食品業界における 4 種類のプレート熱交換器

はじめに

熱交換は、食品および飲料業界において、低温殺菌、滅菌、冷却、加熱、エネルギー回収などのプロセスの基本です。さまざまな熱交換器の中でも、プレート熱交換器 (PHE) は、コンパクトな設計、高い熱効率、メンテナンスの容易さにより、特に人気があります。食品業界で使用されるプレート熱交換器には主に 4 つのタイプがあります。

ガスケット付きプレート熱交換器 (GPHE)

ろう付けプレート熱交換器 (BPHE)

溶接プレート式熱交換器 (WPHE)

半溶接プレート式熱交換器 (SWPHE)

それぞれは、食品加工における特定の用途に適した独自の特性を備えています。

1. ガスケット付きプレート熱交換器 (GPHE)

デザインと構造
ガスケット付きプレート熱交換器は、フレーム内に一緒に保持された波形プレートのスタックで構成されます。各プレートはエラストマーガスケットで密閉されており、交互のチャネルを通る流体の流れを制御します。

主な特長
柔軟性と保守性: プレートとガスケットは交換または追加できます。

波形プレートは乱流を生み出し、熱伝達を高めます。

ガスケットを使用すると、食品衛生にとって重要な分解と洗浄が容易になります。

アプリケーション
牛乳、ジュース、ビールの殺菌

発酵冷却

CIP (定置洗浄) システム

温水と冷水の循環

利点
優れた衛生性：洗浄と点検が簡単です。

拡張性: 需要に合わせてプレートを追加または削除できます。

高効率: 薄いプレートは優れた熱伝達性能を発揮します。

制限事項
ガスケットの制限: 非常に高い圧力や温度には適していません。

ガスケットが時間の経過とともに劣化すると、漏れが発生する可能性があります。

2. ブレージングプレート熱交換器 (BPHE)

デザインと構造
BPHE は、銅またはニッケルを使用して真空ろう付けされた薄いステンレス鋼プレートで構成されています。その結果、ガスケットのないコンパクトな密閉ユニットが実現しました。

主な特長
ガスケットなし: 完全に密閉されているため、より堅牢です。

非常にコンパクトで省スペースです。

高圧・高温用途に適しています。

アプリケーション
乳製品冷却システム

飲料の炭酸冷却

温水加熱

冷凍用蒸発器および凝縮器

利点
コンパクトなデザイン: 狭いスペースにもフィットします。

耐久性: 高圧や高温に対する耐性があります。

低メンテナンス: ガスケットを交換する必要はありません。

制限事項
修理不可: 機械的に分解したり清掃したりすることはできません。

一部の食品グレードの用途では、洗浄の制限により衛生的ではありません。

ニッケルろう付けを使用しない場合、傷つきやすい製品では銅汚染のリスクがあります。

3. 溶接プレート式熱交換器 (WPHE)

デザインと構造
WPHE はプレートが完全に溶接されているのが特徴で、多くの場合ガスケットがまったくありません。これらは、攻撃的な媒体や極端な温度と圧力に耐えるように設計されています。

主な特長
完全に溶接されているため、危険または腐食性のプロセスでも漏れがありません。

コンパクトなブロック設計でご利用いただけます。

シェルタイプのエンクロージャと組み合わせて使用​​されることがよくあります。

アプリケーション
粘性または攻撃性の液体の処理 (トマトペースト、シロップなど)

滅菌プロセスにおける熱回収

油脂加工

洗浄液の蒸気加熱

利点
堅牢な構造: 過酷な環境に適しています。

漏れのない動作。

攻撃的な液体でも長寿命です。

制限事項
手作業では洗浄できない: CIP システムに依存する必要があります。

ガスケット付きユニットよりも高価です。

一度製作した後の修正は不可。

4. 半溶接プレート式熱交換器 (SWPHE)

デザインと構造
これらは、ガスケット付き PHE と溶接 PHE のハイブリッドです。 2 枚のプレートを溶接して「カセット」を形成し、カセットの間にはガスケットが貼られています。片側には溶接されたチャネルがあり、もう一方の側にはガスケット付きチャネルがあります。

主な特長
溶接側では腐食性の液体を、ガスケット側では洗浄可能な媒体を取り扱うことができます。

アンモニアシステムや腐食性流体に最適です。

部分的に分解して洗浄することが可能です。

アプリケーション
アンモニア凝縮器および蒸発器

果汁および濃縮物の加工

シュガーシロップの加熱

蒸発器内の蒸気の凝縮

利点

二重の機能: 保守性と耐久性のバランスを保ちます。

ガスケットの露出を制限する必要があるシステムにとって、コスト効率が優れています。

部分的な CIP および機械的洗浄に適しています。

制限事項

片側のガスケット破損に対して依然として脆弱です。

構造がより複雑になるとコストが増加します。