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热交换器热交换器是通过间接加热的方法来传递热量的。热交换器的尺寸数据•热交换器必需的尺寸和结构取决于很多因素，要计算是非常复杂的，当今通常借助于计算机进行计算。有几种因素一定要加以考虑：•产品流量•液体的物理性质•温度程序•允许的压力降•热交换器的设计•清洁度的要求•要求运行的时间用于计算热交换器尺寸（热交换器的面积）的一般公式是：•A=V×PxCp×△t•△tm×K•A=要求的传热面积•V=产品的流量•p=产品的密度•Cp=产品的比热•△t=产品的温度变化•△tm=对数平均温差(LMTD)•K=总传热系数单项分析•流量V，是由乳品厂的设计能力决定的。•产品密度p由产品决定。比热cp也由产品决定，比热值告诉我们将某种物质温度升高1℃，需提供多少热量。•产品的进口温度和出口温度取决于前段加工情况和后续加工的要求：Δt1=Δto1-Δti1同上•所用介质的进口温度取决于加工条件，介质的出口温度可以用能量平衡公式计算得出：V1×P1xCp1×△t1=V2×P2xCp2×△t2•温度差异是传热推动力，温差越大，传热越多，所需的热交换器越小；然而，对于敏感性产品，可利用的温差是有限的。温差随着液体流经热交换器而不断变化，所以，温差用一个平均值，LTMD进行计算。决定平均温差大小的一个重要因素是介质在热交换器中的流动方向。它主要有两种形式：逆流或并流总传热系数•液体允许的压力降•液体的粘度•间壁的形状和厚度•间壁的材料•污垢物质的存在单项分析•产品和介质的压力降越大，传递的热量越多，热交换器越小。然而对机械搅拌敏感的产品(例如乳脂肪)可能会因这种剧烈的处理而坏。•产品和使用介质的粘度对于确定热交换器的尺寸也是非常重要的。与低粘度•的产品相比，高粘度的液体在通过热交换器时，产生紊流的程度小，如果其它参数一定，这就意味着需要较大的热交换器。•间壁通常是波纹状，以实现更剧烈的紊流。紊流有助于传热，厚度也十分重要。间壁越薄，传热效果越好。但是这个厚度要有足够的强度来承受液体的压力。现代化的设计和生产技术使得间壁比几年前的更薄。备注•食品加工中通常采用不锈钢材料，不锈钢有相当好的传热性能•加热介质和产品的温差要尽可能地小，通常比巴氏杀菌温度高2-3℃。•相对于产品来说，如果间壁表面太热，牛乳中的蛋白质将会有凝结并在间壁上结焦的危险。热量必须通过这一垢层进行传递，这将导致总传热系数K值下降。加热介质和产品的温差与以前相同时，也不能传递同样多的热量，产品的出口温度将会下降。这可以通过提高加热介质的温度来补偿，但这又提高了传热表面的温度，以致更多的蛋白质凝结在换热器表面上，垢层的厚度增加，K值进一步下降。污垢聚集的速度取决于很多因素•产品和加热介质的温差•牛乳质量•产品中空气的含量•加热段的压力条件•利用热流体，如巴氏杀菌乳的热量来预热进口的冷牛乳的方法称之为热回收。冷牛乳也可以冷却热牛乳。这样可以节省水量和能量。在现代化的巴氏杀菌装置中，热回收效率可达94-95%。正确的热处理要求牛乳在巴氏杀菌温度下保持一定的时间，这可以通过外设保持管来实现。•若已知流量和保持管的内管径，就可以计算出符合保持时间的合适的管长。由于保持管里流速分布不均匀，某些牛乳粒子的流速要比平均值大。为了确保流量最快的粒子也能充分地巴氏杀菌，必须采用一效率系数来校正。这个系数取决于保持管的设计，通常取0.8～0.9之间。整体结构•板片设计成传热效果最好的瓦楞型，板组牢固地压紧在框中，瓦楞板上的支撑点保持各板分开，以便在板片之间形成细小的通道。•液体通过板片一角的孔进出通道。改变孔的开闭，可使液体从—通道按规定的线路进入另一通道。板周边和孔周边的垫圈形成了通道的边界，以防向外渗漏与内部液流混合。铜焊接的板式换热器•多用于水汽换热，具有很高的集成度•高换热系数，体积小，薄型材料•不用密封圈，铜或镍焊接不锈钢成紧凑直角型的包状•易于安装，高换热效率，低成本•抗腐蚀性强，抗震，耐高温，高压