స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్ల మూలం

స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్ల మూలం

మూలం మరియు అభివృద్ధిగీసిన ఉపరితల ఉష్ణ వినిమయకారులువీటి మూలాలు 20వ శతాబ్దం ప్రారంభం నాటివి. వీటి సృష్టి రాత్రికి రాత్రే విజయం సాధించలేదు, కానీ నిర్దిష్ట పదార్థాలతో వ్యవహరించేటప్పుడు సాంప్రదాయ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్లలో ఉండే సహజ పరిమితులకు ప్రతిస్పందనగా ఇది ఆవిర్భవించింది.

 

ప్రధాన మూలం: 1920లు - 1930లు

ఈ కాలంలోనే, ఆహార పరిశ్రమ, ముఖ్యంగా మార్గరిన్ మరియు ఐస్ క్రీమ్ ఉత్పత్తి ప్రేరణతో, స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్ల భావన మరియు ప్రారంభ రూపకల్పన రూపుదిద్దుకున్నాయి.

1. పరిష్కరించాల్సిన సమస్యలు:

o అధిక స్నిగ్ధత గల పదార్థాలు: వెన్న, ఐస్ క్రీమ్ మిక్స్ మరియు జామ్ వంటి పదార్థాలు అత్యంత స్నిగ్ధతను కలిగి ఉంటాయి మరియు సాంప్రదాయ ట్యూబ్ లేదా ప్లేట్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్లలో పేలవమైన ప్రవాహశీలతను కలిగి ఉంటాయి, సులభంగా మూసుకుపోతాయి మరియు ఫలితంగా చాలా తక్కువ ఉష్ణ బదిలీ సామర్థ్యం ఉంటుంది.

o షియర్ సెన్సిటివిటీ: ఈ పదార్థాలలో కొవ్వు స్ఫటికాలు లేదా మంచు స్ఫటికాలు ఏర్పడకుండా నిరోధించడానికి ఖచ్చితమైన నియంత్రణ అవసరం. తీవ్రమైన లేదా అసమానమైన శీతలీకరణ వలన గరుకైన ఆకృతి మరియు పేలవమైన రుచి ఏర్పడవచ్చు.

o ఫౌలింగ్ మరియు కోకింగ్: చక్కెర లేదా ప్రోటీన్‌ను కలిగి ఉన్న పదార్థాలు వేడిచేసే ఉపరితలాలపై ఘనీభవించి, క్యారమెలైజ్ అవుతాయి. దీనివల్ల ఉష్ణ బదిలీ ప్రభావితం అవ్వడమే కాకుండా, ఉత్పత్తి నాణ్యత క్షీణించి, పరికరాలను శుభ్రపరచడంలో ఇబ్బంది కలుగుతుంది.

2. సాంకేతిక రంగంలో మార్గదర్శకులు:

o స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్ల కోసం తొలి పేటెంట్లలో ఒకటి 1920ల చివర నుండి 1930ల ప్రారంభం నాటిదిగా గుర్తించవచ్చు. ఉదాహరణకు, సుమారు 1928లో, జర్మనీలోని గెర్హార్డ్ కంపెనీ (తరువాత APV గ్రూప్‌లో భాగమైంది) ఇంజనీర్లు ఈ రంగంలో మార్గదర్శకమైన పనిని చేశారు.

o మరో కీలక వ్యక్తి సి.ఓ. (చార్లీ) లిన్, ఈయన అమెరికాలోని గిర్డ్లర్ కార్పొరేషన్ యొక్క వోటేటర్ విభాగం కోసం (సుమారు 1933-1935లో) వాణిజ్యపరంగా విజయవంతమైన మొట్టమొదటి స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్‌ను రూపొందించారు. ఈ పరికరాన్ని వాస్తవానికి మార్గరిన్‌ను నిరంతరాయంగా ఉత్పత్తి చేయడం కోసం కనుగొన్నారు. చాలా కాలం పాటు "వోటేటర్" అనే పేరు స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్లకు పర్యాయపదంగా మారింది.

పని సూత్రంలోని వినూత్న అంశాలు

స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్ల యొక్క ప్రధాన రూపకల్పన పై సమస్యలను చాకచక్యంగా పరిష్కరిస్తుంది:

• గీకే చర్య: ఉష్ణ వినిమయ సిలిండర్ లోపల, స్క్రాపర్‌లతో కూడిన ఒక రోటర్ అధిక వేగంతో తిరుగుతుంది. అపకేంద్ర బలం లేదా స్ప్రింగుల శక్తి వల్ల, ఈ స్క్రాపర్‌లు సిలిండర్ గోడకు గట్టిగా అతుక్కుని, లోపలి గోడపై ఉన్న పదార్థపు పొరను నిరంతరం గీకివేస్తాయి.

• నాలుగు ప్రధాన ప్రయోజనాలు:

1. ఉష్ణ బదిలీ ఉపరితలం యొక్క నిరంతర పునరుద్ధరణ: పదార్థం అంటుకోవడం మరియు మలినాలు పేరుకుపోవడాన్ని నివారిస్తుంది, అత్యంత అధిక ఉష్ణ బదిలీ సామర్థ్యాన్ని నిర్వహిస్తుంది.

2. ఏకరీతి మిక్సింగ్ మరియు షియరింగ్: ఇది మొత్తం పదార్థం ఏకరీతిగా వేడెక్కడం మరియు చల్లబడటాన్ని నిర్ధారిస్తుంది మరియు నియంత్రించదగిన షియర్ ఫోర్స్‌ను అందిస్తుంది, ఇది స్ఫటికీకరణ ప్రక్రియకు (కొవ్వు స్ఫటికీకరణ మరియు మంచు స్ఫటికాల ఏర్పడటం వంటివి) చాలా కీలకం.

3. అత్యంత అధిక స్నిగ్ధతను నిర్వహించడం: దీని యాంత్రిక స్క్రాపింగ్ మరియు నెట్టే చర్య, సాంప్రదాయ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్‌లు నిర్వహించలేని పేస్టీ, క్రీమ్ లాంటి, మరియు రేణువుల రూపంలో ఉండే ద్రవాలను కూడా నిర్వహించడానికి వీలు కల్పిస్తుంది.

4. అత్యంత తక్కువ నివాస సమయం: పదార్థం హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్ గుండా పలుచని పొరగా ప్రయాణిస్తుంది, ఇది వేడికి సున్నితమైన పదార్థాలకు చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది మరియు ఉత్పత్తి యొక్క రుచి, రంగు మరియు పోషకాలను గరిష్టంగా సంరక్షిస్తుంది.

అభివృద్ధి మరియు ప్రాచుర్యం

• 1940లు - 1950లు: రెండవ ప్రపంచ యుద్ధానికి ముందు మరియు తరువాత ఆహార పారిశ్రామికీకరణ వేగవంతం కావడంతో, పాల, జామ్ మరియు సాస్ పరిశ్రమలలో స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్‌లు వేగంగా ఉపయోగించబడ్డాయి. ఐస్ క్రీమ్‌ను నిరంతరం గడ్డకట్టించడం మరో మైలురాయి వంటి అనువర్తనం.

• 1960ల నుండి ప్రస్తుతం వరకు: వాటి వినియోగ రంగాలు ఆహార పరిశ్రమ నుండి రసాయన, ఔషధ, పెట్రోకెమికల్ మరియు ప్లాస్టిక్ పాలిమర్ పరిశ్రమల వరకు విస్తరించాయి. పాలిమర్ మెల్ట్స్, పారాఫిన్, తారు, సౌందర్య సాధనాలు మరియు ఔషధాల వంటి సవాలుతో కూడిన ద్రవాలను నిర్వహించడానికి వీటిని ఉపయోగిస్తారు.

• సాంకేతిక పురోగతి: ఆధునిక స్క్రాప్డ్ సర్ఫేస్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్లు పదార్థాలు (ఘర్షణ-నిరోధక మరియు తుప్పు-నిరోధక గట్టి పూతల వాడకం వంటివి), సీలింగ్ టెక్నాలజీ, ఆటోమేషన్ నియంత్రణ (ఉష్ణోగ్రత, పీడనం మరియు వేగం యొక్క ఖచ్చితమైన నియంత్రణ), మరియు మాడ్యులర్ డిజైన్‌లో గణనీయమైన పురోగతిని సాధించాయి.

సారాంశం

స్క్రాపర్ హీట్ ఎక్స్ఛేంజర్ యొక్క మూలాన్ని 1920లు మరియు 1930లలో కచ్చితంగా గుర్తించవచ్చు. ఆహార పరిశ్రమలో అధిక స్నిగ్ధత మరియు ఉష్ణ సున్నిత పదార్థాలను నిరంతరంగా వేడి చేయడం, చల్లబరచడం, స్ఫటికీకరణ మరియు క్రిమిరహితం చేయడం వంటి ప్రక్రియ అవసరాలను తీర్చడానికి దీనిని కనుగొన్నారు. దీని ఆవిష్కరణ ప్రక్రియ పరిశ్రమ పరికరాల చరిత్రలో ఒక ముఖ్యమైన మైలురాయిగా నిలిచింది, ఇది సాధారణ "ఉష్ణ వినిమయం" విధిని "ఉష్ణ వినిమయం మరియు యాంత్రిక ప్రక్రియ" అనే సంయుక్త చర్యగా విస్తరించింది. నేటికీ, ఇది అనేక పారిశ్రామిక రంగాలలో ప్రత్యామ్నాయం లేని పాత్రను పోషిస్తోంది.