熱交換器旨在優化在加工和原位清潔(CIP)過程中從一種氣體或液體到另一種氣體或液體的熱傳遞。因結垢或老化而降低的換熱器性能會導致額外的運行和能源成本,以補償目標溫度的差距。因此,換熱器清洗和維護對于保持系統正常運行非常重要。定期進行換熱器維保可確保設備處于工作狀態并有助于防止緊急維修。如果換熱器需要計劃外停機,換熱器清洗的成本與生產損失的成本相比很小。
傳熱表面上的產品或化學沉積物會削弱換熱器的傳熱能力,要定期進行換熱器除垢以保持高性能并防止加工中斷。換熱器結垢,或減少傳熱表面上的沉積物積聚,會導致多種成本:停產造成的生產損失、清潔重垢沉積物的維護費用、更換堵塞的設備。
1. 流體溫度
水可以從碳酸鈣 (CaCO3) 等礦物質中產生水垢。隨著溫度的升高,鹽會沉積在換熱器表面。同樣,隨著食品加工過程中溫度的升高,可能會發生生物生長。
2. 流體性質
例如,在牛奶加工過程中,結垢通過減少沉積物增長造成的流量,導致換熱器兩端的壓降升高。在乳制品工業中,來自牛奶和乳制品的蛋白質、脂肪、糖和礦物質可能會從溶液中析出并沉積在換熱器表面和骯臟的通道上。
3. 流體速度
在大多數情況下,在較高的流體速度下污垢會減少,因為增加的流速會增加流體剪切應力,從而導致更多的沉積物清理。對于顆粒污染,增加流速可減少污染。但對于較強的沉積物,增加流速超過特定點可能不會顯著減少結垢,并且在非常強烈的沉積物的情況下,增加流速可能沒有其他影響。