Salto quantico: il segreto per una configurazione ottimale dello scambiatore di calore
Quantum è uno strumento di selezione e progettazione per la gamma completa di Tetra Pak® Tubular Heat Exchanger, compresi i design da prodotto a prodotto (P2P). Si basa sul know-how accumulato in oltre 20 anni da Tetra Pak. A titolo di esempio, può importare dati dal database di Tetra Pak contenente letture per 8.000 diversi fluidi utilizzati nell'industria alimentare.
"Per rispondere a qualsiasi richiesta di uno scambiatore di calore, in particolare per scambiatori di calore a tubi P2P, è necessario conoscere la composizione del fluido", afferma Inge Kristensson, Application Specialist in Heat Transfer presso Tetra Pak.
Kristensson utilizza Quantum per eseguire calcoli termici basati sulla reologia di un fluido specifico. Il coefficiente di calore varia a seconda del fluido e se contiene o meno particelle.
Il software tiene conto anche della temperatura ambiente media nell'impianto, poiché ciò influisce sulle prestazioni.
I dettagli fanno la differenza
Quantum si spingerà fino a realizzare un progetto meccanico che mostri l'esatto posizionamento dei tubi in un'unità. Lo scambiatore di calore sarà suddiviso in sezioni con tubi configurati per soddisfare i requisiti specifici del fluido e il profilo di temperatura.
Poiché i dati effettivi dell'ampia gamma di prodotti nel database di Tetra Pak sono accessibili al programma Quantum, se un caseificio desidera elaborare una crema con un contenuto di grassi del 30%, il programma può ottenere dati basati su panna con lo stesso contenuto di grassi e comportamento reologico.
Che dire dei succhi, di cui ce ne sono molti, che si comportano tutti in modo leggermente diverso? Il succo di mango, ad esempio, ha fibre relativamente corte, ma si uniscono tra loro per formare lunghe catene. Tali fattori devono essere presi in considerazione per la selezione del tubo.
Se un cliente ha un prodotto completamente nuovo o la sua stessa formulazione ha additivi specifici, può inviare un campione in tutta sicurezza a Tetra Pak per i test di laboratorio. Successivamente il prodotto può essere eseguito in una simulazione Quantum.
Tubi giusti, giusti risultati
"Il vantaggio per il cliente è che le nostre simulazioni sono così accurate che non è necessario sovradimensionare l'unità", afferma Kristensson. "Lo scambiatore di calore è progettato per eseguire un compito specifico con il numero esatto di tubi e questo può far risparmiare denaro al cliente".
Se, dopo l'installazione, il cliente desidera utilizzare un prodotto diverso nello stesso scambiatore di calore o modificare uno dei parametri come la capacità, deve prima consultare Tetra Pak per verificare che il progetto sia adatto. Se necessario, Tetra Pak può consigliare un aggiornamento o una ricostruzione dello scambiatore di calore esistente.
Oltre a massimizzare l'efficienza, Kristensson ritiene che uno dei principali vantaggi di Quantum per i clienti di Tetra Pak sia che esegue il processo di selezione dall'inizio alla fine. "Inizi con il fluido e finisci per selezionare i tubi e decidere il design, il tutto con lo stesso software", afferma. "Possiamo fornire un calcolo esatto del prezzo perché abbiamo una specifica dettagliata di tutte le parti necessarie."
Con 10.000 parti diverse tra cui scegliere per uno scambiatore di calore tubolare Tetra Pak, dato l'elevato numero di fasci tubieri e connessioni, è molto più complicato da progettare rispetto a uno scambiatore di calore a piastre. Tuttavia, Quantum rende il processo di selezione semplice e infallibile.
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Scambiatori di calore per risultati coerenti e di alta qualità
Indipendentemente da ciò che si produce, ad esempio polpette al sugo, una marmellata di fragole, un budino al cioccolato o semplice latte, il processo include il trattamento a caldo, solitamente mediante l'utilizzo di scambiatori di calore. Lo scambiatore di calore utilizzato dipende dalle caratteristiche del prodotto in questione, come la viscosità e le dimensioni delle particelle. I prodotti più complessi e impegnativi, con particelle e viscosità maggiore o variabile, richiedono scambiatori di calore con un più complesso disegno del tubo, al fine di promuovere il corretto flusso di prodotto.
