამოყენება მარგარინის ინდუსტრიაში

გახეხილი ზედაპირის თბოგამცვლელების გამოყენება მარგარინის ინდუსტრიაში

გახეხილი ზედაპირის თბოგადამცვლელები (SSHE) მაღალეფექტური თბოგადამცემი მოწყობილობებია, რომლებიც აძლიერებენ სითბოს გადაცემას მექანიკური გახეხვის გზით. ისინი განსაკუთრებით შესაფერისია მაღალი სიბლანტის, ადვილად კრისტალიზაციადი ან ნაწილაკების შემცველი სითხეებისთვის. ქვემოთ მოცემულია მათი მუშაობის პრინციპის ანალიზი და კონკრეტული გამოყენება მარგარინის ინდუსტრიაში:

I. გახეხილი ზედაპირის თბოგამცვლელების მუშაობის პრინციპი

1. ძირითადი სტრუქტურა

o გარსიანი ცილინდრი: გარეთა ფენა აღჭურვილია გამათბობელი/გამაგრილებელი საშუალებით (მაგალითად, ორთქლი, ცივი წყალი ან სითბოს გადამცემი ზეთი).

o მბრუნავი ლილვი და საფხეკი: შიგნით არის მბრუნავი ლილვი, რომელზეც მიმაგრებულია მრავალი მოქნილი ან მყარი საფხეკი, რომლებიც მჭიდროდ არის მიმაგრებული ცილინდრის შიდა კედელზე.

o წამყვანი ბლოკი: ძრავა ამოძრავებს ლილვს მაღალი სიჩქარით (როგორც წესი, 100-500 ბრ/წთ).

2. სამუშაო პროცესი

o გაფხეკის ეფექტი: გაფხეკები განუწყვეტლივ აფხეკენ მასალას შიდა კედლიდან, რაც ხელს უშლის დაბინძურებას ან კრისტალიზაციას და ამავდროულად აიძულებს სითბოს გადაცემის ზედაპირზე სასაზღვრო ფენის განახლებას, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის სითბოს გადაცემის კოეფიციენტს (ტრადიციული მილისებრი სითბოს გადამცვლელების 5-10-ჯერ მეტს).

o შერევის ფუნქცია: მბრუნავი საფხეკები მასალაზე ახდენს მოჭრისა და მორევის ეფექტს, რაც ხელს უწყობს ერთგვაროვან ტემპერატურასა და შემადგენლობას.

o ფაზის ცვლილების კონტროლი: გარსის ტემპერატურისა და საფხეკის სიჩქარის ზუსტი რეგულირებით, შესაძლებელია მასალის სწრაფი გაგრილების, კრისტალიზაციის ან ემულსიფიკაცია (მაგალითად, მარგარინში ცხიმის კრისტალიზაციის კონტროლი).

3. უპირატესობები და მახასიათებლები

o გამოდგება მაღალი სიბლანტის (10^5 cP-მდე), არანიუტონური სითხეებისთვის ან მყარი ნაწილაკების შემცველი მასალებისთვის.

o თავიდან აიცილებს ადგილობრივ გადახურებას ან ცივ წერტილებს, რაც უზრუნველყოფს პროდუქტის ერთგვაროვან ხარისხს.

o შეუძლია დამუშავება მგრძნობიარე მასალებით, რომლებიც მიდრეკილია კოქსის ან კრისტალიზაციისკენ.

II. გამოყენება მარგარინის წარმოებაში

1. ძირითადი როლი წარმოების პროცესში

მარგარინის წარმოება მოითხოვს ზეთებისა და წყლის ფაზების (რძე, მარილი, ემულგატორები და ა.შ.) ემულგაციას, რასაც მოჰყვება სწრაფი გაგრილება და კრისტალიზაცია. გახეხილი ზედაპირის თბოგამცვლელი არის ბირთვიანი მოწყობილობა, რომელიც ძირითადად გამოიყენება:

o ემულსიების გაგრილება და კრისტალიზაცია: შერეული ემულსიის სწრაფად გაგრილება (დაახლოებით 40-50°C) 10-20°C-მდე სტაბილური β' კრისტალური სტრუქტურის ფორმირების ინდუცირებისთვის (რაც გადამწყვეტია გლუვი ტექსტურისთვის).

o ბირთვის წარმოქმნის დამუშავება: საფხეკების მჭრელი ძალა შლის დიდ კრისტალებს, ქმნის წვრილ და ერთგვაროვან ცხიმოვან ბადეს, რაც ზრდის კრემის გაშლადობას.

სტერილიზაციის დამუშავება: ზოგიერთ პროცესში, მოკლევადიანი სტერილიზაციისთვის გამოიყენება მაღალი ტემპერატურის მქონე ქურთუკები (მაგ., 85°C 15 წამის განმავლობაში).

2. ინდუსტრიის ადაპტირება

o ტემპერატურის ზუსტი კონტროლი: ცხიმის კრისტალიზაცია ტემპერატურის მიმართ მგრძნობიარეა (მაგ., პალმის ზეთის ტემპერატურა 20-25°C-ზე უნდა იყოს კონტროლირებადი), ხოლო გახეხილ თბოგამცვლელს შეუძლია ტემპერატურის დიაპაზონის ზუსტად შენარჩუნება.

o ფაზური გამოყოფის პრევენცია: მაღალი ძვრის ძალა უზრუნველყოფს წყლის ფაზის ერთგვაროვან გაფანტვას, რაც თავიდან აიცილებს ზეთ-წყლის გამოყოფას.

o ცხიმიან მასალებთან მუშაობა: მარგარინი შეიცავს 70-80% ცხიმს, ხოლო საფხეკის დიზაინი გადალახავს ტრადიციული თბოგამცვლელების გაჭედვის პრობლემას.

3. აღჭურვილობის ტიპიური პარამეტრები

o სითბოს გადაცემის კოეფიციენტი: 500-1500 W/(m²·K) (მასალის სიბლანტის მიხედვით).

o გაგრილების სიჩქარე: 30°C/წუთამდე (კრიტიკულია ცხიმის კრისტალიზაციის კინეტიკისთვის).

o სიმძლავრე: სამრეწველო მასშტაბის აღჭურვილობას შეუძლია საათში 1-10 ტონის დამუშავება.

III. შედარება სხვა თბოგამცვლელებთან

მარგარინში გამოყენებადობა ★★★★★ ★★☆ ★☆☆

მახასიათებლები	გახეხილი ზედაპირის თბოგამცვლელი	გარსისა და მილის თბოგამცვლელი	ფირფიტისებრი თბოგამცვლელი
შესაბამისი სიბლანტე	მაღალი (≤10^5 cP)	ზომიერი-დაბალი (≤10^3 cP)	დაბალი (≤10^2 cP)
დაბინძურების რისკი	ძალიან დაბალი (თვითწმენდა გახეხვით)	მაღალი	ზომიერი
ჭრის ეფექტი	ძლიერი (კონტროლირებადი)	სუსტი	სუსტი

IV. ინდუსტრიის განვითარების ტენდენციები

• ენერგიის ოპტიმიზაცია: გამოიყენეთ ცვლადი სიხშირის ძრავები საფხეკის სიჩქარის დასარეგულირებლად, სხვადასხვა ფორმულის მოთხოვნების შესაბამისად (მაგ., უფრო მაღალი ძვრის შემცველობა უცხიმო კრემისთვის).

• ინტელექტუალური მართვა: ტემპერატურა-სიბლანტის სენსორების ინტეგრირება გაგრილების სიჩქარისა და ძვრის ძალის რეალურ დროში რეგულირებისთვის. • სანიტარული დიზაინი: EHEDG/3A სტანდარტებთან შესაბამისობაში მყოფი CIP (ადგილზე გასუფთავების) სისტემა ამცირებს შეფერხების დროს.

საფხეკი თბოგადამცვლელი, თავისი მაღალეფექტური თბოგადაცემისა და შერევის შესაძლებლობებით, მარგარინის ინდუსტრიაში შეუცვლელ ძირითად აღჭურვილობად იქცა. განსაკუთრებით დაბალი ტრანსცხიმების და მაღალი ფუნქციონალურობის მქონე პროდუქტების წარმოების ტენდენციის გათვალისწინებით, მისი ზუსტი დამუშავების უპირატესობები კიდევ უფრო ხაზგასმული იქნება.