Asal Usul Penukar Panas Permukaan Tergores

Asal Usul Penukar Panas Permukaan Tergores

Asal usul dan perkembangan penukar panas permukaan tergores dapat ditelusuri kembali ke awal abad ke-20. Penciptaan alat ini bukanlah kesuksesan dalam semalam, melainkan respons terhadap keterbatasan yang melekat pada penukar panas tradisional ketika berurusan dengan material tertentu.

Asal Usul Inti: Tahun 1920-an - 1930-an

Konsep dan desain awal penukar panas permukaan gesek sebagian besar terbentuk selama periode ini, didorong oleh industri makanan, khususnya dalam produksi margarin dan es krim.

1. Masalah yang Harus Diselesaikan:

o Bahan dengan Viskositas Tinggi: Bahan-bahan seperti mentega, adonan es krim, dan selai memiliki viskositas yang sangat tinggi dan kemampuan mengalir yang buruk pada penukar panas tabung atau pelat tradisional, mudah tersumbat dan mengakibatkan efisiensi perpindahan panas yang sangat rendah.

o Sensitivitas Geser: Pembentukan kristal lemak atau kristal es dalam bahan-bahan ini memerlukan kontrol yang tepat. Pendinginan yang intens atau tidak merata dapat menyebabkan tekstur kasar dan rasa yang kurang enak.

o Pengotoran dan Pengendapan Karbon: Bahan yang mengandung gula atau protein cenderung mengeras dan mengalami karamelisasi pada permukaan pemanas, yang tidak hanya memengaruhi perpindahan panas tetapi juga menyebabkan kerusakan produk dan kesulitan dalam pembersihan peralatan.

2. Pelopor dalam Teknologi:

Salah satu paten paling awal untuk penukar panas permukaan tergores dapat ditelusuri kembali ke akhir tahun 1920-an hingga awal tahun 1930-an. Misalnya, sekitar tahun 1928, para insinyur di Perusahaan Gerhard di Jerman (yang kemudian menjadi bagian dari Grup APV) melakukan pekerjaan perintis di bidang ini.

Tokoh kunci lainnya adalah CO (Charlie) Linn, yang merancang penukar panas permukaan tergores pertama yang sukses secara komersial untuk divisi Votator dari Girdler Corporation di Amerika Serikat (sekitar tahun 1933-1935). Perangkat ini awalnya diciptakan untuk produksi margarin secara berkelanjutan. Nama "Votator" bahkan menjadi identik dengan penukar panas permukaan tergores untuk waktu yang lama.

Poin-Poin Inovatif dari Prinsip Kerja

Desain inti penukar panas permukaan tergores secara cerdik mengatasi masalah-masalah di atas:

• Aksi Pengikis: Di dalam silinder penukar panas, rotor yang dilengkapi dengan pengikis berputar dengan kecepatan tinggi. Pengikis, di bawah gaya sentrifugal atau pegas, menempel erat pada dinding silinder, terus-menerus mengikis lapisan material pada dinding bagian dalam.

• Empat Keunggulan Utama:

1. Pembaruan Permukaan Perpindahan Panas Secara Berkesinambungan: Mencegah adhesi dan pengotoran material, sehingga mempertahankan efisiensi perpindahan panas yang sangat tinggi.

2. Pencampuran dan Penggeseran yang Seragam: Memastikan pemanasan dan pendinginan yang seragam pada seluruh material dan memberikan gaya geser yang terkontrol, yang sangat penting untuk proses kristalisasi (seperti kristalisasi lemak dan pembentukan kristal es).

3. Penanganan Viskositas Sangat Tinggi: Aksi pengikis dan pendorong mekanis memungkinkan alat ini untuk menangani cairan kental, lembut, dan bahkan granular yang tidak dapat ditangani oleh penukar panas tradisional.

4. Waktu Tinggal yang Sangat Singkat: Material melewati penukar panas dalam bentuk lapisan tipis, sehingga sangat cocok untuk material yang sensitif terhadap panas dan memaksimalkan pelestarian rasa, warna, dan nutrisi produk.

Pengembangan dan Popularisasi

• Tahun 1940-an - 1950-an: Dengan percepatan industrialisasi makanan sebelum dan sesudah Perang Dunia II, penukar panas permukaan gesek dengan cepat diterapkan dalam industri susu, selai, dan saus. Pembekuan es krim secara kontinu merupakan aplikasi penting lainnya.

• Tahun 1960-an hingga Sekarang: Bidang aplikasinya telah meluas dari industri makanan ke industri kimia, farmasi, petrokimia, dan polimer plastik. Alat ini digunakan untuk menangani cairan yang sulit diolah seperti lelehan polimer, parafin, aspal, kosmetik, dan farmasi.

• Kemajuan Teknologi: Penukar panas permukaan tergores modern telah mengalami kemajuan signifikan dalam hal material (seperti penggunaan lapisan keras tahan aus dan tahan korosi), teknologi penyegelan, kontrol otomatisasi (kontrol suhu, tekanan, dan kecepatan yang presisi), dan desain modular.

Ringkasan

Asal mula penukar panas pengikis dapat ditelusuri secara tepat pada tahun 1920-an dan 1930-an. Alat ini diciptakan untuk memenuhi kebutuhan proses pemanasan, pendinginan, kristalisasi, dan sterilisasi berkelanjutan dari bahan-bahan dengan viskositas tinggi dan sensitif terhadap panas dalam industri makanan. Penemuannya merupakan tonggak penting dalam sejarah peralatan industri proses, memperluas fungsi "pertukaran panas" sederhana menjadi operasi gabungan "pertukaran panas dan pemrosesan mekanis". Hingga saat ini, alat ini masih memainkan peran yang tak tergantikan di banyak bidang industri.