Для того, чтобы конечный продукт переработки был качественным, а выбор теплообменного оборудования корректным и оптимальным, следует учитывать свойства обрабатываемого продукта и его поведение при тепловой обработке.
Ключевые характеристики, которые следует исследовать при выборе теплообменного оборудования, изучает наука реология. Основные свойства, перечень которых реология определяет к исследованию: вязкость, плотность, сдвиговое напряжение, тепловые характеристики (например, теплопроводность, теплоемкость, скрытая теплота). Помимо этих параметров рекомендуется также проводить исследования на кажущуюся вязкость (вязкость при указанной скорости сдвига), коэффициент теплопередачи (скорость теплообмена через единицу площади), тип потока в разных условиях (ламинарный или турбулентный), предельное напряжение сдвига (минимальное усилие, которое требуется, чтоб заставить жидкость течь). Помимо этих свойств, также определяют принадлежность продукта к определенному типу: гель, эмульсия, жидкость, суспензия или др.
Не менее важно определить допустимые температурные пределы тепловой обработки продукта. Например, температура денатурации белка особенно важна при обработке яиц; при тепловой обработке продуктов, содержащих крахмал, важно знать температуру клейстеризации, так как по ее достижению вязкость продукта начнет быстро расти; знание температуры, при которой начинается реакция Майяра (взаимодействие аминокислот и сахаров), позволит сохранить вкусовые качества продуктов.
Еще одно свойство, которое следует исследовать при тепловой обработке – тиксотропность вещества. Результатам исследования будет являться ответ на вопрос: восстанавливается ли вязкость и структура продукта после его обработки, если восстанавливается, то до первоначального состояния или нет?
Знание теплофизических свойств продукта позволяет инженерам-расчетчикам при помощи принципов вычислительной гидродинамики получить параметры, играющие важную роль при проектировании теплообменников, например: тип потока; коэффициент теплопередачи; число Нуссельта (отношение интенсивности теплообмена за счет конвекции к интенсивности за счёт теплопроводности); число Прандтля (влияние физических свойств теплоносителя на теплоотдачу); число Рейнольдса (соотношение между инерционными силами и силами вязкого трения).
Для определения теплофизических свойств требуется проведение лабораторных исследований на специализированном оборудовании. ООО «АПОРА» предлагает подбор теплообменного оборудования, который может включать в себя исследование вашего продукта по вышеуказанным параметрам. Для исследования обычно достаточно одного литра продукта.
Важно понимать, что каждый продукт индивидуален, чем больше информации будет известно о продукте, и чем точнее определены его физические свойства, тем корректнее будет подобрано теплообменное оборудование.
