เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น  
คุณลักษณะ พิเศษของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น คือ การเอาแผ่นการถ่ายเทความร้อนหลายๆแผ่นมาวางเรียงกันในที่ห่างคงที่ แล้วให้ของเหลวแต่ละชนิดไหลผ่านช่องว่างระหว่างแผ่นในลักษณะที่สลับกันช่อง เว้นช่อง เครื่องแบบนี้มักใช้กับการเพิ่มอุณหภูมิของอากาศก่อนเข้าหม้อไอน้ำ ตัวเครื่องทำด้วยแผ่นเหล็กสแตนเลส(Stainless steel) บางๆ หรือแผ่นไทเทเนียม (Titanium) ซึ่งทนต่อสนิมได้อย่างดี สามารถถอดออกมาทำความสะอาดได้ทั่วถึง บำรุงรักษาง่าย สามารถปรับปริมาณการถ่ายเทความร้อนได้ โดยการเพิ่มหรือลดจำนวนแผ่นการถ่ายเทความร้อน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น ประกอบด้วยแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนหลายแผ่น วางเรียงกันต่อขนานกันเป็นชุด ชุดแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกประกอบอยู่ระหว่าง เฟรมหน้า และเฟรมอัด มีท่อเข้า-ออกอยู่บนเฟรมหน้า ชุดแผ่นและเฟรม ยึดกันให้แน่นด้วยชุดสลักยึด แขวนอยู่บนคานแขวนบนและตั้งอยู่บนคานรับล่าง

แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน เป็นแผ่นโลหะบาง ที่มีพื้นผิวเป็นคลื่น หรือเป็นรอนบนแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน จะมีปะเก็น อยู่รอบแผ่น เพื่อป้องกันการรั่วออก และบังคับทิศทางการไหลของของไหล ใช้เป็นตัวกลาง ที่กั้นระหว่างของเหลวสองชนิดที่มีอุณหภูมิแตกต่างกัน ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนกัน ตัวกลางและอาหารที่แลกเปลี่ยนความร้อนไม่มีการสัมผัสกันโดยตรง

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น ได้นำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร กระบวนการแปรรูปอาหารที่ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น ได้แก่กระบวนการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน เพื่อทำให้อุณหภูมิของอาหารเหลว เพิ่มขึ้น หรือลดลง อย่างรวดเร็วในช่วงให้ความร้อนเพื่อฆ่าเชื้ออาหารเหลว และทำให้อาหารเหลวเย็นลงหลังผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ Tubular heat exchanger 
คือ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ที่ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อการเพิ่มหรือลดอุณหภูมิของอาหาร โดยมีลักษณะเป็นท่อซ้อนกัน ของไหลเคลื่อนที่อยู่บริเวณที่ว่างระหว่างท่อ เพื่อเปลี่ยนความร้อน โดยไม่มีการสัมผัสกันโดยตรงการไหลของของไหลในท่อ อาจไหลแบบสวนทางกัน หรือไหลทางเดียวกัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ มีชนิดท่อซ้อนกัน 2 ชั้น หรือท่อซ้อนกัน 3 ชั้น ผิวของท่อแลกเปลี่ยนความร้อน อาจเป็นแบบผิวเรียบ หรือท่อมีผิวเป็นลอน เพื่อเพิ่มสัมประสิทธิ์ในการถ่ายเทความร้อน

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดเปลือกและท่อ
เครื่อง แลกเปลี่ยนความร้อนชนิดเปลือกและท่อมีความสามารถที่จะทำการดึงหรือรับเอา ความร้อนจำนวนมากเข้าหรือออกจากขบวนการได้เป็นอย่างดี เมื่อเปรียบเทียบกับจำนวนเงินที่ใช้ในการลงทุนซึ่งมีค่าต่ำมาก สำคัญตัวของมันเองไม่ต้องการการบำรุงรักษามากนักตลอดอายุของการใช้งาน เพียงแค่การทำความสะอาดท่อทางต่าง ๆ และตัวเรือนภายในเป็นครั้งคราว ซึ่งถือว่าน้อยมากเมื่อเปรียบเทียบกับอายุการใช้งานที่ยาวนาน นิยมนำมาใช้งานในระบบของการถ่ายโอนความร้อนในอุตสาหกรรมทั่ว ๆ ไป ตัวอย่างเช่น อุตสาหกรรมเครื่องทำความเย็น และได้มีการนำไปประยุกต์ใช้งานภายในงานอุตสาหกรรม

  – สามารถใช้ในกระบวนการหล่อเย็นได้ทั้งของเหลว และแก๊ส

  – สามารถใช้ในกระบวนการทำความเย็นในสถานะไอ หรือการควบแน่นด้วยไอน้ำ

  – สามารถใช้ในกระบวนการของเหลว ที่ไอน้ำหรือสารทำความเย็นมีการระเหย

  – สามารถใช้ในกระบวนการระบายความร้อนออกจากสารทำงาน และการเตรียมอุณหภูมิให้กับน้ำเลี้ยง

  – สามารถช่วยในการอนุรักษ์พลังงานทางความร้อน โดยการนำความร้อนกลับเข้ามาใช้ใหม่ในขบวนการ

  – สามารถนำมาประยุกต์ใช้งานร่วมกับอุปกรณ์เชิงกลชนิดอื่นได้ในการถ่ายโอนความ ร้อน ได้แก่ กังหัน และเครื่องอัดลม อีกทั้งยังสามารถใช้ในการหล่อเย็นเครื่องยนต์ และลดอุณหภูมิของน้ำมันเครื่อง

  – สามารถใช้กับงานหล่อเย็นน้ำมันของระบบไฮดรอลิกและระบบหล่อลื่น

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (Heat exchangers) ใช้ถ่ายเทความร้อนจากของไหลชนิดหนึ่งไปยังของไหลอีกชนิดหนึ่ง ในเพื่อเพิ่มอุณหภูมิ ลดอุณหภูมิ หรือหมุนเวียนความร้อนจากของไหลกลับมาใช้ใหม่หน้าที่หลักของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนก็คือ การนำเอาพลังงานความร้อนมาใช้อย่างถูกหลักการ และมีประสิทธิภาพ ปัจจุบัน อุตสาหกรรมที่เกี่ยวข้องกับพลังงานความร้อนส่วนใหญ่จะต้องมีเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเป็นองค์ประกอบ เช่น อุตสาหกรรมกลั่นน้ำมัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกใช้สำหรับการเพิ่มอุณหภูมิของน้ำมันดิบ สำหรับเปลี่ยนสภาวะของไอที่ออกมาจากหอกลั่นให้เป็นของเหลว และสำหรับการลดอุณหภูมิของน้ำมันหรือก๊าซ และอุตสาหกรรมอื่น ๆ

การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ในปัจจุบันเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ทั้งในด้านให้ความร้อน ทำความเย็น และการนำความร้อนกลับมาใช้อีก ดังเช่นแขนงงานดังต่อไปนี้
– อุตสาหกรรมเคมี – โรงไฟฟ้า
– อุตสาหกรรมกระดาษ – อุตสาหกรรมเหล็ก
– อุตสาหกรรมอาหาร – อุตสาหกรรมจักรกล
– ระบบปรับอากาศ (HVAC) – อุตสากรรมน้ำมันก๊าด

สอบถามรายละเอียดเพิ่มเติมได้ที่

คุณ อัจฉริยา  085-941-0072 

เครื่องแลกเปลี่ยนความ ร้อน RNT  Heat Exchanger and Economizer ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิต การทำงาน และ ประหยัดพลังงาน โดยการนำพลังงานเหลือใช้นำกลับมาใช้ใหม่  ดูรายละเอียดเพิ่มเติม

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น (plate heat exchanger) คือเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) ชนิดหนึ่งที่มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อเพิ่มหรือลดอุณหภูมิในระบ การแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ในระบบการพาสเจอไรซ์อย่างต่อเนื่อง (In-line pasteurization) การทำให้เข้มข้น และ ระบบ ยู เอช ที (UHT)

ส่วนประกอบและหลักการทำงานของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น ประกอบด้วยแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนหลายแผ่น วางเรียงกันต่อขนานกันเป็นชุด ชุดแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนจะถูกประกอบอยู่ระหว่าง เฟรมหน้า (fixed cover) และเฟรมอัด (movable cover) มีท่อเข้า-ออกอยู่บนเฟรมหน้า (อาจจะอยู่บนทั้งสองเฟรมก็ได้ ถ้ามีการจัดการไหลในชุดแผ่นมากกว่าหนึ่งรอบ) ชุดแผ่นและเฟรม ยึดกันให้แน่นด้วยชุดสลักยึด (tightening bolt and nut) แขวนอยู่บนคานแขวนบน (carrying bar) และตั้งอยู่บนคานรับล่าง

แผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน เป็นแผ่นโลหะบาง ที่มีพื้นผิวเป็นคลื่น หรือเป็นรอนบนแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน จะมีปะเก็น (gasket) อยู่รอบแผ่น เพื่อป้องกันการรั่วออก และบังคับทิศทางการไหลของของไหล ใช้เป็นตัวกลาง ที่กั้นระหว่างของเหลวสองชนิดที่มีอุณภูมิแตกต่างกัน ทำให้เกิดการแลกเปลี่ยนความร้อนกัน ตัวกลางและอาหารที่แลกเปลี่ยนความร้อนไม่มีการสัมผัสกันโดยตรง

ขนาดและจำนวนแผ่นของแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน จะถูกออกแบบให้มีพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนเพียงพอตามวัตถุประสงค์การใช้งาน พื้นผิวของแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งเป็นคลื่น หรือรอน แบบแตกต่างกัน เพื่อเพิ่มพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อน และทำให้ของเหลวเกิดการไหลแบบปั่นป่วน (turbulent flow) ซึ่งเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการแลกเปลี่ยนความร้อนและลดการเกิดคราบตะกรัน (fouling)

 

วัสดุที่ใช้ทำแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนที่ใช้ในอุตสหกรรมอาหาร เป็นพื้นผิวที่ต้องสำผัสกับอาหารโดยตรง (food contact surface) จะทำจาก stainless steel

การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นในอุตสาหกรรมอาหาร

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น (plate heat exchanger) ได้นำมาใช้ในอุตสาหกรรมอาหารอย่างกว้างขวาง เหมาะสำหรับอาหารที่มีความหนืดต่ำ เป็นเนื้อเดียวกัน ไม่มีชิ้นเนื้อปน เช่น น้ำนม น้ำผลไม้ เครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ซุปใส และ เครื่องดื่มต่างๆ

กระบวนการแปรรูปอาหารที่ใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น ได้แก่

• กระบวนการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน เพื่อทำให้อุณหภูมิของอาหารเหลว เพิ่มขึ้น หรือลดลง อย่างรวดเร็วในช่วงให้ความร้อนเพื่อฆ่าเชื้ออาหารเหลว และทำให้อาหารเหลวเย็นลงหลังผ่านการฆ่าเชื้อแล้ว โดยใช้ใน

– การพาสเจอไรซ์ (pasteurization) แบบต่อเนื่อง (in-line pasteurization)

– ยูเอชที (UHT)

• การทำให้เข้มข้น ด้วยเครื่องระเหย (evaporator) เรียกว่า plate evaporator

 

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใน in-line pasteurization

Balance tank Feed pump Flow controller Regenerative preheating sections Centrifugal clarifier Heating section Holding tube Booster pump Hot water heating system Regenerative cooling sections Cooling sections Flow diversion valve Control panel

คุณลักษณะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนที่สัมผัสกับอาหารโดยตรง

ส่วนต่างๆ ของอุปกรณ์เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่นที่ใช้สัมผัสกับอาหาร (food contact surface) โดยตรงจะต้องออกแบบให้ถูกสุขลักษณะ (hygenic design) วัสดุที่ใช้ ทั้งแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน ประเก็น (gasget) และชิ้นส่วนที่สัมผัสอาหาร ต้องปลอดภัย ตัวแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อนทำด้วยเหล็กกล้าไร้สนิม (stainless steel) คุณภาพสูง วัสดุทุกชนิดที่สัมผัสอาหารต้องสามารถทนความร้อนในช่วงอุณหภูมิใช้งาน ไม่เกิดการปนเปื้อนกับอาหาร ไม่รั่วซึม สามารถล้างทำความสะอาดได้ง่าย หรือทำความสะอาดด้วยระบบการล้างแบบไม่แยกชิ้นส่วน (cleaning in place) ได้

การเกิดตะกรันบนเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น

ระหว่างการใช้งาน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น จะเกิดคราบตะกรัน (fouling) บริเวณผิวของแผ่นแลกเปลี่ยนความร้อน ทำให้ประสิทธิภาพของการและเปลี่ยนความร้อนลดลง และเป็นแหล่งสะสมของจุลินทรีย์

 

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ

Tubular heat exchanger หรืออาจเรียกว่า tube in tube heat exchanger คือ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) ที่ ใช้อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมอาหาร เพื่อการเพิ่มหรือลดอุณหภูมิของอาหาร โดยมีลักษณะเป็นท่อซ้อนกัน ของไหลเคลื่อนที่อยู่บริเวณที่ว่างระหว่างท่อ เพื่อเปลี่ยนความร้อน โดยไม่มีการสัมผัสกันโดยตรงการไหลของของไหลในท่อ อาจ ไหลแบบสวนทางกัน (counter current flow) หรือไหลทางเดียวกัน (pararelle flow หรือ co-current flow) ก็ได้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ อาจเป็นชนิดท่อซ้อนกัน 2 ชั้น (double tube heat exchager) หรือท่อซ้อนกัน 3 ชั้น (triple-tube heat exchanger)

ผิวของท่อแลกเปลี่ยนความร้อน อาจเป็นแบบผิวเรียบ (straigth tube) หรือท่อมีผิวเป็นลอน (corrugated tube) เพื่อเพิ่มสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน

การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อในอุตสหกรรมอาหาร

ในอุตสาหกรรมอาหารใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ (tubular heat exchanger) ในกระบวนการแปรรูปอาหารด้วยความร้อน (thermal processing) ที่มีการผลิตแบบต่อเนื่อง ใช้ได้กับอาหารเหลวหลายชนิด ทั้งอาหารที่เป็นเนื้อเดียวกัน อาหารที่มีความหนืด และอาหารที่มีชิ้นเนื้อ กาก (pulp) เช่น น้ำส้มที่มีถุงส้มแขวนลอยอยู่ หรือใยอาหาร การแลกเปลี่ยนความร้อนด้วยเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบท่อ จะเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็ว เหมาะกับอาหารที่คุณภาพไวต่อความร้อน เช่น- in-line pasteurizationเพื่อการพาสเจอไรซ์ (pasteurization) อาหารเหลว เช่น น้ำนมพาสเจอร์ไรซ์ น้ำผลไม้ ไอศกรีม ซุป

 

Scraped surface heat exchanger หมายถึง เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน (heat exchanger) ที่ลักษณะเป็นท่อ (cylinder) 2 ชั้น ท่อชั้นนอกบรรจุตัวกลางความร้อน เช่น ไอน้ำ น้ำร้อน หรือความเย็น เช่น สารทำความเย็น (refrigerant) เพื่อแลกเปลี่ยนความร้อนกับอาหารเหลว ที่เคลื่อนที่เข้าไปในท่อชั้นใน ภายในท่อมีใบมีดขูดผิว (scraper blade) หุ้มด้วยพลาสติกลามิเนต หรือพลาสติกหล่อ ที่ติดอยู่รอบแกนหมุน (rotor) มีหน้าที่ขูดอาหารที่ผิวท่ออย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกันการเกาะติดของอาหาร กับผนังท่อ และเพิ่มอัตราการถ่ายเทความร้อน

 

scrape surface heat exchangerที่มา: www.apv.com	ที่มา : http://www.rheoheat.se/b17_heat.html

 

การใช้เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ scraped surface heat exchanger ในอุตสาหกรรมอาหาร

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบ scraped surface heat exchanger นิยมใช้ในการแลกเปลี่ยนความร้อนแก่อาหารเหลวชนิดที่มีความหนืดสูง เช่น ไอศกรีม (ice cream) มะเขือเทศเข้มข้น น้ำผลไม้เข้มข้น ซอส และยังใช้ในกระบวนการทำให้เข้มด้วยด้วยการแช่เยือกแข็ง (freeze concentration)

 

• Plate Heat Exchanger บริการ ออกแบบ  ซ่อม บริการอะไหล่ ปะเก็นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน

  Alfa Laval, APV, GEA Ecoflex, GEA Alhborn , Schmidt , Transter, SWEP, Sondex , Mueller, Hisaka

• Shell and Tube Heat Exchanger

เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน Thermal Design ออกแบบ โดย Software HTRI และ Mechanical Design ออกแบบ (COMPRESS by CODE WARE) ซึ่งเป็นซอฟแวร์ระดับโลก ใช้งานอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม และ ปิโตรเคมี เราเป็นผู้เชี่ยวชาญในทุกด้านของงาน Thermal Engineering (การแลกเปลี่ยนความร้อน)*