热交换器设计者的一个普遍做法是,针对含颗粒食品和无颗粒食品采用同样的传统计算工具。可问题是,颗粒的存在会显著改变热交换器中的热流和热动力。利乐就颗粒如何影响热传递展开了一项新的研究调查。
研究表明,一些常用公式会导致计算的出口温度和颗粒食品离开热交换器时实际测量的温度之间存在高达12℃的偏差。为了避免这种情况,热交换器的尺寸通常设计得较大。
另一方面,如果实际温度比预期的要高得多,那么颗粒食品就会受到一定程度的破坏,从而丧失部分味道和色泽。就投资成本而言,热交换器过大的尺寸可能无法得到充分利用,这样既浪费资金又浪费空间。
这项研究在瑞典隆德的利乐产品研发中心进行,历时两年之多,由10名专家组成,其中包括隆德大学专门研究热传递的外部教授和研究助理。该研究对不同种类的颗粒食品进行了测试,例如芒果制品、浓缩汤、酸辣酱和胡萝卜泥。
研究结果清晰地显示了颗粒存在时传热系数的变化情况。不出所料,颗粒物实际上改善了管内的混合情况,因此提高了液相的整体传热系数。
现在,颗粒的影响已经可以量化,因为利乐针对颗粒设计出一种新的传热系数公式,以及一种新的颗粒食品计算工具。新工具被称为PartCalc,并已得到实验数据的验证。该工具现已用于帮助客户优化其颗粒食品的工艺设计。
利乐的实验表明,PartCalc计算的各种颗粒食品离开热交换器时的载液温度与实际温度之间的平均误差不到3℃。这是对传统计算工具的一次重大改进,计算温度与实际温度之间有了更强的关联度,从而使利乐能够更准确地确定颗粒食品热交换系统的尺寸。
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» 减少对环境的影响
"用于表达热量在管壁和液体之间转移效率的传热系数已经清晰,但液体和颗粒之间的传热系数还未可知,"她补充道。"人们一直凭借经验对此进行猜测,因此我们不得不对每一种颗粒产品进行单独试验,从而得到计算结果。但根据我们最近所做的并在白皮书中介绍的研究工作,我们现在有了关于该传热系数如何变化的模型,这取决于颗粒大小、颗粒浓度和液体的粘度。"
下载我们的白皮书, 颗粒食品热处理的内在奥秘,2016年1月,其中包含利乐的新发现和更多有关新型传热系数计算公式的信息。