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CIP/SIP-fähiger Mischer-Wärmeübertrager für Lebensmittel

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17.02.2009 Der Mischer-Wärmeübertrager vom Typ CSE-XR wurde speziell für Wärme-übertragungsvorgänge im laminaren Strömungsbereich entwickelt. Er wird beispielsweise in der Süßwaren- und Schokoladenindustrie sowie auch in der milchverarbeitenden Industrie eingesetzt. Voraussetzung für einen erfolgreichen Einsatz sind eine sehr gute In-situ-Reinigungs- und Sterilisierfähigkeit (CIP/SIP) und die totzonenfreie Konstruktion.

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Entscheider-Facts

  • Der Mischer-Wärmeübertrager vom Typ CSE-XR wurde speziell für Wärmeübertragungsvorgänge im laminaren Strömungsbereich entwickelt.
  • Die wichtigsten Charakteristika dieser Konstruktion sind die Kompaktheit, die Reinigungsfähigkeit (CIP) sowie auch die Fähigkeit, das zu temperierende Produkt zu mischen.
  • Durch die Kombination von Wärmeübertragung und Mischleistung wird eine Verbesserung der Produktqualität erzielt.
  • Der Mischer-Wärmeübertrager verbindet die Vorteile von Plattenwärmeübertragern und Kratzkühlern, ohne deren Nachteile zu besitzen.
  • Der Mischer-Wärmeübertrager zeichnet sich durch ein sehr gutes Verweilzeitverhalten aus.

Da in der Lebensmittelindustrie meist Produktgemische verarbeitet werden, sind Informationen über die Stoffdaten meist dürftig. Mit neuen Testgeräten können mit geringem Aufwand Wärmeleitfähigkeit, spezifische Wärmekapazität und auch die mittlere Viskosität ermittelt werden. Für eine zuverlässige Messung werden 0,2 bis 0,5l als Referenzflüssigkeit benötigt. Diese Messungen sichern eine korrektes Dimesnionieren des laminaren Wärmeübertragers und ermöglichen einen sicheren und wirtschaftlichen Betrieb.

Kombiwirkung verbessertProduktqualität

Der Mischer-Wärmeübertrager vom Typ CSE-XR wurde speziell für Wärmeübertragungsvorgänge im laminaren Strömungsbereich entwickelt. Er besteht aus statischen Mischelementen und einem Rohrbündel, in dessen Innern sich ein Wärmeträgermedium befindet, während das Produkt außen fließt und die statischen Mischelemente sowie die Rohrbündel umströmt.

Die wichtigsten Charakteristika dieser Konstruktion sind die Kompaktheit, die Reinigungsfähigkeit (CIP) und die Fähigkeit, das zu temperierende Produkt zu mischen. Durch die Kombination von Wärmeübertragung und Mischleistung wird eine Verbesserung der Produktqualität und eine annähernde Kolbenströmung erreicht. Der Mischer-Wärmeübertrager verbindet die Vorteile von Plattenwärmeübertragern und Kratzkühlern, ohne deren Nachteile zu besitzen.
So verfügt der Mischer-Wärmeübertrager über eine große Wärmeübertragungsfläche, ohne dass diese Totzonen aufweist. Die sehr gute Inline-Reinigungsfähigkeit ermöglicht darüber hinaus auch die Verarbeitung von hochviskosen Produkten. Das Bündel lässt sich zu Inspektionszwecken mit wenigen Handgriffen als ein einziges Teil ausbauen. Darüber hinaus erzeugt der Apparat einen sehr hohen Wärmeübergang, ohne dass dabei eine lokale Wärmeentwicklung und hohe Scherraten auftreten. Zudem gibt es keine Verschleiß-oder Abdichtungsprobleme, die sonst aufgrund der sich drehenden Apparateteilen entstehen können (statischer Mischer-Wärmeübertrager).
Für Produkte, die unter herkömmlichen Prozessbedingungen kristallisieren oder gefrieren können, stehen Sonderlösungen zur Verfügung, bei denen das Register des Mischer-Wärmeübertragers axial bewegt werden kann und somit im laufenden Betrieb die Wärmeübertragungsrohre reinigt. Der Mischer-Wärmeübertrager wird für folgende Anwendungen eingesetzt:

  • zum Temperieren pastöser Nahrungsmittel jeglicher Art,
  • als Nachkühler von Rührwerkskugelmühlen,
  • zum Herstellen von Creme, Schokolade und Kuvertüre,
  • zum Temperieren von Kakaomasse und Kakaobutter,
  • zum Verarbeiten von Karamel oder Lakritze,
  • als Kocher von Süßigkeiten und anderen Nahrungsmitteln,
  • zum Verarbeiten von Fetten und
  • zur Herstellung von Kosmetika.

Für hochviskose und temperatursensitive Produkte geeignet

Die wichtigsten konstruktiven Merkmale des Mischer-Wärmeübertragers sind:

  • die Mischer-Wärmeübertrager-Fläche ist als kompaktes Paket ausbaubar;
  • die gesamte Oberfläche kann kontrolliert in situ gereinigt (CIP) und auch sterilisiert (SIP) werden;
  • der Mischer-Wärmeübertrager-Querschnitt ist in der Hauptströmungsrichtung geometrisch überall definiert und reduziert die unzureichende Vermischung auf ein Minimum, so dass stets eine enge Verweilzeitverteilung gewährleistet ist;
  • aufgrund der hohen volumenspezifischen Wärmeübertragungsfläche ist der Mischer-Wärmeübertrager für hochviskose Flüssigkeiten und für temperatursensitive Medien ganz besonders gut geeignet.

 

Bei vielen hochviskosen Anwendungen ist das Ermitteln der Stoffwerte gundsätzlich schwierig. Stoffwerte aus der Literatur sind lediglich grobe Informationen, da sich bei Gemischen insbesondere die Wärmeleitfähigkeit erheblich verändern kann. In Fällen, wo lediglich dürftige Informationen vorhanden sind, können mit geringem Aufwand Versuche durchgeführt werden. Dazu werden etwa 0,2 bis 0,5l des Produktes benötigt. Die Resultate ermöglichen die exakte Dimensionierung des Wärmeübertragers.

Der Mischer-Wärmeübertrager zeichnet sich vor allem durch ein sehr gutes Verweilzeitverhalten aus. Ein praktischer Erfahrungswert hat gezeigt , dass der Apparat je nach Prozessmedium nach 2- bis 4-fach gespültem Volumen bereits einwandfrei sauber ist. In der Reaktionstechnik sind je nach Baulänge Bodenstein-Zahlen von bis zu Bo = 400 erreichbar; dies entspricht annähernd einer idealen Pfropfenströmung.

Heftausgabe: Februar-März 2009
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Martin Däscher , Projektleitungund Verkauf Fluitec

Über den Autor

Martin Däscher , Projektleitungund Verkauf Fluitec

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