Asal Usul Penukar Haba Permukaan yang Dikikis

Asal Usul Penukar Haba Permukaan yang Dikikis

Asal usul dan perkembangan penukar haba permukaan yang dikikis dapat dikesan kembali ke awal abad ke-20. Penciptaannya bukanlah kejayaan dalam sekelip mata tetapi sebaliknya merupakan tindak balas terhadap batasan yang wujud dalam penukar haba tradisional ketika berurusan dengan bahan tertentu.

Asal Teras: 1920-an - 1930-an

Konsep dan reka bentuk awal penukar haba permukaan yang dikikis terbentuk terutamanya dalam tempoh ini, didorong oleh industri makanan, terutamanya dalam pengeluaran marjerin dan aiskrim.

1. Masalah yang Perlu Diatasi:

o Bahan Kelikatan Tinggi: Bahan seperti mentega, campuran aiskrim dan jem sangat likat dan mempunyai kebolehaliran yang lemah dalam penukar haba tiub atau plat tradisional, mudah tersumbat dan mengakibatkan kecekapan pemindahan haba yang sangat rendah.

o Kepekaan Ricih: Pembentukan hablur lemak atau hablur ais dalam bahan-bahan ini memerlukan kawalan yang tepat. Penyejukan yang kuat atau tidak sekata boleh menyebabkan tekstur kasar dan rasa yang tidak enak.

o Pengotoran dan Pengotoran: Bahan yang mengandungi gula atau protein cenderung untuk memejal dan mengarak pada permukaan pemanasan, bukan sahaja menjejaskan pemindahan haba tetapi juga menyebabkan kemerosotan produk dan kesukaran dalam pembersihan peralatan.

2. Perintis dalam Teknologi:

o Salah satu paten terawal untuk penukar haba permukaan yang dikikis boleh dikesan kembali ke akhir 1920-an hingga awal 1930-an. Contohnya, sekitar tahun 1928, jurutera di Gerhard Company di Jerman (kemudiannya sebahagian daripada Kumpulan APV) telah membuat kerja perintis dalam bidang ini.

o Tokoh penting lain ialah CO (Charlie) Linn, yang mereka bentuk penukar haba permukaan kikis pertama yang berjaya secara komersial untuk bahagian Votator di Girdler Corporation di Amerika Syarikat (sekitar 1933-1935). Peranti ini pada asalnya dicipta untuk pengeluaran marjerin secara berterusan. Nama "Votator" juga menjadi sinonim dengan penukar haba permukaan kikis untuk masa yang lama.

Titik Inovatif Prinsip Kerja

Reka bentuk teras penukar haba permukaan yang dikikis dengan bijak menangani masalah di atas:

• Tindakan Mengikis: Di dalam silinder pertukaran haba, rotor yang dilengkapi dengan pengikis berputar pada kelajuan tinggi. Pengikis, di bawah daya emparan atau pegas, melekat rapat pada dinding silinder, sentiasa mengikis filem bahan pada dinding dalam.

• Empat Kelebihan Utama:

1. Pembaharuan Berterusan Permukaan Pemindahan Haba: Mencegah lekatan dan pengotoran bahan, mengekalkan kecekapan pemindahan haba yang sangat tinggi.

2. Pencampuran dan Pengguntingan Seragam: Memastikan pemanasan dan penyejukan seragam seluruh bahan dan memberikan daya ricih yang boleh dikawal, yang penting untuk proses penghabluran (seperti penghabluran lemak dan pembentukan kristal ais).

3. Pengendalian Kelikatan yang Sangat Tinggi: Tindakan pengikisan dan tolakan mekanikal membolehkannya mengendalikan cecair yang berkerak, berkrim dan juga berbutir yang tidak dapat dikendalikan oleh penukar haba tradisional.

4. Masa Kediaman yang Amat Singkat: Bahan tersebut melalui penukar haba dalam filem nipis, menjadikannya sangat sesuai untuk bahan sensitif haba dan memaksimumkan pemeliharaan rasa, warna dan nutrisi produk.

Pembangunan dan Popularisasi

• 1940-an - 1950-an: Dengan pecutan perindustrian makanan sebelum dan selepas Perang Dunia II, penukar haba permukaan yang dikikis telah digunakan dengan pantas dalam industri tenusu, jem dan sos. Pembekuan aiskrim yang berterusan merupakan satu lagi aplikasi penting.

• 1960-an hingga Kini: Bidang aplikasinya telah berkembang daripada industri makanan kepada industri kimia, farmaseutikal, petrokimia dan polimer plastik. Ia digunakan untuk mengendalikan cecair yang mencabar seperti leburan polimer, parafin, asfalt, kosmetik dan farmaseutikal.

• Kemajuan Teknologi: Penukar haba permukaan kikis moden telah mencapai kemajuan yang ketara dalam bahan (seperti penggunaan salutan keras tahan haus dan tahan kakisan), teknologi pengedap, kawalan automasi (kawalan suhu, tekanan dan kelajuan yang tepat), dan reka bentuk modular.

Ringkasan

Asal usul penukar haba pengikis boleh ditemui dengan tepat pada tahun 1920-an dan 1930-an. Ia dicipta untuk memenuhi permintaan proses pemanasan berterusan, penyejukan, penghabluran dan pensterilan bahan berkelikatan tinggi dan sensitif haba dalam industri makanan. Ciptaannya merupakan peristiwa penting dalam sejarah peralatan industri proses, mengembangkan fungsi "pertukaran haba" yang mudah kepada operasi gabungan "pertukaran haba dan pemprosesan mekanikal". Sehingga hari ini, ia masih memainkan peranan yang tidak dapat digantikan dalam banyak bidang perindustrian.