Masalah Gelatin Gel
Larutan gelatin diproses dalam pengeluaran kapsul farmaseutikal, kuih-muih makanan, dan emulsi fotografi. Larutan gelatin mesti dipanaskan hingga 50-70 darjah untuk memastikan ia cair dan boleh dipam. Pada suhu di bawah kira-kira 35 darjah, gel gelatin membentuk pepejal anjal yang teguh. Peralihan boleh diterbalikkan dengan pemanasan, tetapi gelatin bergel pada permukaan penukar haba menyebabkan masalah yang ketara.
Penukar haba logam membentuk lapisan gelatin bergel pada permukaan semasa turun naik suhu. Gangguan aliran singkat, penurunan tekanan wap, atau permulaan dari sejuk boleh mencipta tempat sejuk di mana gel gelatin melekat pada dinding tiub. Lapisan bergel menebat permukaan, mengurangkan pemindahan haba dan sukar untuk dialih keluar-ia mesti dicairkan dengan menaikkan suhu, yang berisiko merendahkan gelatin.
Penukar haba PTFE mengurangkan masalah pembentuk gel melalui fluks haba yang lebih lembut. Kekonduksian terma yang lebih rendah pada dinding tiub menyederhanakan suhu permukaan. Tiada bintik panas secara tiba-tiba yang memanaskan gelatin, dan profil pemindahan haba yang lebih licin mengekalkan suhu bendalir di atas titik pembentuk gel di seluruh penukar.
Mekanisme Pemegelan Terma
Molekul gelatin ialah serpihan-helix kolagen tiga kali ganda yang digel apabila suhu turun di bawah suhu peralihan-heliks (kira-kira 35 darjah ). Penggelapan ialah pemautan silang fizikal-rantai memperbaharui persimpangan tiga-helix mereka. Kadar penggelapan bergantung pada suhu dan kadar penyejukan. Penyejukan pantas menghasilkan gel yang lebih tegang dan anjal.
Pada permukaan penukar haba logam, kekonduksian terma yang tinggi menghasilkan kecerunan suhu yang tajam pada dinding. Suhu dinding adalah hampir dengan suhu wap (120-150 darjah), manakala cecair pukal adalah pada 55-60 darjah. Jika aliran perlahan atau berhenti, lapisan sempadan menyejuk dengan cepat. Gelatin dalam lapisan sempadan gel pada dinding. Lapisan bergel mengurangkan pemindahan haba kepada cecair yang tinggal, mewujudkan gelung maklum balas penyejukan selanjutnya dan penggelapan selanjutnya.
Kekonduksian haba PTFE yang lebih rendah menghasilkan profil suhu yang lebih lembut. Suhu dinding adalah 70-85 darjah untuk keadaan wap yang sama. Fluks haba yang lebih lembut mengekalkan suhu lapisan sempadan di atas titik pembentuk gel walaupun semasa turun naik aliran ringkas. Risiko pengegelan permukaan berkurangan.
| Parameter Pemprosesan Gelatin | Keluli Tahan Karat | titanium | PTFE |
|---|---|---|---|
| Suhu dinding pada wap 3 barg (darjah) | 120-140 | 120-140 | 70-85 |
| Risiko penyejukan lapisan sempadan semasa gangguan aliran | tinggi | tinggi | Dikurangkan |
| Kebarangkalian penggelapan permukaan | tinggi | tinggi | rendah |
| Penyingkiran lapisan bergel | Air panas cair (risiko kemerosotan) | Air panas cair | N/A (tiada bentuk gel) |
| Kekerapan pembersihan | Setiap kumpulan | Setiap kumpulan | Mingguan atau kurang |
Perlindungan Kualiti Produk
Gelatin yang melekap pada permukaan logam dan kemudiannya cair mengalami degradasi haba. Gelatin terdegradasi telah mengurangkan kekuatan gel dan mengubah kelikatan. Dalam pengeluaran kapsul farmaseutikal, kekuatan gel mempengaruhi ketebalan dinding kapsul dan kadar pembubaran. Dalam aplikasi makanan, kekuatan gel mempengaruhi tekstur produk.
Pencegahan penggelapan permukaan PTFE menghapuskan laluan degradasi ini. Gelatin dipanaskan secara seragam tanpa pembentukan gel permukaan. Kualiti produk adalah konsisten dari batch ke batch.
Keserasian CIP
Talian pemprosesan gelatin dibersihkan dengan air panas, larutan kaustik cair dan sanitasi. Penukar logam bertolak ansur dengan CIP tetapi mengembangkan kekasaran permukaan sepanjang kitaran berulang. PTFE kebal terhadap semua bahan kimia CIP. Permukaan kekal licin dan tidak-melekat melalui kitaran pembersihan selama bertahun-tahun.
Ringkasan
Penukar haba PTFE menghalang pengegelan gelatin pada permukaan pemanas melalui fluks haba yang lebih lembut dan suhu dinding yang lebih rendah yang mengekalkan lapisan sempadan di atas titik pengegelan. Permukaan tidak{1}}melekat menghalang lekatan sebarang gel yang terbentuk semasa gangguan proses. Kualiti produk dilindungi daripada degradasi haba. Kekerapan pembersihan menurun dari setiap kelompok kepada mingguan. Untuk pemprosesan gelatin, PTFE menyediakan kawalan suhu yang tidak dapat dipadankan oleh logam.
Sokongan kejuruteraan untuk spesifikasi penukar haba PTFE gelatin tersedia selepas penyerahan kepekatan gelatin, suhu pemprosesan, ciri aliran dan masalah pengegelan semasa.
