Les échangeurs de chaleur ajoutent du piquant aux opérations de traitement

Sep 26, 2023

Les tubes ondulés peuvent aider à prévenir l’encrassement des échangeurs de chaleur.(Photo gracieuseté de : Échangeurs de chaleur HRS)

Les échangeurs de chaleur deviennent un élément de plus en plus puissant dans la volonté des transformateurs laitiers d'améliorer leur efficacité opérationnelle.

En sélectionnant les échangeurs optimaux pour leurs gammes de produits et configurations technologiques spécifiques, les opérateurs sont en mesure d'augmenter la production et les économies d'énergie tout en améliorant l'assainissement. Cependant, le large éventail d’options d’équipement aux attributs divers peut rendre la sélection de l’équipement délicate.

Les transformateurs utilisent des échangeurs pour transférer la chaleur entre deux fluides ou plus pendant les processus de refroidissement et de chauffage sans mélanger les fluides ensemble, et les appareils prennent en charge un large éventail de fonctions laitières, notamment la pasteurisation, la stérilisation, la séparation, l'emballage, la formulation, le traitement thermique et le refroidissement. .

« Partout où la chaleur doit être transférée vers ou depuis un fluide, vous trouverez probablement un échangeur de chaleur », déclare Kevin Anyanwu, responsable des propositions et de l'exécution des commandes chez SPX Flow Inc., un fabricant d'échangeurs de chaleur basé à Charlotte, en Caroline du Nord.

Les échangeurs prennent également en charge la récupération de la chaleur perdue dans laquelle les processeurs collectent la chaleur qui aurait autrement été dissipée dans l'air à l'intérieur ou à l'extérieur d'une installation et l'utilisent dans d'autres zones de l'usine nécessitant une génération de chaleur, explique Tim Tolley, directeur de Fond du Lac, dans le Wisconsin. Excel Ingénierie Inc.

Les transformateurs, par exemple, peuvent utiliser des échangeurs à calandre et à tubes pour récupérer la chaleur de la vapeur de traitement, des processus de distillation ou des systèmes de réfrigération et de climatisation. D'autres sources de récupération de chaleur comprennent les liquides de refroidissement des moteurs et les flux d'échappement des fours, des séchoirs et des cheminées d'échappement, explique Tolley.

En outre, les échanges peuvent prendre en charge les applications de nettoyage sur place (CIP) qui utilisent de la vapeur ou de l'eau chaude comme moyen de chauffage pour éliminer les résidus de produits et les micro-organismes de l'intérieur des réservoirs, des tuyaux, des cuves et des équipements de traitement sans nécessiter de démontage, déclare-t-il.

« Le traitement thermique va de pair avec la transformation des produits laitiers pour le contrôle de la qualité et l'optimisation des produits », note Tolley.

Les options d'échangeur de chaleur comprennent des échangeurs à plaques constitués de plusieurs couches de plaques plates empilées pour créer une série de canaux à travers lesquels les liquides peuvent circuler ; échangeurs à calandre et à tubes dans lesquels les calandres contiennent un faisceau de tubes avec un fluide traversant et sur les tubes pour transférer la chaleur entre les liquides ; et des échangeurs à surface raclée conçus pour maintenir un transfert de chaleur élevé tout en gardant la surface de transfert de chaleur constamment propre lors de la manipulation de fluides à haute viscosité et de substances encrassantes.

Lorsqu'ils envisagent l'option d'un système de chauffage pour leur usine, les transformateurs laitiers doivent évaluer l'impact d'une technologie sur la nettoyabilité, l'efficacité thermique, les durées d'exécution et la facilité de maintenance, explique Anyanwu.

« Les conséquences du choix d'une mauvaise solution de transfert de chaleur vont d'une efficacité réduite du processus et d'une sécurité compromise au non-respect des réglementations », déclare-t-il.

Il est également essentiel d'analyser les fluides de chauffage ou de refroidissement, la sensibilité à la chaleur et les propriétés rhéologiques d'un appareil avant de l'acheter, explique Tolley. Les types d'aliments produits – yaourt ou fromage – aideront à déterminer les modèles optimaux à utiliser dans les installations laitières, ajoute Melissa Fryer, directrice des ventes sur le terrain pour Alfa Laval Inc., un fournisseur de technologie basé à Richmond, en Virginie. Elle recommande aux transformateurs de comparer les avantages et les inconvénients d'équipements spécifiques lorsqu'ils prennent des décisions.

Bien qu'un échangeur de chaleur à plaques, par exemple, fournisse la forme de transfert de chaleur la plus efficace, le petit écart entre les plaques et la pression nominale des plaques limite la quantité et la taille des particules du produit ainsi que le degré de viscosité qu'il peut supporter, note Fryer. Les échangeurs de chaleur à surface mis au rebut, quant à eux, peuvent mieux prendre en charge les produits à viscosité plus élevée et à grosses particules, mais ces équipements sont généralement plus chers, déclare Jeff Wojtkowski, directeur du développement commercial d'Alfa Laval.