स्क्रॅप केलेल्या पृष्ठभागाच्या उष्णता विनिमयकर्त्यांची उत्पत्ती

स्क्रॅप केलेल्या पृष्ठभागाच्या उष्णता विनिमयकर्त्यांची उत्पत्ती

स्क्रॅप केलेल्या पृष्ठभागावरील उष्णता विनिमयकांची उत्पत्ती आणि विकास २० व्या शतकाच्या सुरुवातीला शोधला जाऊ शकतो. त्यांची निर्मिती एका रात्रीत मिळालेली यशस्वीता नव्हती तर विशिष्ट सामग्रीशी व्यवहार करताना पारंपारिक उष्णता विनिमयकांच्या अंतर्निहित मर्यादांना प्रतिसाद म्हणून झाली होती.

मूळ मूळ: १९२० - १९३० चे दशक

स्क्रॅप केलेल्या पृष्ठभागावरील उष्णता विनिमयकर्त्यांची संकल्पना आणि प्रारंभिक रचना प्रामुख्याने याच काळात तयार झाली, जी अन्न उद्योगाद्वारे चालविली गेली, विशेषतः मार्जरीन आणि आइस्क्रीमच्या उत्पादनात.

१. सोडवायच्या समस्या:

o उच्च स्निग्धता असलेले पदार्थ: बटर, आइस्क्रीम मिक्स आणि जॅम सारखे पदार्थ अत्यंत स्निग्ध असतात आणि पारंपारिक ट्यूब किंवा प्लेट हीट एक्सचेंजर्समध्ये त्यांची प्रवाहक्षमता कमी असते, ज्यामुळे ते सहजपणे अडकतात आणि परिणामी उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमता खूप कमी होते.

o कातरण्याची संवेदनशीलता: या पदार्थांमध्ये चरबीचे स्फटिक किंवा बर्फाचे स्फटिक तयार होण्यासाठी अचूक नियंत्रण आवश्यक असते. तीव्र किंवा असमान थंडीमुळे खडबडीत पोत आणि खराब चव येऊ शकते.

o घाण आणि कोकिंग: साखर किंवा प्रथिने असलेले पदार्थ गरम पृष्ठभागावर घट्ट होतात आणि कॅरॅमलाइज होतात, ज्यामुळे केवळ उष्णता हस्तांतरणावर परिणाम होत नाही तर उत्पादन खराब होते आणि उपकरणे स्वच्छ करण्यात अडचण येते.

२. तंत्रज्ञानातील प्रणेते:

o स्क्रॅप केलेल्या पृष्ठभागावरील उष्णता विनिमयकांसाठीच्या सर्वात जुन्या पेटंटपैकी एक १९२० च्या दशकाच्या उत्तरार्धापासून ते १९३० च्या दशकाच्या सुरुवातीपर्यंतचा आहे. उदाहरणार्थ, १९२८ च्या सुमारास, जर्मनीतील गेरहार्ड कंपनीतील अभियंत्यांनी (नंतर एपीव्ही ग्रुपचा भाग) या क्षेत्रात अग्रगण्य काम केले.

o आणखी एक प्रमुख व्यक्ती म्हणजे सीओ (चार्ली) लिन, ज्यांनी युनायटेड स्टेट्समधील गर्डलर कॉर्पोरेशनच्या व्होटेटर विभागासाठी (सुमारे १९३३-१९३५) पहिले व्यावसायिकदृष्ट्या यशस्वी स्क्रॅप्ड पृष्ठभाग उष्णता विनिमयकार डिझाइन केले. हे उपकरण मूळतः मार्जरीनच्या सतत उत्पादनासाठी शोधले गेले होते. "व्होटेटर" हे नाव बराच काळ स्क्रॅप्ड पृष्ठभाग उष्णता विनिमयकारांचे समानार्थी बनले.

कार्य तत्वाचे नाविन्यपूर्ण मुद्दे

स्क्रॅप केलेल्या पृष्ठभागावरील उष्णता विनिमयकर्त्यांची मुख्य रचना वरील समस्यांचे कुशलतेने निराकरण करते:

• स्क्रॅपिंग अॅक्शन: उष्णता विनिमय सिलेंडरच्या आत, स्क्रॅपर्सने सुसज्ज असलेला रोटर उच्च वेगाने फिरतो. स्क्रॅपर्स, केंद्रापसारक बल किंवा स्प्रिंग्सच्या बळावर, सिलेंडरच्या भिंतीला जवळून चिकटतात, आतील भिंतीवरील मटेरियल फिल्म सतत स्क्रॅप करतात.

• चार प्रमुख फायदे:

१. उष्णता हस्तांतरण पृष्ठभागाचे सतत नूतनीकरण: अत्यंत उच्च उष्णता हस्तांतरण कार्यक्षमता राखून, सामग्रीचे चिकटणे आणि दूषित होणे प्रतिबंधित करते.

२. एकसमान मिश्रण आणि कातरणे: संपूर्ण सामग्रीचे एकसमान गरम आणि थंड होण्याची खात्री देते आणि नियंत्रित करण्यायोग्य कातरणे शक्ती प्रदान करते, जे स्फटिकीकरण प्रक्रियेसाठी (जसे की चरबीचे स्फटिकीकरण आणि बर्फाचे स्फटिक निर्मिती) महत्त्वपूर्ण आहे.

३. अत्यंत उच्च स्निग्धतेची हाताळणी: यांत्रिक स्क्रॅपिंग आणि पुशिंग अॅक्शनमुळे ते पेस्टी, मलईदार आणि अगदी दाणेदार द्रवपदार्थ हाताळण्यास सक्षम होते जे पारंपारिक उष्णता विनिमय करणारे हाताळू शकत नाहीत.

४. अत्यंत कमी वेळ: हे साहित्य उष्णता एक्सचेंजरमधून पातळ आवरणात जाते, ज्यामुळे ते उष्णता-संवेदनशील पदार्थांसाठी अत्यंत योग्य बनते आणि उत्पादनाची चव, रंग आणि पोषण जास्तीत जास्त जतन होते.

विकास आणि लोकप्रियता

• १९४० - १९५० चे दशक: दुसऱ्या महायुद्धापूर्वी आणि नंतर अन्न औद्योगिकीकरणाच्या गतीसह, दुग्धशाळा, जाम आणि सॉस उद्योगांमध्ये स्क्रॅप केलेल्या पृष्ठभागावरील उष्णता विनिमयकांचा वापर वेगाने होऊ लागला. आईस्क्रीम सतत गोठवणे हा आणखी एक महत्त्वाचा अनुप्रयोग होता.

• १९६० ते आत्तापर्यंत: त्यांचे वापराचे क्षेत्र अन्न उद्योगापासून ते रसायन, औषधनिर्माण, पेट्रोकेमिकल आणि प्लास्टिक पॉलिमर उद्योगांपर्यंत विस्तारले आहे. पॉलिमर वितळणे, पॅराफिन, डांबर, सौंदर्यप्रसाधने आणि औषधनिर्माण यासारख्या आव्हानात्मक द्रवपदार्थांना हाताळण्यासाठी त्यांचा वापर केला जातो.

• तांत्रिक प्रगती: आधुनिक स्क्रॅप केलेल्या पृष्ठभागावरील उष्णता विनिमयकर्त्यांनी साहित्य (जसे की पोशाख-प्रतिरोधक आणि गंज-प्रतिरोधक हार्ड कोटिंग्जचा वापर), सीलिंग तंत्रज्ञान, ऑटोमेशन नियंत्रण (तापमान, दाब आणि गतीचे अचूक नियंत्रण) आणि मॉड्यूलर डिझाइनमध्ये लक्षणीय प्रगती केली आहे.

सारांश

स्क्रॅपर हीट एक्सचेंजरचा उगम १९२० आणि १९३० च्या दशकात झाला हे अगदी अचूकपणे शोधता येते. अन्न उद्योगात उच्च-स्निग्धता आणि उष्णता-संवेदनशील पदार्थांचे सतत गरम करणे, थंड करणे, स्फटिकीकरण करणे आणि निर्जंतुकीकरण करणे या प्रक्रियांच्या मागण्या पूर्ण करण्यासाठी याचा शोध लावण्यात आला. त्याचा शोध प्रक्रिया उद्योग उपकरणांच्या इतिहासातील एक महत्त्वाचा टप्पा होता, ज्याने साध्या "उष्णता विनिमय" कार्याचा विस्तार "उष्णता विनिमय आणि यांत्रिक प्रक्रिया" च्या एकत्रित ऑपरेशनमध्ये केला. आजही, ते अनेक औद्योगिक क्षेत्रात एक अपूरणीय भूमिका बजावते.