Was sind die verschiedenen Verfahren der Flüssigkeitserwärmung ?

Hauptprinzip der Flüssigkeitsheizung

Je nach dem zu erhitzenden Produkt, sei es für die Lebensmittelverarbeitung oder für industrielle Zwecke, werden die meisten Flüssigkeiten mit Hilfe der Wärmetauschtechnologie erhitzt. Grundsätzlich wird die thermische Energie von einer Wärmeübertragungsflüssigkeit, in der Regel heißes Wasser oder Dampf, auf das flüssige Produkt durch eine Austauschfläche übertragen, die die Flüssigkeiten trennt und jede Veränderung ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften verhindert.

Der Austausch von Wärmeenergie erfolgt immer durch Konvektion: je größer die Austauschfläche, desto effizienter der Wärmeaustausch, mit Ausnahme der Mikrowellenerwärmung, bei der das Produkt direkt erhitzt wird. Entdecken Sie im Folgenden die gängigsten Methoden der Wärmeübertragung.

Plattenwärmetauscher

Ein Plattenwärmetauscher besteht aus unabhängigen Edelstahlplatten, in denen die erhitzte Flüssigkeit und die Wärmeträgerflüssigkeit, z. B. heißes Wasser, zirkulieren. Die Platten werden in einem Gestell, dem sogenannten Rahmen, zusammengesetzt und gegeneinander gepresst. Es handelt sich um ein praktisches Gerät, da man es leicht reinigen kann, indem man alle Platten herausnimmt. Der Platzbedarf ist im Vergleich zum Behandlungsstrom gering.

Es ist jedoch ein Gerät, das keine stückigen Flüssigkeiten verarbeiten kann. Außerdem verschmutzt er bei zu zähflüssigen Flüssigkeiten sehr schnell. Er ist daher besonders für nicht viskose und homogene Flüssigkeiten geeignet.

Spiralwärmetauscher

Ein Spiralwärmetauscher besteht aus zwei miteinander verwundenen Edelstahlkanälen, in denen die erwärmte Flüssigkeit und die Wärmeträgerflüssigkeit im Gegenstrom zirkulieren. Der Platzbedarf für diese Art von Heizgeräten ist in der Regel gering.

Dieses Gerät ermöglicht die Wärmebehandlung einer leicht viskosen Flüssigkeit. Der Wärmeübergangskoeffizient ist jedoch niedrig, was seine Verwendung für große und schnelle Temperaturerhöhungen einschränkt.

Röhrentauscher

Rohrbündelwärmetauscher haben verschiedene Betriebskonfigurationen: Einzel- oder Mehrfachrohre. Das Prinzip besteht darin, dass ein oder mehrere Rohre in einem größeren Rohr angeordnet sind, in dem die Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert. Die Wärmeübertragung erfolgt durch Konduktion von außen zum Zentrum des Produkts. Bei einem Ringwärmetauscher zirkuliert die Wärmeträgerflüssigkeit in zwei Rohren, einem zentralen und einem äußeren. Das flüssige Produkt wird zwischen den beiden Rohren transportiert, wodurch es effizienter erwärmt werden kann.

Dieses Flüssigkeitserwärmungssystem bietet einige Vorteile wie einen linearen Temperaturanstieg und eine gute Temperaturregelung. Aber der Platzbedarf ist groß und es ist nicht für sehr zähflüssige Flüssigkeiten geeignet.

Wärmetauscher mit geschabter Oberfläche

Ein Schabewärmetauscher besteht aus 2 Elementen. Auf der Außenseite überträgt die Wärmeträgerflüssigkeit ihre Wärmeenergie an das Produkt. Auf der Innenseite ist das Rohr, durch das das flüssige Produkt fließt, mit rotierenden Schaufeln ausgestattet, die kontinuierlich die innere Übertragungsfläche abkratzen. Die Schaufeln verhindern, dass sich das flüssige Produkt absetzt und verbrennt, und sie erhöhen die Turbulenz für einen optimalen Wärmeaustausch.

Der Schabewärmetauscher ist eines der einzigen Systeme, das für zähflüssige und pastöse Produkte geeignet ist. Er hat jedoch hohe Kosten für Investition und Betrieb.

Inline-Heizung durch Mikrowelle

Im Gegensatz zu früheren Lösungen, bei denen die Wärme durch Wärmeleitung von außen über die Produktoberfläche auf das Produkt übertragen wird, erwärmen Mikrowellen die gesamte flüssige Produktmasse direkt und homogen, ohne den Einsatz einer Wärmeübertragungsflüssigkeit. Die Wärmeerzeugung erfolgt fast augenblicklich und ermöglicht einen perfekt kontrollierten thermischen Prozess.

Die Inline-Mikrowellenerwärmung eignet sich für flüssige oder pastöse Produkte, mit oder ohne Stückchen (z. B. Marmelade). Die direkte Wärmeübertragung von der Mikrowellenenergie auf das Produkt ermöglicht eine ausgezeichnete Energieeffizienz.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es verschiedene industrielle Verfahren zur Erhitzung von Flüssigkeiten gibt. Allerdings sind nicht alle gleichwertig. Einige Erhitzungsmethoden haben Vorteile für bestimmte Arten von flüssigen Produkten, während andere beispielsweise eine platzsparende Erhitzung von Produkten ermöglichen, die Stücke enthalten. Das Erhitzen von Flüssigkeiten mit der Mikrowelle erweist sich hingegen als hocheffektiv und effizient für alle Arten von Flüssigkeiten und nimmt nur wenig Platz in Anspruch.

Suchen Sie eine Verbesserung für Ihren industriellen Heizprozess? Unsere qualifizierten Fachleute sind bereit, Sie bei der Suche nach der optimalen Heizlösung zu unterstützen!