સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સની ઉત્પત્તિ

સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સની ઉત્પત્તિ

સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સની ઉત્પત્તિ અને વિકાસ 20મી સદીની શરૂઆતમાં શોધી શકાય છે. તેમની રચના રાતોરાત સફળતા નહોતી, પરંતુ ચોક્કસ સામગ્રી સાથે કામ કરતી વખતે પરંપરાગત હીટ એક્સ્ચેન્જર્સની અંતર્ગત મર્યાદાઓનો પ્રતિભાવ હતો.

મૂળ મૂળ: ૧૯૨૦ - ૧૯૩૦

સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સનો ખ્યાલ અને પ્રારંભિક ડિઝાઇન મુખ્યત્વે આ સમયગાળા દરમિયાન ઘડવામાં આવી હતી, જે ખાદ્ય ઉદ્યોગ દ્વારા સંચાલિત હતી, ખાસ કરીને માર્જરિન અને આઈસ્ક્રીમના ઉત્પાદનમાં.

1. ઉકેલવા માટેની સમસ્યાઓ:

o ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતાવાળા પદાર્થો: માખણ, આઈસ્ક્રીમ મિશ્રણ અને જામ જેવા પદાર્થો અત્યંત ચીકણા હોય છે અને પરંપરાગત ટ્યુબ અથવા પ્લેટ હીટ એક્સ્ચેન્જરમાં તેમની પ્રવાહિતા ઓછી હોય છે, જેના કારણે તે સરળતાથી ભરાઈ જાય છે અને પરિણામે ગરમી ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતા ખૂબ ઓછી થાય છે.

o શીયર સંવેદનશીલતા: આ સામગ્રીમાં ચરબીના સ્ફટિકો અથવા બરફના સ્ફટિકોના નિર્માણ માટે ચોક્કસ નિયંત્રણની જરૂર છે. તીવ્ર અથવા અસમાન ઠંડક બરછટ રચના અને ખરાબ સ્વાદ તરફ દોરી શકે છે.

o ફોઇલિંગ અને કોકિંગ: ખાંડ અથવા પ્રોટીન ધરાવતા પદાર્થો ગરમ સપાટી પર ઘન અને કારામેલાઇઝ થવાનું વલણ ધરાવે છે, જે માત્ર ગરમીના સ્થાનાંતરણને અસર કરતું નથી પરંતુ ઉત્પાદનના બગાડ અને સાધનોની સફાઈમાં મુશ્કેલીનું કારણ પણ બને છે.

2. ટેકનોલોજીમાં પ્રણેતાઓ:

સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ માટેના પ્રારંભિક પેટન્ટ પૈકી એક 1920 ના દાયકાના અંતથી 1930 ના દાયકાની શરૂઆતમાં શોધી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 1928 ની આસપાસ, જર્મનીમાં ગેરહાર્ડ કંપની (જે પાછળથી APV ગ્રુપનો ભાગ હતો) ના ઇજનેરોએ આ ક્ષેત્રમાં અગ્રણી કાર્ય કર્યું.

o અન્ય એક મુખ્ય વ્યક્તિ CO (ચાર્લી) લિન હતા, જેમણે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં ગર્ડલર કોર્પોરેશનના વોટેટર વિભાગ માટે (લગભગ 1933-1935) પ્રથમ વ્યાપારી રીતે સફળ સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર ડિઝાઇન કર્યું હતું. આ ઉપકરણ મૂળ માર્જરિનના સતત ઉત્પાદન માટે શોધાયું હતું. "વોટેટર" નામ લાંબા સમય સુધી સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સનો પર્યાય બની ગયું.

કાર્ય સિદ્ધાંતના નવીન મુદ્દાઓ

સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સની મુખ્ય ડિઝાઇન ઉપરોક્ત સમસ્યાઓનું કુશળતાપૂર્વક નિરાકરણ લાવે છે:

• સ્ક્રેપિંગ ક્રિયા: હીટ એક્સચેન્જ સિલિન્ડરની અંદર, સ્ક્રેપર્સથી સજ્જ રોટર ખૂબ જ ઝડપે ફરે છે. સ્ક્રેપર્સ, કેન્દ્રત્યાગી બળ અથવા સ્પ્રિંગ્સના બળ હેઠળ, સિલિન્ડરની દિવાલ સાથે નજીકથી વળગી રહે છે, અને આંતરિક દિવાલ પરની સામગ્રીની ફિલ્મને સતત સ્ક્રેપ કરે છે.

• ચાર મુખ્ય ફાયદા:

1. ગરમી ટ્રાન્સફર સપાટીનું સતત નવીકરણ: સામગ્રીના સંલગ્નતા અને ફોલિંગને અટકાવે છે, અત્યંત ઉચ્ચ ગરમી ટ્રાન્સફર કાર્યક્ષમતા જાળવી રાખે છે.

2. એકસમાન મિશ્રણ અને કાતર: સમગ્ર સામગ્રીની એકસમાન ગરમી અને ઠંડક સુનિશ્ચિત કરે છે અને નિયંત્રિત કાતર બળ પ્રદાન કરે છે, જે સ્ફટિકીકરણ પ્રક્રિયા (જેમ કે ચરબીના સ્ફટિકીકરણ અને બરફના સ્ફટિક રચના) માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

3. અત્યંત ઉચ્ચ સ્નિગ્ધતાનું સંચાલન: યાંત્રિક સ્ક્રેપિંગ અને પુશિંગ ક્રિયા તેને પેસ્ટી, ક્રીમી અને દાણાદાર પ્રવાહીને પણ હેન્ડલ કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે જે પરંપરાગત હીટ એક્સ્ચેન્જર્સ સંભાળી શકતા નથી.

4. અત્યંત ટૂંકા રહેઠાણનો સમય: આ સામગ્રી હીટ એક્સ્ચેન્જરમાંથી પાતળા ફિલ્મમાં પસાર થાય છે, જે તેને ગરમી-સંવેદનશીલ સામગ્રી માટે ખૂબ જ યોગ્ય બનાવે છે અને ઉત્પાદનના સ્વાદ, રંગ અને પોષણનું મહત્તમ સંરક્ષણ કરે છે.

વિકાસ અને લોકપ્રિયતા

• ૧૯૪૦ - ૧૯૫૦ ના દાયકા: બીજા વિશ્વયુદ્ધ પહેલા અને પછી ખાદ્ય ઔદ્યોગિકીકરણના વેગ સાથે, ડેરી, જામ અને ચટણી ઉદ્યોગોમાં સ્ક્રેપ્ડ સપાટી હીટ એક્સ્ચેન્જર્સનો ઝડપથી ઉપયોગ થવા લાગ્યો. આઈસ્ક્રીમનું સતત ઠંડું કરવું એ બીજો એક સીમાચિહ્નરૂપ ઉપયોગ હતો.

• ૧૯૬૦ થી અત્યાર સુધી: તેમના ઉપયોગના ક્ષેત્રો ખાદ્ય ઉદ્યોગથી લઈને રાસાયણિક, ફાર્માસ્યુટિકલ, પેટ્રોકેમિકલ અને પ્લાસ્ટિક પોલિમર ઉદ્યોગો સુધી વિસ્તર્યા છે. તેનો ઉપયોગ પોલિમર મેલ્ટ, પેરાફિન, ડામર, સૌંદર્ય પ્રસાધનો અને ફાર્માસ્યુટિકલ્સ જેવા પડકારજનક પ્રવાહીને હેન્ડલ કરવા માટે થાય છે.

• ટેકનોલોજીકલ પ્રગતિ: આધુનિક સ્ક્રેપ્ડ સરફેસ હીટ એક્સ્ચેન્જર્સે સામગ્રી (જેમ કે વસ્ત્રો-પ્રતિરોધક અને કાટ-પ્રતિરોધક હાર્ડ કોટિંગ્સનો ઉપયોગ), સીલિંગ ટેકનોલોજી, ઓટોમેશન નિયંત્રણ (તાપમાન, દબાણ અને ગતિનું ચોક્કસ નિયંત્રણ), અને મોડ્યુલર ડિઝાઇનમાં નોંધપાત્ર પ્રગતિ કરી છે.

સારાંશ

સ્ક્રેપર હીટ એક્સ્ચેન્જરનું મૂળ 1920 અને 1930 ના દાયકામાં ચોક્કસપણે શોધી શકાય છે. ખાદ્ય ઉદ્યોગમાં ઉચ્ચ-સ્નિગ્ધતા અને ગરમી-સંવેદનશીલ પદાર્થોના સતત ગરમી, ઠંડક, સ્ફટિકીકરણ અને વંધ્યીકરણની પ્રક્રિયાની માંગને પૂર્ણ કરવા માટે તેની શોધ કરવામાં આવી હતી. તેની શોધ પ્રક્રિયા ઉદ્યોગ સાધનોના ઇતિહાસમાં એક મહત્વપૂર્ણ સીમાચિહ્નરૂપ હતી, જેણે સરળ "હીટ એક્સ્ચેન્જ" કાર્યને "હીટ એક્સ્ચેન્જ અને યાંત્રિક પ્રક્રિયા" ના સંયુક્ત કાર્યમાં વિસ્તૃત કર્યું. આજ સુધી, તે હજુ પણ ઘણા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં બદલી ન શકાય તેવી ભૂમિકા ભજવે છે.