Intercambiador de superficie raspada

INTERCAMBIADOR DE CALOR DE SUPERFICIE RASPADA (SSHE)

Son intercambiadores de calor de tubos coaxiales diseñados para el trabajo con productos de viscosidad elevada. Pueden soportar grandes presiones de trabajo en el lado del producto (hasta 40 bar), de forma que cualquier alimento que pueda ser bombeado pueda ser tratado en estos aparatos. Están constituidos por dos tubos concéntricos, puestoscasi siempre en posición vertical. El producto circulará por el espacio central, mientras que el fluido calor portador lo hará en contracorriente por el anular entre los 2 tubos que toma la forma de una camisa de calefacción. En el espacio central se dispone de un rotor que monta una serie de palas solidarias que consiguen mantener en continua agitación al producto evitando además de queproduzcan depósitos en la superficie de intercambio. Estos cambiadores pueden montarse con diferentes tipos de rotores para ajustar su trabajo a distintos productos y aplicaciones. Los rotores más pequeños permiten el trabajo con las partículas de 25mm, mientras que los de mayor diámetro dan lugar a tiempos de residencia menores y mejoran el rendimiento térmico al reducir el espesor del producto (A.Casp, 2003).

a) Aplicaciones:
Este tipo de equipos se utilizan como intercambiadores para calentamiento o enfriamiento simples, pero también como pasteurizador o esterilizador de platillos cocinados u otros productos a granel; como cristalizador, preferentemente para la crioconcentración; o como evaporador de productos viscosos. Se usa en materiales que tienen viscosidades tan altas como 1000Pa s, se dispone de diseños especiales. (Mafart, 1994). Se destinan a los productos viscosos, en concreto a productos pastosos: purés, concentrados de jugo de tomate, helados, etc. Los intercambiadores de calor de superficie raspada tienen aplicaciones en alimentos para calentamiento, enfriamiento, cristalización, atemperado, esterilización, pasteurización, polimerización y gelatinización (A.Casp, 2003).

b) Conformación
Los intercambiadores de calor de superficie raspada (figura 2) están conformados por un conjunto de tubos largos que tienen una superficie externa escarpada, los tubos se encuentran enchaquetados dentro de una coraza metálica y colocados junto a un rotor de hélices (hojas o cuchillas) que giran mediante una flecha raspando la pared, moviéndose a baja velocidadpara impulsar el fluido más denso a través de todo el intercambiador, minimizando de esta manera los problemas de obstrucción y mejorando las velocidades de transferencia de calor, aprovechándose de esta manera el efecto combinado de turbulencia mecánica inducida, reacción de película y mezclado del producto. La resistencia de la película viscosa es ampliamente reducida por el raspado o limpiado dela pared de transferencia. Al mismo tiempo, la caída de presión ya que la sección transversal disponible al flujo es considerablemente grande (Chemetron, 1976).

FIGURA . Intercambiador de calor de superficie raspada (Chemetron, 1976).

c) Operación
El funcionamiento del intercambiador de calor de superficie raspada consiste esencialmente en un tubo dentro de otro tubo como se mencionó conanterioridad. El vapor fluye por un espacio entre los dos tubos en tanto que el alimento pasa por el tubo interior. El tubo interior también está provisto por un eje giratorio (también llamado mutador, rotapro, rotor o dasher) equipado con cuchillas raspadoras para prevenir que el alimento se adhiera y se queme sobre la superficie del cambiador de calor. En contacto con la superficie caliente, lacapa delgada de alimento puede alcanzar la temperatura de esterilización en un segundo o menos. Esta esterilización se realiza a temperaturas extremadamente altas, tal como 1-2 s, a 149ºC. Después hay que enfriar rápidamente el alimento estéril, ya que a temperaturas tan altas la calidad del producto puede ser dañada en segundos. El enfriamiento rápido puede lograrse por medio de los mismos...