Пластинчатые теплообменники для охлаждения сусла и пива

Введение

Пластинчатые теплообменники находят применение в пищевой промышленности и в домашнем пивоварении. Они используются, прежде всего, для охлаждения сусла в процессе приготовления пива, а также при пастеризации напитка. Основное преимущество — высокий КПД. Пластинчатый прибор способен быстро охлаждать значительные объемы жидкости.

Максимальная пропускная способность теплообменного аппарата практически не ограничена и зависит от типомодели агрегата, а также количества пластин в нем. Подобрать правильную модель теплообменника для сусла и пива можно здесь.

Как используется теплообменник в пивоварении?

В процессе создания хмельного напитка пивное сусло нагревается до высокой температуры. Однако перед внесением дрожжей, запускающих брожение, оно обязательно охлаждается. Дрожжи, представляющие собой одноклеточные грибы, живут и активно работают в теплой среде (при температуре воды от 5 до 25 С). Встает вопрос подбора оборудования для охлаждения сусла. Одно из решений — пластинчатый теплообменник.

Аппарат способен не только охлаждать жидкость, но и нагревать ее. Эта функция может использоваться для поверхностного кипячения сусла и пастеризации пива.

Функции теплообменника для пива:

• нагревание сусла;
• поверхностное кипячение;
• охлаждение пивного сусла;
• конденсация паров;
• охлаждение пива;
• пастеризация.

Особенности конструкции

Пластинчатый теплообменник для охлаждения сусла может иметь 2 исполнения:

• паяная конструкция для домашнего использования или небольших пивоварень;
• разборная для более крупных пивоваренных предприятий. 

Паяный пластинчатый теплообменник

Разборный теплообменный аппарат представляет собой стальную конструкцию на опорной стойке, состоящую из верхних и нижних направляющих с закрепленными на них пластинами из нержавеющей стали. Они фиксируются с двух сторон прижимными плитами.

Конструкция отличается компактными размерами и сравнительно небольшим весом (пластинчатый рекуператор примерно в 4 раза меньше и легче традиционного кожухотрубного аппарата). Несмотря на то, что в состав оборудования входит до 30 и более пластин, они — очень тонкие, и стянуты прижимными плитами в одно целое.

Разборный пластинчатый теплообменник

Каждая пластина — цельное металлическое изделие без соединений и сварных швов. Между ними предусмотрены уплотнения. Для подсоединения шлангов используются штуцеры из нержавейки.

Основные составляющие конструкции:

• металлическая опорная стойка;
• стальные направляющие;
• пакет пластин из нержавейки с уплотнителями и отверстиями под направляющие;
• прижимные плиты (подвижная, неподвижная);
• штуцеры для подсоединения шлангов.

Принцип действия

Теплообменник имеет два входных и два выходных отверстия, к которым подсоединяются шланги. По одному из шлангов внутрь подается горячая жидкость (сусло), по другому — холодная или ледяная вода (в охлаждающем контуре может использоваться гликоль или соляной раствор). Для подачи воды внутрь конструкции, как правило, используется насос.

Процесс теплообмена происходит по принципу противотока. Элементы с горячей и холодной средой в составе аппарата чередуются. Благодаря этому, проходя через каналы, среды с разной температурой активно взаимодействуют. На выходе получают охлажденное до нужного уровня (порядка 20 С) сусло и нагретую рабочую жидкость. Сырье для пива собирается в емкость, а вода отводится в канализацию. Наглядно этот процесс и устройство разборного теплообменника можно посмотреть на следующем видео:

Охлаждение сусла внутри теплообменника

Повышенная эффективность теплообменного процесса достигается за счет большого количества тонких пластин, имеющих, к тому же, ребристую форму. Тем самым, площадь контакта двух сред увеличивается и повышается КПД оборудования.

Преимущества пластинчатого теплообменника

Основное преимущество теплообменного аппарата на основе пластин — высокая скорость охлаждения (нагревания). Производительность этого оборудования значительно превосходит эффективность того же кожухотрубного аппарата. Чтобы охладить жидкость пластинчатым теплообменником, требуется примерно в 4-6 раз меньше времени.

Обладая большей площадью теплообмена, рекуператор с пластинами имеет меньшие габариты, занимая сравнительно немного места (в 4 раза меньше, по сравнению с кожухотрубным устройством).

Пакет пластин может ограничиваться неподвижной и подвижной плитами, которые стягиваются, а при необходимости — разбираются. Это позволяет модернизировать оборудование — например, увеличивая мощность добавлением дополнительных деталей.

Недостатки аппарата

Высокая производительность прибора обусловлена не только эффективной конструкцией, но и повышенным расходом холодной воды. Охлаждающая среда может подаваться самотеком (например, если хороший напор в водопроводе). Но чаще всего для ее поступления внутрь системы требуется насос, который нужно приобретать отдельно (как и штуцеры для подключения шлангов).

Из-за малых расстоний между пластинами, на внутренних поверхностях пластинчатого теплообменного аппарата быстрее скапливаются отложения, что приводит к снижению его производительности — уменьшается КПД устройства, а также увеличиваются потери давления. Поэтому пластинчатые теплообменники требуют более частого обслуживания, чем кожухотрубные. При это разборка пластинчатого агрегата намного проще, чем кожухотрубчатого, и подобные сервисные работы не вызывают затруднений.

Заключение

Несмотря на некоторые недостатки, пластинчатый теплообменник превосходит традиционные средства охлаждения пивоваренного сусла. Применение такого оборудования ускоряет процесс пивоварения, чем объясняется широкое распространение аппаратов с пластинами в коммерческих и домашних пивоварнях.

Если вам необходимо подобрать теплообменник для пивного сусла, то заполните форму ниже.