Warmtewisselaars werken door middel van "warmte-uitwisseling" of "energie-uitwisseling" door gebruik te maken van een reeks "platen" of "buizen" (afhankelijk van het type warmtewisselaar) om een vloeistof te verwarmen of af te koelen. De vloeistof wordt gescheiden door platen (in een platenwarmtewisselaar) of buizen (in een buizenwarmtewisselaar); in een brouwerij voeren de buizen bier- of ciderproducten (zoals wort) aan de ene kant en water aan de andere kant of koelmiddel.
Platenwarmtewisselaars worden in de brouwerijsector gebruikt voor warmteoverdracht tussen twee vloeistoffen. Een warmtewisselaar is de beste manier om een vloeistof te verwarmen of af te koelen tot een precieze temperatuur. Terwijl we de rol van warmtewisselaars in brouwerijen testen, zul je zien dat ze al snel een integraal onderdeel van elke brouwoperatie zullen worden. In dit artikel bespreken we het werkingsprincipe van een platenwarmtewisselaar die gebruikt wordt in brouwapparatuur.
Wat is een platenwarmtewisselaar?
Platenwarmtewisselaars worden gebruikt om thermische energie van de ene vloeistof naar de andere over te dragen. Deze vloeistoffen komen elkaar nooit tegen omdat ze gescheiden worden door de warmtewisselaar. Een platenwarmtewisselaar bestaat uit veel parallelle platen die op elkaar gestapeld zijn, waardoor kanalen ontstaan waar vloeistof doorheen kan stromen. De afstand tussen de twee tegenover elkaar liggende platen zorgt voor kanalen waar vloeistof doorheen kan stromen.
Hoe is een platenwarmtewisselaar opgebouwd?
Een warmtewisselaar bestaat uit een reeks parallelle platen die boven elkaar geplaatst zijn en zo een reeks kanalen vormen waartussen vloeistof kan stromen. De ruimtes tussen twee aangrenzende platen vormen kanalen voor vloeistofstroming.
Inlaat- en uitlaatgaten in de hoeken van de platen laten warme en koude vloeistoffen door afwisselende kanalen in de warmtewisselaar stromen, zodat de platen altijd in contact zijn met warme vloeistof aan de ene kant en koude vloeistof aan de andere kant.
De grootte van de platen varieert van enkele vierkante centimeters tot stromen. Het aantal platen in één warmtewisselaar varieert van tien tot enkele honderden, waardoor een uitwisselingsoppervlak van duizenden vierkante meters wordt bereikt.
Wat is het werkingsprincipe van een platenwarmtewisselaar?
Het werkingsprincipe van een platenwarmtewisselaar is gebaseerd op de tegenstroom van twee vloeistoffen. In de brouwerijsector is de ene vloeistof meestal wort, de vloeistof die uit het brouwproces wordt gehaald, en de andere vloeistof is meestal koud water of glycol. Tijdens het brouwen wordt het wort gekoeld tot de gewenste temperatuur met koud water of glycol.
Tijdens het brouwen wordt het wort gekoeld tot de gewenste temperatuur met koud water of glycol. De platenwarmtewisselaar bestaat uit twee hoofdkanalen, één voor het wort en één voor de koelvloeistof. De twee kanalen worden gescheiden door een dunne metalen plaat, die ontworpen is om de warmteoverdracht tussen de twee vloeistoffen te maximaliseren.
De wort stroomt door de kanalen aan de ene kant van de plaat, terwijl de koelvloeistof door de kanalen aan de andere kant van de plaat stroomt. De twee vloeistoffen stromen in tegengestelde richtingen, waarbij het wort van de inlaat naar de uitlaat van de platenwarmtewisselaar stroomt en de koelvloeistof van de uitlaat naar de inlaat stroomt. Terwijl de twee vloeistoffen in tegengestelde richtingen stromen, wordt warmte tussen hen overgedragen via de dunne metalen platen. De wort geeft warmte af aan de koelvloeistof, die de warmte absorbeert en afvoert.
In een platenwarmtewisselaar is de stroming diagonaal. Terwijl hete vloeistof bovenaan binnenkomt en onderaan weer naar buiten gaat, komt koude vloeistof onderaan binnen en gaat er bovenaan weer uit. Het rendement is dus het hoogst.
Verschillende soorten platenwarmtewisselaars
- Gesoldeerde platenwarmtewisselaars: Voor koeling en industriële toepassingen
- Plaatwarmtewisselaars met pakkingen: Geschikt voor vele industrieën zoals HVAC, voeding, brouwen en farmaceutica.
- Gelaste platenwarmtewisselaars: gebruikt in de olie-, gas- en chemische industrie.
- Halfgelaste platenwarmtewisselaar: Combineert het gebruik van gelaste platen en platen met pakkingen. De warmtewisselaar bestaat uit twee sets aan elkaar gelaste platen.
Voordelen van platenwarmtewisselaars
- Efficiëntie: Platenwarmtewisselaars brengen warmte over tussen twee vloeistoffen, waardoor ze ideaal zijn voor de brouwerij-industrie, waar een nauwkeurige temperatuurregeling van cruciaal belang is.
- Compact formaat: De platenwarmtewisselaar is compact en eenvoudig te installeren en te gebruiken in brouwapparatuur.
- Gemakkelijk schoonmaken: Het ontwerp van de platenwarmtewisselaar maakt eenvoudige reiniging mogelijk, wat belangrijk is in de brouwerij-industrie omdat reinheid essentieel is voor het behoud van de kwaliteit van het product.
- Rendabel: Platenwarmtewisselaars zijn kosteneffectief in gebruik, waardoor ze een populaire keuze zijn voor kleine en middelgrote brouwerijen.
De meest geschikte warmtewisselaar voor brouwerijen
Welke warmtewisselaar is nu het beste? Dat hangt af van verschillende factoren.
Verschillende soorten warmtewisselaars kunnen geschikt zijn, maar de meest geschikte voor brouwerijen zijn platenwarmtewisselaars of buizenwarmtewisselaars.
Een van de overwegingen bij het gebruik van warmtewisselaars in brouwerijen is dat dranken vaak veel bezinksel bevatten. Met zaken als gist, wort, gerstkorrels en andere sedimenten zullen warmtewisselaars waarschijnlijk afzettingen ontwikkelen die de warmtewisselaar zullen verstoppen - maar zowel platen- als buizenwarmtewisselaars kunnen worden onderhouden, gereinigd en voorzien van De service loopt.
Platenwarmtewisselaar
Platenwarmtewisselaars zijn geschikt voor brouwerijen. Brouwers kunnen maatregelen nemen om bezinking te verminderen, zoals het mengsel omwervelen en alles laten bezinken voordat ze het verwerken, of ervoor zorgen dat er geen ingrediënten tegenaan stoten voordat ze pompen. Reparaties aan platenwarmtewisselaars zijn ook eenvoudiger omdat ze zonder veel ruimte uit elkaar gehaald kunnen worden, terwijl buizenwarmtewisselaars meer ruimte nodig hebben om gerepareerd te worden.
Buiswarmtewisselaar
Veel brouwers geven misschien de voorkeur aan buizenwarmtewisselaars, die minder snel verstopt raken door bezinksel. In feite zijn buizenwarmtewisselaars ontworpen om vloeistoffen te behandelen die veel bezinksel bevatten (zoals bier), dus er is weinig risico dat een shell and tube warmtewisselaar verstopt raakt. Ze zijn ook gemakkelijk schoon te maken, omdat je de ventieldoppen aan beide uiteinden kunt verwijderen, de buizen kunt borstelen en afspuiten voordat je de warmtewisselaar weer in elkaar zet. Voor velen kan dit de eerste keuze zijn. Er is geen risico op verstopping van de buizenwarmtewisselaar.
Materiaal
Een andere overweging is welk materiaal het beste is voor jouw behoeften: titanium plaat of roestvrij staal? De ingenieur die samen met u de warmtewisselaar selecteert, kan u vertellen wat beter bij uw behoeften past.