Oprindelsen af skrabede overfladevarmevekslere
Oprindelsen og udviklingen af skrabede overfladevarmevekslere kan spores tilbage til begyndelsen af det 20. århundrede. Deres skabelse var ikke en succes natten over, men snarere et svar på de iboende begrænsninger ved traditionelle varmevekslere, når de håndterer specifikke materialer.
Kerneoprindelse: 1920'erne - 1930'erne
Konceptet og det oprindelige design af skrabede overfladevarmevekslere blev hovedsageligt dannet i denne periode, drevet af fødevareindustrien, især inden for produktion af margarine og is.
1. Problemer, der skal løses:
o Materialer med høj viskositet: Materialer som smør, isblanding og marmelade er ekstremt viskøse og har dårlig flydeevne i traditionelle rør- eller pladevarmevekslere, hvilket let tilstopper og resulterer i meget lav varmeoverføringseffektivitet.
o Forskydningsfølsomhed: Dannelsen af fedtkrystaller eller iskrystaller i disse materialer kræver præcis kontrol. Intens eller ujævn afkøling kan føre til en grov tekstur og dårlig smag.
o Tilsmudsning og koksdannelse: Materialer, der indeholder sukker eller protein, har en tendens til at størkne og karamellisere på varme overflader, hvilket ikke kun påvirker varmeoverførslen, men også forårsager produktforringelse og vanskeligheder med rengøring af udstyr.
2. Pionerer inden for teknologi:
Et af de tidligste patenter for skrabede overfladevarmevekslere kan spores tilbage til slutningen af 1920'erne til begyndelsen af 1930'erne. For eksempel udførte ingeniører hos Gerhard Company i Tyskland (senere en del af APV Group) omkring 1928 banebrydende arbejde på dette område.
En anden nøglefigur var CO (Charlie) Linn, som designede den første kommercielt succesfulde skrabevarmeveksler til Votator-divisionen af Girdler Corporation i USA (omkring 1933-1935). Denne enhed blev oprindeligt opfundet til kontinuerlig produktion af margarine. Navnet "Votator" blev endda synonymt med skrabevarmevekslere i lang tid.
Innovative arbejdspunkter
Kernedesignet af skrabede overfladevarmevekslere adresserer på genial vis ovenstående problemer:
• Skrabende funktion: Inde i varmevekslercylinderen roterer en rotor udstyret med skrabere med høj hastighed. Skraberne klæber tæt til cylindervæggen under påvirkning af centrifugalkraft eller fjedre og skraber konstant materialefilmen af på den indvendige væg.
• Fire store fordele:
1. Kontinuerlig fornyelse af varmeoverføringsoverfladen: Forhindrer materialevedhæftning og tilsmudsning og opretholder dermed ekstremt høj varmeoverføringseffektivitet.
2. Ensartet blanding og forskydning: Sikrer ensartet opvarmning og afkøling af hele materialet og giver en kontrollerbar forskydningskraft, hvilket er afgørende for krystallisationsprocessen (såsom fedtkrystallisation og dannelse af iskrystal).
3. Håndtering af ekstremt høj viskositet: Den mekaniske skrabning og skubning gør det muligt at håndtere pastaagtige, cremede og endda granulerede væsker, som traditionelle varmevekslere ikke kan håndtere.
4. Ekstremt kort opholdstid: Materialet passerer gennem varmeveksleren i en tynd film, hvilket gør det yderst velegnet til varmefølsomme materialer og maksimerer bevarelsen af produktets smag, farve og næringsindhold.
Udvikling og popularisering
• 1940'erne - 1950'erne: Med den accelererende fødevareindustrialisering før og efter Anden Verdenskrig blev skrabede overfladevarmevekslere hurtigt anvendt i mejeri-, marmelade- og sauceindustrien. Kontinuerlig frysning af is var en anden milepælsanvendelse.
• 1960'erne til i dag: Deres anvendelsesområder har udvidet sig fra fødevareindustrien til den kemiske, farmaceutiske, petrokemiske og plastpolymerindustrien. De bruges til at håndtere udfordrende væsker såsom polymersmelter, paraffin, asfalt, kosmetik og lægemidler.
• Teknologiske fremskridt: Moderne skrabede overfladevarmevekslere har gjort betydelige fremskridt inden for materialer (såsom brugen af slidstærke og korrosionsbestandige hårde belægninger), tætningsteknologi, automatiseringsstyring (præcis styring af temperatur, tryk og hastighed) og modulært design.
Oversigt
Skrabervarmevekslerens oprindelse kan præcist lokaliseres til 1920'erne og 1930'erne. Den blev opfundet for at imødekomme proceskravene til kontinuerlig opvarmning, afkøling, krystallisering og sterilisering af højviskøse og varmefølsomme materialer i fødevareindustrien. Dens opfindelse var en betydelig milepæl i processens udstyrs historie, idet den udvidede den simple "varmevekslings"-funktion til en kombineret operation af "varmeveksling og mekanisk bearbejdning". Den dag i dag spiller den stadig en uerstattelig rolle i mange industrielle områder.
Udsendelsestidspunkt: 20. oktober 2025