Metodo di pulizia delle piastre dello scambiatore di calore

Gli scambiatori di calore sono utilizzati per ottimizzare il trasferimento di calore da un gas o un liquido a un altro durante la lavorazione e la pulizia in loco (CIP). Le incrostazioni o l'invecchiamento possono causare un degrado delle prestazioni dello scambiatore di calore e costi operativi ed energetici aggiuntivi per compensare la differenza di temperatura. Pertanto, la pulizia e la manutenzione dello scambiatore di calore sono molto importanti per mantenere efficiente l'impianto di produzione della birra. Una manutenzione regolare mantiene l'attrezzatura in ordine e aiuta a prevenire gli interventi di emergenza. Inoltre, il costo della pulizia e della manutenzione di uno scambiatore di calore è ridotto rispetto al costo dei tempi di inattività non pianificati necessari per lo scambiatore di calore.

I depositi di prodotti o di sostanze chimiche sulle superfici di trasferimento del calore possono compromettere la capacità di trasferimento del calore dello scambiatore e devono essere puliti regolarmente per mantenere un funzionamento ad alte prestazioni ed evitare interruzioni del processo. Lo sporcamento dello scambiatore di calore e l'accumulo di depositi indesiderati sulle superfici di trasferimento del calore possono comportare una serie di costi:

• Perdita di produzione dovuta a fermi di produzione
• Costi di manutenzione per la rimozione di sporco o depositi pesanti
• Sostituire le apparecchiature intasate

Pertanto, la pulizia e la manutenzione regolari degli scambiatori di calore a piastre diventano fondamentali.

Come faccio a sapere quando devo pulire il mio scambiatore di calore a piastre?

La frequenza di pulizia dello scambiatore di calore a piastre non deve essere necessariamente basata su un programma prestabilito. Quando lo scambiatore di calore non raggiunge la temperatura corretta del prodotto per il riscaldamento o il raffreddamento, è possibile capire quando è il momento di pulire lo scambiatore di calore, poiché la temperatura errata è causata da incrostazioni sulla superficie delle piastre che riducono il trasferimento di temperatura.

Inoltre, è possibile che si verifichi una caduta di pressione superiore a quella specificata perché lo sporco restringe il canale e aumenta la velocità del fluido. Una buona regola è quella di pulire quando la caduta di pressione su entrambi i lati è 50% superiore alla caduta di pressione di progetto. Se non si conosce la perdita di carico di progetto, è necessario misurarla subito dopo la pulizia e utilizzare questi valori per determinare la pulizia successiva.

Modi per pulire uno scambiatore di calore a piastre

Rispetto agli scambiatori di calore a fascio tubiero, gli scambiatori di calore a piastre sono cresciuti di popolarità negli ultimi decenni. In generale, gli scambiatori di calore a piastre hanno una maggiore efficienza di scambio termico e occupano meno spazio. Questi fattori hanno contribuito ad accendere l'interesse dei birrifici per gli scambiatori di calore a piastre come alternativa agli scambiatori di calore a fascio tubiero. Esistono due modi per pulire uno scambiatore di calore a piastre: la pulizia in loco (effettuata facendo circolare sostanze chimiche attraverso i canali dello scambiatore di calore a piastre) o la pulizia manuale (rimuovendo le piastre dal telaio e pulendole singolarmente con una pistola ad acqua pressurizzata).

Metodo di pulizia CIP

Questo metodo consente di far circolare una soluzione chimica attraverso lo scambiatore di calore per sciogliere e rimuovere le incrostazioni dalla superficie della piastra. Questo metodo elimina la necessità di separare lo scambiatore di calore, semplifica il processo di pulizia e riduce la manodopera. La pulizia chimica è ideale perché le piastre ondulate puliscono i liquidi turbolenti e aiutano a sciogliere le incrostazioni.

Il metodo di pulizia CIP è una combinazione di tempo, temperatura e concentrazione. I sistemi CIP consentono la pulizia chimica e meccanica degli scambiatori di calore. Se l'attrezzatura del birrificio non consente il CIP, l'operatore deve eseguire la pulizia manuale.

La pulizia CIP degli scambiatori di calore comprende in genere i seguenti obiettivi:

• Pulire i depositi di calcare.
• Passivare la superficie per ridurre la suscettibilità alla corrosione.
• Neutralizzare i prodotti chimici per la pulizia prima di svuotarli.

Vantaggi della pulizia chimica con CIP:

• Processo di pulizia più rapido.
• Bassa intensità di lavoro.
• I componenti che non possono essere puliti con la pulizia meccanica possono essere puliti.

In genere gli operatori seguono queste quattro fasi nel processo di pulizia chimica del CIP:

• Pulizia alcalina: Rimuove gli accumuli di materia organica.
• Risciacquo: Di solito viene effettuato con un risciacquo ad acqua ad alto flusso per rimuovere i detriti sciolti e i residui della fase alcalina.
• Decapaggio: Aiuta a sciogliere e ammorbidire i materiali sporchi a un livello più profondo.
• Risciacquo finale: infine, sciacquare lo scambiatore di calore a piastre con acqua pulita.

Pulizia manuale

Per la pulizia dello scambiatore di calore a piastre è necessaria una pulizia manuale se lo scambiatore di calore non supporta la pulizia CIP.

1. Smontaggio

Il primo passo per la manutenzione dello scambiatore di calore è lo smontaggio dello scambiatore di calore a piastre, che richiede che i meccanici professionisti chiudano tutti i fluidi che entrano ed escono dallo scambiatore di calore (è necessario assicurarsi che vengano seguite le procedure di blocco).
Per poter rimuovere il fluido dallo scambiatore di calore, è necessario rilasciare tutta la pressione aprendo la valvola. Si desidera terminare il raffreddamento prima che lo scambiatore di calore si apra:

1. Allentare l'acido sullo scambiatore di calore, circa 1/4 di piede alla volta, prima di spostare il bullone successivo. Per garantire un allentamento efficace del bullone, non allentarlo troppo per non danneggiare la testa del bullone.
2. Dopo aver rimosso i bulloni, far scorrere all'indietro ogni testa rimovibile per esporre il pacco piastra calda.
3. Per facilitare la reinstallazione, tutte le schede devono essere numerate in ordine inverso e il numero deve essere riportato sulla parte superiore di ciascuna scheda.

2. Pulire la piastra dello scambiatore di calore

La pulizia è inclusa nel piano di manutenzione di ogni buon scambiatore di calore a piastre. Seguire i passaggi indicati di seguito per assicurarsi di non tralasciare alcun passaggio:

1. Per prima cosa, rimuovere la guarnizione. La guarnizione può essere riutilizzata o meno in base alle sue condizioni attuali. Per verificare se la guarnizione è ancora in condizioni perfette, basta pizzicarla per conoscerne lo stato. Se è necessario riutilizzare la guarnizione, lavarla con acqua e sapone e appenderla in un luogo pulito e asciutto.
2. Se sulla scheda sono presenti detriti sciolti, è necessario pulirla con acqua e sapone e una spazzola morbida o un'idropulitrice, non con una smerigliatrice o una spazzola dura.
3. Pulire la piastra fino a rimuovere tutti i detriti.
4. La scanalatura della guarnizione deve essere molto accurata e, in casi molto gravi, è necessario utilizzare acidi caldi e caustici per rompere gli adesivi e gli accumuli più ostinati.

3. Prova della piastra di scambio termico

Durante questa ispezione, è fondamentale verificare e ispezionare i pannelli alla ricerca di crepe e fori di spillo in tutta la struttura.

• Ispezionare visivamente lo scambiatore di calore per individuare eventuali difetti, prestando particolare attenzione ai punti in cui le piastre si toccano. Per agevolare l'ispezione visiva è possibile utilizzare delle luci.
• È inoltre consigliabile eseguire un test di colorazione per individuare eventuali fori di spillo non rilevati dall'ispezione visiva. Se più di 10% del set di lastre presenta difetti, le lastre devono essere sostituite. Se le lastre superano il test di colorazione, possono essere pulite e rimesse in servizio.

4. Ispezione e rimontaggio

Prima di ispezionare e preparare le piastre dello scambiatore di calore, il telaio delle piastre deve essere pulito e preparato prima del rimontaggio:

1. Iniziare a ispezionare l'area dell'ugello, prestando particolare attenzione alle aree di saldatura dove possono verificarsi corrosione e difetti.
2. Controllare la rettilineità della testa fissa e della testa mobile con un righello. Per i telai in acciaio al carbonio verniciati e verniciati a polvere, è necessario ispezionare il rivestimento per determinare se è in condizioni soddisfacenti.
3. Controllare i punti di collegamento delle guide superiori e inferiori.
4. La lucidatura può interferire con gravi difetti della lastra.

Una volta completate le operazioni di cui sopra, iniziare a reinstallare le piastre, installarle direttamente nel telaio e verificare che le guarnizioni siano correttamente inserite. Infine, installare l'anello del porto nel telaio.

5. Verificare

Una volta assemblato lo scambiatore di calore, è importante eseguire un test idrostatico e verificare che non vi siano perdite.

1. Riempire l'acqua attraverso il sistema o un'altra fonte d'acqua come uno scambiatore di calore.
2. Lasciare scorrere l'acqua per un po', in modo da eliminare l'aria in eccesso.
3. Restringere lentamente l'uscita per aumentare la pressione, ma non superare la pressione di progetto.
4. Asciugare all'aria l'esterno dello scambiatore di calore per rimuovere eventuali residui d'acqua.
5. Quando lo scambiatore di calore è in pressione, controllare che il pacco piastre non abbia perdite d'acqua.

I motivi più comuni delle perdite sono i seguenti:

• Ci sono detriti nella scanalatura della guarnizione
• Vecchia guarnizione
• Guarnizione difettosa
• Ci sono dei fori nella piastra

Quale manutenzione aggiuntiva è necessaria per gli scambiatori di calore a piastre?

1. Utilizzare la valvola di isolamento una o due volte l'anno.
2. Controllare il filtro e pulirlo se necessario.
3. Controllare che gli scarichi e gli sfiati non siano bloccati.
4. Controllare il manometro e sostituirlo se necessario.

I 10 principali consigli per mantenere lo scambiatore di calore a piastre in condizioni ottimali

1. Assicurarsi che le condizioni operative (temperatura e flusso) siano conformi alle specifiche di progetto.
2. Sfiatare lo scambiatore di calore all'avvio, ma aprire e chiudere la valvola lentamente per evitare fluttuazioni di pressione e colpi d'ariete.
3. Utilizzare filtri e filtri a monte per rimuovere le incrostazioni di particolato e proteggere lo scambiatore di calore.
4. Controllare quotidianamente eventuali variazioni di temperatura, pressione e segni di perdite esterne.
5. Mantenere regolarmente puliti e ben lubrificati i bulloni di fissaggio.
6. Utilizzare la tecnologia di rilevamento delle condizioni per evitare di aprire lo scambiatore di calore a piastre per l'ispezione.
7. Utilizzare il sistema Clean-in-place (CIP) per evitare di dover aprire lo scambiatore di calore per la pulizia.
8. Mantenere sempre l'attrezzatura di ricambio pulita e asciutta. Se lo scambiatore di calore è fuori servizio, lavarlo con acqua dolce e svuotarlo completamente.
9. Proteggere lo scambiatore di calore dagli spruzzi d'acqua ed evitare l'esposizione ai raggi UV e all'ozono normalmente generati dall'alimentazione.
10. Per garantire le prestazioni, l'affidabilità e la durata dell'apparecchiatura, utilizzare solo ricambi originali per gli scambiatori di calore a piastre. Inoltre, è necessario tenere in magazzino le parti di ricambio importanti e seguire le istruzioni di stoccaggio.

Tra una pulizia e l'altra è necessaria una manutenzione costante dello scambiatore di calore a piastre, verificando regolarmente se lo scambiatore di calore a piastre deve essere pulito. Micet Craft consiglia di controllare una volta al mese. Dopo un po' di tempo, si saprà quanto tempo occorre per la pulizia. Se non volete farlo da soli, alcune aziende sono specializzate nella pulizia degli scambiatori di calore. È possibile effettuare una rapida ricerca su Internet per la pulizia degli scambiatori di calore a piastre e ottenere un elenco di aziende nella propria zona.