Los intercambiadores de calor funcionan mediante "intercambio de calor" o "intercambio de energía" utilizando una serie de "placas" o "tubos" (según el tipo de intercambiador) para calentar o enfriar un líquido. El líquido está separado por placas (en un intercambiador de calor de placas) o tubos (en un intercambiador de calor de tubos); en una fábrica de cerveza, los tubos transportan por un lado el producto de la cerveza o la sidra (como el mosto) y por otro el agua o el refrigerante.
Los intercambiadores de calor de placas se utilizan en la industria cervecera para la transferencia de calor entre dos fluidos. Un intercambiador de calor es la mejor forma de calentar o enfriar cualquier líquido a una temperatura precisa. A medida que probemos el papel de los intercambiadores de calor en las fábricas de cerveza, verá que pronto se convertirán en una parte integral de cualquier operación cervecera. Este artículo tratará sobre el principio de funcionamiento de un intercambiador de calor de placas utilizado en los equipos de fabricación de cerveza.
¿Qué es un intercambiador de placas?
Los intercambiadores de calor de placas se utilizan para transferir energía térmica de un fluido a otro. Estos fluidos nunca se encuentran porque están separados por el intercambiador de calor. Un intercambiador de calor de placas consta de muchas placas paralelas apiladas una encima de otra, creando canales por los que puede fluir el fluido. El espacio entre las dos placas opuestas proporciona canales por los que puede fluir el fluido.
¿Cómo se construye un intercambiador de placas?
Un intercambiador de calor está formado por una serie de placas paralelas colocadas una encima de otra, formando una serie de canales por los que circula el fluido. Los espacios entre dos placas adyacentes forman canales para el flujo del fluido.
Los orificios de entrada y salida situados en las esquinas de las placas permiten el paso de fluidos calientes y fríos a través de canales alternos en el intercambiador de calor, de modo que las placas están siempre en contacto con fluido caliente por un lado y con fluido frío por el otro.
El tamaño de las placas varía desde unos pocos centímetros cuadrados hasta el flujo. El número de placas de un mismo intercambiador de calor varía de diez a varios cientos, con lo que se consigue una superficie de intercambio de miles de metros cuadrados.
¿Cuál es el principio de funcionamiento de un intercambiador de placas?
El principio de funcionamiento de un intercambiador de calor de placas se basa en el flujo a contracorriente de dos fluidos. En la industria cervecera, un líquido suele ser el mosto, que es el líquido extraído del proceso de trituración, y el otro líquido suele ser agua fría o glicol. Durante la elaboración de la cerveza, el mosto se enfría a la temperatura deseada con agua fría o glicol.
Durante la elaboración de la cerveza, el mosto se enfría a la temperatura deseada con agua fría o glicol. El intercambiador de calor de placas consta de dos canales principales, uno para el mosto y otro para el líquido refrigerante. Los dos canales están separados por una fina placa metálica, diseñada para maximizar la capacidad de transferencia de calor entre los dos fluidos.
El mosto fluye por los canales de un lado de la placa, mientras que el fluido refrigerante fluye por los canales del otro lado de la placa. Los dos fluidos fluyen en direcciones opuestas: el mosto fluye de la entrada a la salida del intercambiador de calor de placas y el fluido refrigerante fluye de la salida a la entrada. Como los dos fluidos fluyen en direcciones opuestas, el calor se transfiere entre ellos a través de las finas placas metálicas. El mosto cede calor al líquido refrigerante, que lo absorbe y lo transporta.
En un intercambiador de placas, el flujo es diagonal. Mientras que el líquido caliente entra por arriba y sale por abajo, el líquido frío entra por abajo y sale por arriba. Así, la eficiencia alcanza el nivel más alto.
Diferentes tipos de intercambiadores de calor de placas
- Intercambiadores de calor de placas soldadas: Para Refrigeración y Aplicaciones Industriales
- Intercambiadores de calor de placas con juntas: Adecuados para muchas industrias como HVAC, alimentaria, cervecera y farmacéutica.
- Intercambiadores de calor de placas soldadas: utilizados en las industrias petrolera, gasística y química.
- Intercambiador de calor de placas semisoldadas: Combina el uso de placas soldadas y con juntas. El intercambiador de calor consta de dos conjuntos de placas soldadas entre sí.
Ventajas de los intercambiadores de calor de placas
- Eficacia: Los intercambiadores de calor de placas transfieren calor entre dos fluidos, lo que los hace ideales para la industria cervecera, donde el control preciso de la temperatura es fundamental.
- Tamaño compacto: El intercambiador de calor de placas es compacto y fácil de instalar y utilizar en equipos de elaboración de cerveza.
- Facilidad de limpieza: El diseño del intercambiador de calor de placas permite una fácil limpieza, lo cual es importante en la industria cervecera, ya que la limpieza es fundamental para mantener la calidad del producto.
- Rentables: El funcionamiento de los intercambiadores de calor de placas es rentable, lo que los convierte en una opción popular para las cervecerías pequeñas y medianas.
El intercambiador de calor más adecuado para cervecerías
¿Qué intercambiador de calor es mejor? Depende de varios factores.
Pueden ser adecuados varios tipos de intercambiadores de calor, pero los más adecuados para las fábricas de cerveza son los intercambiadores de calor de placas o los intercambiadores de calor de tubos.
Una de las consideraciones para utilizar intercambiadores de calor en las fábricas de cerveza es que las bebidas suelen contener muchos sedimentos. Con elementos como la levadura, el mosto, los granos de cebada y otros sedimentos, es probable que los intercambiadores de calor desarrollen depósitos que obstruirán el intercambiador de calor.
Intercambiador de placas
Los intercambiadores de calor de placas son adecuados para las fábricas de cerveza. Los cerveceros pueden tomar medidas para reducir la sedimentación, como agitar la mezcla y dejar que todo se asiente antes de procesarla, o tener cuidado de no golpear ningún ingrediente antes de bombear. Las reparaciones de los intercambiadores de calor de placas también son más sencillas, ya que pueden desmontarse sin ocupar mucho espacio, mientras que los intercambiadores de carcasa y tubos necesitan más espacio para repararse.
Intercambiador de calor de tubos
Muchos cerveceros prefieren los intercambiadores de calor de tubos, que son menos propensos a obstruirse con sedimentos. De hecho, los intercambiadores de calor de tubos están diseñados para manejar líquidos que contienen muchos sedimentos (como la cerveza), por lo que hay poco riesgo de que se obstruya un intercambiador de calor de carcasa y tubos. También son fáciles de limpiar in situ, ya que puede retirar las tapas de las válvulas de ambos extremos, cepillar los tubos y pulverizarlos antes de volver a montar el intercambiador de calor. Para muchos, ésta puede ser su primera opción. No hay riesgo de que el intercambiador de calor de carcasa y tubos se obstruya.
Material
Otra cuestión a tener en cuenta es qué material se adapta mejor a sus necesidades: ¿placa de titanio o acero inoxidable? El ingeniero que seleccione con usted el intercambiador de calor podrá decirle qué se adapta mejor a sus necesidades.