Die oorsprong van geskraapte oppervlakhittewisselaars
Die oorsprong en ontwikkeling van geskraapte oppervlakhittewisselaars kan teruggevoer word na die vroeë 20ste eeu. Hul skepping was nie 'n oornagsukses nie, maar eerder 'n reaksie op die inherente beperkings van tradisionele hittewisselaars wanneer dit kom by spesifieke materiale.
Kern Oorsprong: 1920's - 1930's
Die konsep en aanvanklike ontwerp van geskraapte oppervlak-hitteruilers is hoofsaaklik gedurende hierdie tydperk gevorm, gedryf deur die voedselindustrie, veral in die produksie van margarien en roomys.
1. Probleme wat opgelos moet word:
o Hoëviskositeitsmateriale: Materiale soos botter, roomysmengsel en konfyt is uiters viskeus en het swak vloeibaarheid in tradisionele buis- of plaathitte-uitruilers, wat maklik verstop en lei tot baie lae hitte-oordragdoeltreffendheid.
o Skuifsensitiwiteit: Die vorming van vetkristalle of yskristalle in hierdie materiale vereis presiese beheer. Intense of ongelyke verkoeling kan lei tot 'n growwe tekstuur en swak smaak.
o Vervuiling en Kooksvorming: Materiale wat suiker of proteïene bevat, is geneig om te stol en te karamelliseer op verhittingsoppervlakke, wat nie net hitte-oordrag beïnvloed nie, maar ook produkagteruitgang en probleme met die skoonmaak van toerusting veroorsaak.
2. Pioniers in Tegnologie:
Een van die vroegste patente vir geskraapte oppervlak-hittewisselaars kan teruggevoer word na die laat 1920's tot vroeë 1930's. Byvoorbeeld, omstreeks 1928 het ingenieurs by Gerhard Company in Duitsland (later deel van die APV-groep) baanbrekerswerk op hierdie gebied gedoen.
Nog 'n sleutelfiguur was CO (Charlie) Linn, wat die eerste kommersieel suksesvolle geskraapte oppervlakhittewisselaar vir die Votator-afdeling van Girdler Corporation in die Verenigde State ontwerp het (ongeveer 1933-1935). Hierdie toestel is oorspronklik uitgevind vir die deurlopende produksie van margarien. Die naam "Votator" het selfs lank sinoniem geword met geskraapte oppervlakhittewisselaars.
Innoverende punte van werkbeginsel
Die kernontwerp van geskraapte oppervlak-hittewisselaars spreek die bogenoemde probleme vernuftig aan:
• Skraapaksie: Binne die hitte-uitruilsilinder roteer 'n rotor wat met skrapers toegerus is, teen 'n hoë spoed. Die skrapers kleef, onder die krag van sentrifugale krag of vere, styf teen die silinderwand vas en skraap voortdurend die materiaalfilm op die binnewand af.
• Vier Groot Voordele:
1. Deurlopende hernuwing van hitte-oordragoppervlak: Voorkom materiaalhegting en besoedeling, en handhaaf uiters hoë hitte-oordragdoeltreffendheid.
2. Eenvormige Meng en Skuif: Verseker eenvormige verhitting en verkoeling van die hele materiaal en bied beheerbare skuifkrag, wat noodsaaklik is vir die kristallisasieproses (soos vetkristallisasie en yskristalvorming).
3. Hantering van uiters hoë viskositeit: Die meganiese skraap- en stootaksie stel dit in staat om pasteiagtige, romerige en selfs korrelrige vloeistowwe te hanteer wat tradisionele hitteruilers nie kan hanteer nie.
4. Uiters kort verblyftyd: Die materiaal beweeg deur die hitteruiler in 'n dun film, wat dit hoogs geskik maak vir hitte-sensitiewe materiale en die behoud van produkgeur, kleur en voeding maksimeer.
Ontwikkeling en Popularisering
• 1940's - 1950's: Met die versnelling van voedselindustrialisering voor en na die Tweede Wêreldoorlog, is geskraapte oppervlakhittewisselaars vinnig in die suiwel-, konfyt- en sousbedrywe toegepas. Die voortdurende vries van roomys was nog 'n mylpaaltoepassing.
• 1960's tot hede: Hul toepassingsvelde het uitgebrei van die voedselbedryf na chemiese, farmaseutiese, petrochemiese en plastiekpolimeerbedrywe. Hulle word gebruik om uitdagende vloeistowwe soos polimeersmeltsels, paraffien, asfalt, skoonheidsmiddels en farmaseutiese produkte te hanteer.
• Tegnologiese Vooruitgang: Moderne geskraapte oppervlakhittewisselaars het beduidende vooruitgang in materiale (soos die gebruik van slytasiebestande en korrosiebestande harde bedekkings), verseëlingstegnologie, outomatiseringsbeheer (presiese beheer van temperatuur, druk en spoed) en modulêre ontwerp gemaak.
Opsomming
Die oorsprong van die skraperhittewisselaar kan presies in die 1920's en 1930's gevind word. Dit is uitgevind om te voldoen aan die prosesvereistes van deurlopende verhitting, verkoeling, kristallisasie en sterilisasie van hoëviskositeit en hitte-sensitiewe materiale in die voedselbedryf. Die uitvinding daarvan was 'n belangrike mylpaal in die geskiedenis van prosesbedryftoerusting, wat die eenvoudige "hitte-uitruil"-funksie uitgebrei het na 'n gekombineerde werking van "hitte-uitruiling en meganiese verwerking". Tot vandag toe speel dit steeds 'n onvervangbare rol in baie industriële velde.
Plasingstyd: 20 Okt-2025