Теплообменники для пастеризации
Рассчитаем и подберём теплообменник под вашу задачу
- Лист расчёта с площадью, числом пластин и запасом
- Подбор по нашим рамам — то, что реально поставим
- Цена в тенге, срок и условия доставки по РК
Пастеризационные теплообменники представляют собой разборные пластинчатые устройства. В них молоко, сливки, сок, пиво, квас, сироп либо иная жидкая среда сначала нагревается до температуры выдержки, а потом охлаждается перед розливом или подачей в танк. Отопительные аналоги отличаются исполнением продуктовой стороны: гладкие каналы без застойных участков, уплотнения с пищевым допуском, мойка без разборки и предсказуемая температура на выходе. Здесь представлены рамы различных типоразмеров — от малогабаритных для небольшого цеха до крупных многоходовых систем и испарительных секций охлаждения в линии.
Подбор теплообменника для пастеризации
Пластинчатое оборудование нельзя выбрать только «по названию модели» — у него нет единственной паспортной мощности. Площадь поверхности, гидравлическое сопротивление и стоимость определяются количеством установленных пластин. По этой причине расчёт стартует не с позиции в каталоге, а с исходных параметров по обеим сторонам устройства.
Для расчёта аппарата под конкретную линию инженеру потребуются такие данные:
- Тепловая нагрузка — выражается в кВт либо Гкал/ч. При отсутствии нагрузки её определяют исходя из производительности линии по продукту и перепада температур на продуктовой стороне.
- Расходы в обоих контурах — м³/ч раздельно для продукта и для греющей или охлаждающей среды. Данных только по одной стороне недостаточно: без второй не вычислить перепад температур на греющем контуре и скорость потоков в каналах.
- График температур на входе и выходе для обеих сторон — четыре значения: продукт поступает холодным и должен покинуть аппарат с температурой выдержки, греющая вода входит с одной температурой, а выходит с другой. По разнице графиков рассчитывается средний температурный напор, от которого зависит необходимая площадь.
- Давление рабочее и расчётное — в барах для каждого контура, а также давление опрессовки. Эти параметры определяют толщину пластины, вид рамы и количество стяжных шпилек.
- Среды с обеих сторон — тип продукта (молоко, обрат, сливки, сок с мякотью, пивное сусло, сироп), источник нагрева (пар, перегретая вода) и способ охлаждения (артезианская или ледяная вода, пропиленгликоль, хладагент).
- Предел потери давления — какую величину в барах способен обеспечить насос на аппарате. Нередко именно этот лимит, а не площадь, задаёт окончательный типоразмер.
- Требования по пищевому исполнению — требуется ли полировка пластин, какие документы запрашивает служба качества, заложена ли мойка без разборки и с использованием каких растворов.
Почему без этих сведений расчёт невозможен: площадь поверхности определяется нагрузкой, среднелогарифмическим температурным напором и коэффициентом теплопередачи. Сам коэффициент зависит от скорости сред в каналах, то есть от расходов, вязкости и типа гофрирования пластины. Если убрать любую величину, уравнение теряет однозначность: при одной и той же нагрузке можно собрать как короткий аппарат с высоким сопротивлением, так и длинный с низким, а стоимость будет различаться кратно.
Для пастеризации отдельно принимают во внимание три момента. Режим термообработки: продолжительный при сравнительно невысокой температуре и длительной выдержке или кратковременный при более высокой температуре и выдержке в секундах — от этого зависят и график, и устройство секции выдержки. Рекуперация: когда продукт после выдержки отдаёт тепло входящему холодному потоку, аппарат разделяют на секции, и рекуперативная обычно становится самой большой по площади. Запас на загрязнение: продуктовая сторона покрывается пригаром быстрее водяного контура, поэтому в расчёт вводят коэффициент загрязнения, иначе аппарат потеряет температуру уже через несколько смен.
Модели и диапазоны цен
Далее перечислены позиции, реально присутствующие в разделе, с разбивкой по типоразмеру и стоимости. Мы сознательно не указываем киловатты рядом с моделью: мощность определяется не названием рамы, а количеством набранных пластин, типом гофрирования и температурным графиком. Логика подбора обратная — сначала расчётом находят нужную площадь и допустимую потерю давления, затем выбирают раму подходящего типоразмера, и лишь после этого определяется цена. Столбец «Ориентир цены» — начальная стоимость позиции, от которой ведётся расчёт конкретной сборки.
| Модель | Ориентир цены | Когда берут |
|---|---|---|
| Компактные рамы — 32 500–48 800 ₸ | ||
| APV A055 | 295 800 ₸ | Небольшие объёмы: малый цех, пилотная установка, фермерская линия |
| Этра ЭТ 062 | 296 700 ₸ | Малогабаритный контур нагрева или доохлаждения при ограниченном пространстве |
| Ридан НН 7А Ду 50 | 349 900 ₸ | Невысокая нагрузка с присоединением Ду 50, вспомогательные и обвязочные линии |
| ЭТРА ЭТ 160 | 382 200 ₸ | Небольшое производство, где требуется запас площади по сравнению с самыми компактными рамами |
| Машимпэкс (GEA) NT 100M | 397 700 ₸ | Вспомогательный контур: горячая вода для мойки и подготовки |
| Funke FP 05 | 432 200 ₸ | Малогабаритная секция охлаждения либо нагрева в короткой линии |
| HISAKA SX-70 | 442 300 ₸ | Небольшой и средний расход при строгом ограничении потери давления на аппарате |
| Funke FP 205 | 444 100 ₸ | Малая линия, где важны ремонтопригодность и оперативная замена пластин |
| Средний типоразмер — 52 100–130 700 ₸ | ||
| Tranter GD-016 P | 474 100 ₸ | Производство среднего размера, продукт средней вязкости, умеренная потеря давления |
| Tranter GD-026 P | 508 700 ₸ | Та же задача, но с увеличенным числом пластин и запасом на загрязнение |
| Функе FP 150 | 537 800 ₸ | Универсальное решение, когда требуется увеличить площадь без перехода в другой класс рамы |
| HISAKA SX-45 | 1 001 900 ₸ | Многосекционные схемы: рекуперация и нагрев в единой раме |
| APV J060 | 1 071 100 ₸ | Модернизация существующей линии, когда старая рама исчерпала резерв по пластинам |
| Sondex S41AE | 1 125 700 ₸ | Стабильная работа при плотном температурном графике и небольшом напоре |
| Sondex S43 | 1 170 300 ₸ | Средняя нагрузка с заметным запасом площади на сезонные максимумы |
| APV H17X | 1 189 400 ₸ | Задачи, где требуется широкий проход по продукту при ограниченной длине рамы |
| Укрупнённые аппараты — 130 700–274 450 ₸ | ||
| Этра 062 | 914 900 ₸ | Расширенный набор пластин на раме среднего класса, эксплуатация в две смены |
| Secespol FA-004 | 914 900 ₸ | Стабильная нагрузка производственного участка, требование по ремонтопригодности |
| Secespol FA-008 | 965 300 ₸ | То же, но с увеличенной поверхностью — под рост производительности линии |
| Kelvion VT40 | 1 085 000 ₸ | Средняя и повышенная нагрузка, важны доступность пластин и уплотнений |
| Kelvion VT80 | 1 643 500 ₸ | Крупный участок либо сведение нескольких потоков в один аппарат |
| Ридан НН 55Е | 1 951 500 ₸ | Высокая нагрузка при умеренном перепаде температур, длинная рама с запасом |
| Sondex S430 | 1 516 200 ₸ | Большой расход, широкие каналы, работа с продуктом, содержащим включения |
| Alfa Laval Front 6 (теплообменник пищевого назначения) | 1 921 200 ₸ | Продуктовый контур, для которого заранее указано пищевое исполнение аппарата |
| Крупные и специальные — 309 690–1 273 200 ₸ | ||
| Thermowave thermolinePure TL-200 | 2 167 800 ₸ | Главный продуктовый аппарат линии с несколькими секциями в единой раме |
| Alfa Laval Front 8 (теплообменник пищевого назначения) | 2 341 500 ₸ | Высокопроизводительная линия с пищевым исполнением продуктовой стороны |
| Alfa Laval Front 8 WideStream (теплообменник пищевого назначения) | 2 761 200 ₸ | Продукты с мякотью и волокнами: широкий канал уменьшает риск засорения |
| Thermowave thermolinePure TL-250 | 3 636 800 ₸ | Большая нагрузка с развитой рекуперацией и строгим допуском по температуре на выходе |
| Kelvion NF350 | 3 652 700 ₸ | Крупный типоразмер; исполнение пластин и уплотнений для продукта согласуется отдельно |
| Машимпэкс (GEA) CT 187 | 3 652 700 ₸ | Секция испарителя холодильного контура: охлаждение продукта после выдержки |
| Ридан НН 81 Ду 300 | 5 564 200 ₸ | Предельные расходы при присоединении Ду 300, магистральные потоки цеха |
| Машимпэкс (GEA) CT 193 | 11 586 100 ₸ | Большая испарительная нагрузка для холодоснабжения всей линии |
Стоимость в таблице указана ориентировочно и предназначена для сопоставления позиций. Итоговая цена зависит от количества пластин, марки стали, материала уплотнений, исполнения рамы и присоединений, теплоизоляции и опорной конструкции: разница между «пустой» рамой и полностью укомплектованным аппаратом может быть двукратной. Точную цену инженер рассчитывает под конкретную задачу — после получения нагрузки, расходов, температур, давления и сред.
Материалы и исполнения
При подборе материала смотрят на два фактора: с какой средой контактирует пластина и какая температура поддерживается в секции. Различное исполнение продуктовой стороны и стороны теплоносителя бывает лишь в специальных конструкциях, поэтому пакет обычно берут по наиболее жёсткому условию. Уплотнение — вторая по расходности позиция после пластин, и нередко именно от него зависит максимальная температура аппарата.
| Материал | Где применяют | На что обратить внимание |
|---|---|---|
| Пластины AISI 304 | Контуры воды и греющего теплоносителя, дополнительные секции, водоподготовка для мойки | Самый доступный по стоимости вариант; менее стоек к хлоридам — на продуктовой стороне и при минерализованной воде используется с ограничениями |
| Пластины AISI 316 | Контур продукта в пастеризации: молочные продукты, соки, напитки, среды с кислотностью | Приоритетный вариант для пищевой стороны: лучше противостоит хлоридам и моющим растворам, а более высокая цена компенсируется сроком службы пакета |
| Пластины из титана | Среды с агрессивным воздействием и рассолы, вода с высокой минерализацией, продукты с повышенной кислотностью | Стоит дороже стали, однако устраняет риск локальной коррозии там, где AISI 316 находится на границе возможностей |
| Уплотнения EPDM | Вода, растворы на водной основе, типовые продуктовые контуры с умеренной температурой | Подходит для большинства пищевых линий; нельзя применять с минеральными маслами и нефтепродуктами |
| Уплотнения EPDM-HT | Секции, работающие при высокой температуре: нагрев паром, высокотемпературные процессы, горячая мойка | Более широкий температурный диапазон, чем у стандартного EPDM; выбирают, если температурный график в секции нагрева подходит к пределу |
| Уплотнения NBR | Масла, нефтепродукты, контуры холода и вспомогательные среды минерального происхождения | В продуктовом контуре пастеризации не используется; NBR и EPDM нельзя путать — уплотнение набухает и даёт течь |
| Уплотнения FKM (Viton) | Среды с химической агрессией, высокие температуры, некоторые технологические растворы | Наиболее дорогой среди распространённых материалов; применяют адресно, если EPDM не подходит по среде либо температуре |
| Полировка и исполнение для гигиенических требований | Сторона продукта: молоко, сливки, соки, напитки | Ровная поверхность без застойных участков уменьшает прилипание белка и упрощает мойку; исполнение согласуется для каждой позиции отдельно |
На практике действуют так: вначале выбирают уплотнение по среде и максимальной температуре секции, далее — марку стали пластин с учётом коррозионной нагрузки, и лишь после этого рассчитывают площадь. Если пойти в обратном порядке, подобранный аппарат придётся переделывать под другой материал — это иные стоимость и сроки. Для линий с безразборной мойкой дополнительно сверяют, совместимо ли уплотнение с концентрацией и температурой растворов: щелочная и кислотная стадии часто оказываются жёстче рабочего режима.
Типичные ошибки подбора
- Выбор только по значению нагрузки, без температурных графиков. Запрос «нужен аппарат на такую-то мощность» не имеет однозначного ответа: при одной нагрузке, но разном напоре площадь аппаратов может различаться в несколько раз. В результате либо приобретается избыточная поверхность, либо оборудование не достигает нужной температуры: четыре температуры вход/выход нужны так же обязательно, как и сама нагрузка.
- Отсутствие запаса на загрязнение со стороны продукта. Если считать «по идеалу» на чистых пластинах, в первый день результат будет отличным, а через две недели появится проблема. На молочных и сахаросодержащих средах отложения нарастают быстро, и без коэффициента загрязнения аппарат перестаёт выдерживать температуру на выходе. Резерв площади и схема мойки входят в расчёт, а не являются дополнительной опцией.
- Пренебрежение ограничением по потере давления. Повысить теплосъём можно за счёт ускорения среды в каналах, однако насос линии ограничен по возможностям. Если аппарат рассчитан без учёта гидравлики, расход окажется недостаточным, и линия не достигнет нужной производительности. Допустимый перепад давления задают заранее, одновременно с расходами.
- Неправильный материал уплотнений для среды и мойки. Чаще всего течи в первые месяцы возникают из-за уплотнения, выбранного по рабочей температуре, но не проверенного на режим мойки или состав среды. Особенно рискованна подмена при плановой замене комплекта: с виду уплотнения одинаковы, но ведут себя в среде по-разному. Материал указывают в спецификации и проверяют при каждой закупке.
- Замена оборудования «по названию», без проверки габаритов. Одинаковое обозначение модели ещё не значит, что новая рама подойдёт к существующим опорам и патрубкам. Перед заменой проверяют длину рамы, межосевые расстояния, диаметры и тип присоединений, а также сторону подвода сред. В противном случае к стоимости аппарата добавятся переделка обвязки и остановка линии.
Частые вопросы
Почему в карточках не указана мощность в кВт?
У разборного аппарата мощность определяется не моделью, а конкретной сборкой: на одну и ту же раму можно установить разное количество пластин, и при разных температурных графиках теплосъём отличается в разы. Указывать кВт рядом с названием было бы некорректно, поэтому мощность отражают в расчётном листе для данной сборки.
Что нужно предоставить для расчёта и стоимости?
Тепловую нагрузку в кВт либо Гкал/ч, расходы по двум контурам в м³/ч, четыре температуры — вход и выход со стороны продукта и со стороны греющей или охлаждающей среды, рабочее давление и наименования сред. Дополнительно стоит указать ограничение по потере давления и требования службы качества к исполнению. При замене работающего аппарата приложите его обозначение и габариты обвязки.
В чём отличие пастеризационного аппарата от обычного пластинчатого?
Принцип теплопередачи остаётся тем же, а отличия касаются продуктовой стороны: гладкая проточная часть, отсутствие застойных зон, уплотнения с пищевым допуском, устойчивость к безразборной мойке. Кроме того, схема, как правило, многосекционная — рекуперация, нагрев, выдержка, охлаждение.
Возможно ли объединить нагрев, рекуперацию и охлаждение в одном аппарате?
Да, многосекционная компоновка на общей раме — рабочее решение: секции отделяются промежуточными плитами, а продукт проходит через них поочерёдно. Такая схема экономит место и энергию благодаря рекуперации, но усложняет расчёт и обвязку. В отдельных случаях два самостоятельных аппарата обходятся дешевле и проще в обслуживании — выбор делают по графикам.
С какой периодичностью требуется мойка и что она обеспечивает?
Частота мойки определяется продуктом и режимом: чем выше температура и больше белка или сахара, тем быстрее образуются отложения. Безразборная мойка восстанавливает коэффициент теплопередачи до расчётного, и аппарат вновь выдерживает температуру на выходе без увеличения расхода греющей среды. Если мойка перестала помогать, пора разбирать аппарат и проводить ревизию пакета.
Что предпринять, если аппарат больше не выходит на температуру?
Вначале контролируют расходы и температуры на входах: нередко причина не в аппарате, а в снизившемся расходе греющей среды или изменённом графике. Далее по увеличению перепада давления оценивают загрязнение и выполняют мойку. Если после мойки параметры не восстановились, пакет разбирают: возможны деформация пластин, износ уплотнений, перетечки между контурами.
Возможно ли подобрать замену позиции, которая снята с поставки?
Как правило, да: подбор выполняют по расчётным параметрам и геометрии присоединений, а не по одинаковому обозначению. Потребуются нагрузка и графики, а также габариты существующей рамы — длина, межосевые расстояния, диаметры и тип патрубков. На их основе инженер предложит позицию с близкой площадью и подходящей гидравликой.
