Los cuatro tipos de intercambiadores de calor de placas en la industria alimentaria

Introducción

El intercambio de calor es fundamental en la industria de alimentos y bebidas para procesos como pasteurización, esterilización, enfriamiento, calentamiento y recuperación de energía. Entre los diversos intercambiadores de calor, los intercambiadores de calor de placas (PHE) son particularmente populares debido a su diseño compacto, alta eficiencia térmica y facilidad de mantenimiento. Hay cuatro tipos principales de intercambiadores de calor de placas utilizados en la industria alimentaria:

Intercambiadores de calor de placas con juntas (GPHE)

Intercambiadores de calor de placas soldadas (BPHE)

Intercambiadores de calor de placas soldadas (WPHE)

Intercambiadores de calor de placas semisoldadas (SWPHE)

Cada uno tiene características únicas adecuadas para aplicaciones específicas dentro del procesamiento de alimentos.

1. Intercambiadores de calor de placas con juntas (GPHE)

Diseño y Estructura
Los intercambiadores de calor de placas con juntas consisten en una pila de placas corrugadas unidas en un marco. Cada placa está sellada con juntas de elastómero que controlan el flujo de fluidos a través de canales alternos.

Características clave
Flexible y útil: las placas y juntas se pueden reemplazar o agregar.

Las placas corrugadas crean turbulencias, lo que mejora la transferencia de calor.

Las juntas permiten un fácil desmontaje y limpieza, lo cual es fundamental para la higiene de los alimentos.

Aplicaciones
Pasteurización de leche, jugo y cerveza.

Enfriamiento de fermentación

Sistemas CIP (limpieza in situ)

Circulación de agua caliente y agua fría.

Ventajas
Excelente higiene: Fácil de limpiar e inspeccionar.

Escalable: las placas se pueden agregar o quitar para satisfacer la demanda.

Alta eficiencia: las placas delgadas ofrecen un excelente rendimiento de transferencia de calor.

Limitaciones
Limitaciones de la junta: No apto para presiones o temperaturas muy altas.

Posibilidad de fugas si las juntas se degradan con el tiempo.

2. Intercambiadores de calor de placas soldadas (BPHE)

Diseño y Estructura
Los BPHE consisten en placas delgadas de acero inoxidable que se sueldan al vacío con cobre o níquel. El resultado es una unidad compacta y sellada sin juntas.

Características clave
Sin juntas: totalmente sellado, lo que lo hace más robusto.

Extremadamente compacto y ahorra espacio.

Adecuado para aplicaciones de alta presión y alta temperatura.

Aplicaciones
Sistemas de enfriamiento de lácteos

Enfriamiento de carbonatación de bebidas

Calentamiento de agua caliente

Evaporadores y condensadores de refrigeración.

Ventajas
Diseño compacto: cabe en espacios reducidos.

Duradero: Resistente a altas presiones y temperaturas.

Bajo mantenimiento: No es necesario reemplazar juntas.

Limitaciones
No reparable: No se puede desmontar ni limpiar mecánicamente.

Menos higiénico para algunas aplicaciones de calidad alimentaria debido a limitaciones de limpieza.

Riesgo de contaminación por cobre en productos sensibles a menos que se utilice soldadura fuerte con níquel.

3. Intercambiadores de calor de placas soldadas (WPHE)

Diseño y Estructura
Los WPHE cuentan con placas que están completamente soldadas entre sí, a menudo sin ninguna junta. Están diseñados para medios agresivos y temperaturas y presiones extremas.

Características clave
Totalmente soldado para cero fugas en procesos peligrosos o corrosivos.

Disponible en diseños de bloques compactos.

A menudo se utiliza en combinación con recintos tipo carcasa.

Aplicaciones
Procesamiento de fluidos viscosos o agresivos (p. ej., pasta de tomate, jarabe)

Recuperación de calor en procesos de esterilización.

Procesamiento de aceites y grasas

Calentamiento con vapor de soluciones de limpieza.

Ventajas
Construcción robusta: Apto para entornos hostiles.

Funcionamiento sin fugas.

Larga vida útil con fluidos agresivos.

Limitaciones
No se puede limpiar a mano: debe depender de sistemas CIP.

Más caras que las unidades con juntas.

No es posible realizar modificaciones una vez fabricado.

4. Intercambiadores de calor de placas semisoldadas (SWPHE)

Diseño y Estructura
Se trata de un híbrido entre PHE soldados y con juntas. Se sueldan dos placas para formar un "casete" y los casetes están sellados entre sí. Un lado tiene un canal soldado y el otro tiene un canal con junta.

Características clave
Permite el manejo de fluidos agresivos en el lado soldado y medios limpiables en el lado con junta.

Ideal para sistemas de amoníaco y fluidos corrosivos.

Permite el desmontaje parcial para su limpieza.

Aplicaciones
Condensadores y evaporadores de amoníaco.

Procesamiento de jugos y concentrados de frutas.

Calentamiento de jarabe de azúcar

Condensación de vapor en evaporadores.

Ventajas

Funcionalidad dual: equilibra la facilidad de servicio y la durabilidad.

Rentable para sistemas que necesitan una exposición limitada de las juntas.

Apto para CIP parcial y limpieza mecánica.

Limitaciones

Todavía vulnerable a fallas en la junta de un lado.

Una construcción más compleja aumenta el costo.