Prodotti viscosi e trasferimento di calore: 5 cose a cui pensare
Prima di decidere la progettazione e le dimensioni di uno scambiatore di calore che gestisca i prodotti viscosi come ketchup o yogurt, devi conoscere le caratteristiche chiave del prodotto. Queste sono le domande che devi porre:
- Il prodotto acquisisce viscosità dall'amido, come nel caso del budino, dall'azione degli enzimi, come accade con lo yogurt greco, o da elevati livelli di solidi e/o grassi, come gli alimenti per la prima infanzia?
- Il prodotto contiene particelle e, se sì, qual è la dimensione e la sensibilità al taglio e alla pressione?
- Qual è la sensibilità al calore? Ad esempio, il prodotto ha molte proteine e quindi la formazione di incrostazioni potrebbe rappresentare un problema?
- Il prodotto è in qualche modo corrosivo? Il materiale più comunemente impiegato per la realizzazione degli scambiatori di calore per il trattamento degli alimenti è l'acciaio inossidabile. Altri materiali, come l'acciaio inossidabile super austenitico o il titanio vengono impiegati quando è necessario, in base a problemi di corrosione o a requisiti in termini di forza meccanica.
- Infine, ma non meno importante, qual è la viscosità "apparente" del prodotto a varie temperature e su vari tassi di taglio.
Misurare semplicemente la viscosità di un liquido con un viscometro Brookfield standard non è sufficiente. I tassi di taglio influenzano i prodotti alimentari viscosi, che solitamente rimpiccioliscono o si inspessiscono con il taglio.
Ad esempio, i prodotti che contengono amido devono essere sottoposti a due test. Uno quando il prodotto viene riscaldato e l'amido crea una patina bianca e il secondo quando il prodotto raffredda e si inspessisce. Puoi inviare un campione del tuo prodotto al designer dello scambiatore di calore in modo che possa effettuare i test necessari su una gamma di temperature e tassi di taglio.
La viscosità ricopre una parte importante nel coefficiente di trasferimento del calore generale e quindi determina la grandezza della superficie di trasferimento del calore che lo scambiatore di calore deve avere per ottemperare ai requisiti termici. Ignorare la viscosità effettiva può comportare la creazione di uno scambiatore di calore troppo grande o troppo piccolo.
Devi porre le domande giuste. In base alle risposte alle domande indicate sopra, uno scambiatore di calore può essere progettato e dimensionato per offrire in modo efficiente la giusta quantità di trasferimento del calore.
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