ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ಡ್ ಸರ್ಫೇಸ್ ಹೀಟ್ ಎಕ್ಸ್ಚೇಂಜರ್‌ಗಳ ಮೂಲ

ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ಡ್ ಸರ್ಫೇಸ್ ಹೀಟ್ ಎಕ್ಸ್ಚೇಂಜರ್‌ಗಳ ಮೂಲ

ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಿದ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳ ಮೂಲ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯನ್ನು 20 ನೇ ಶತಮಾನದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಗುರುತಿಸಬಹುದು. ಅವುಗಳ ಸೃಷ್ಟಿ ರಾತ್ರೋರಾತ್ರಿ ಯಶಸ್ಸಾಗಿರಲಿಲ್ಲ, ಬದಲಿಗೆ ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ವಸ್ತುಗಳೊಂದಿಗೆ ವ್ಯವಹರಿಸುವಾಗ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳ ಅಂತರ್ಗತ ಮಿತಿಗಳಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿತ್ತು.

ಮೂಲ ಮೂಲ: 1920 - 1930 ರ ದಶಕ

ಕೆರೆದು ತೆಗೆದ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳ ಪರಿಕಲ್ಪನೆ ಮತ್ತು ಆರಂಭಿಕ ವಿನ್ಯಾಸವು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಈ ಅವಧಿಯಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡಿತು, ಇದನ್ನು ಆಹಾರ ಉದ್ಯಮದಿಂದ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ಮಾರ್ಗರೀನ್ ಮತ್ತು ಐಸ್ ಕ್ರೀಮ್ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ನಡೆಸಲಾಯಿತು.

1. ಪರಿಹರಿಸಬೇಕಾದ ಸಮಸ್ಯೆಗಳು:

o ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯ ವಸ್ತುಗಳು: ಬೆಣ್ಣೆ, ಐಸ್ ಕ್ರೀಮ್ ಮಿಶ್ರಣ ಮತ್ತು ಜಾಮ್‌ನಂತಹ ವಸ್ತುಗಳು ಅತ್ಯಂತ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಟ್ಯೂಬ್ ಅಥವಾ ಪ್ಲೇಟ್ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳಲ್ಲಿ ಕಳಪೆ ಹರಿವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಸುಲಭವಾಗಿ ಮುಚ್ಚಿಹೋಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕಡಿಮೆ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದಕ್ಷತೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುತ್ತವೆ.

o ಶಿಯರ್ ಸೆನ್ಸಿಟಿವಿಟಿ: ಈ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ಕೊಬ್ಬಿನ ಹರಳುಗಳು ಅಥವಾ ಐಸ್ ಸ್ಫಟಿಕಗಳ ರಚನೆಗೆ ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣದ ಅಗತ್ಯವಿದೆ. ತೀವ್ರವಾದ ಅಥವಾ ಅಸಮಾನವಾದ ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯು ಒರಟಾದ ವಿನ್ಯಾಸ ಮತ್ತು ಕಳಪೆ ರುಚಿಗೆ ಕಾರಣವಾಗಬಹುದು.

o ಫೌಲಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಕೋಕಿಂಗ್: ಸಕ್ಕರೆ ಅಥವಾ ಪ್ರೋಟೀನ್ ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳು ತಾಪನ ಮೇಲ್ಮೈಗಳಲ್ಲಿ ಗಟ್ಟಿಯಾಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾರಮೆಲೈಸ್ ಆಗುತ್ತವೆ, ಇದು ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆಯ ಮೇಲೆ ಪರಿಣಾಮ ಬೀರುವುದಲ್ಲದೆ ಉತ್ಪನ್ನದ ಕ್ಷೀಣತೆ ಮತ್ತು ಉಪಕರಣಗಳನ್ನು ಸ್ವಚ್ಛಗೊಳಿಸುವಲ್ಲಿ ತೊಂದರೆಯನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ.

2. ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪ್ರವರ್ತಕರು:

o ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಿದ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳ ಆರಂಭಿಕ ಪೇಟೆಂಟ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು 1920 ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದಿಂದ 1930 ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದವರೆಗೆ ಗುರುತಿಸಬಹುದು. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, 1928 ರ ಸುಮಾರಿಗೆ, ಜರ್ಮನಿಯ ಗೆರ್ಹಾರ್ಡ್ ಕಂಪನಿಯ (ನಂತರದ APV ಗ್ರೂಪ್‌ನ ಭಾಗ) ಎಂಜಿನಿಯರ್‌ಗಳು ಈ ಕ್ಷೇತ್ರದಲ್ಲಿ ಪ್ರವರ್ತಕ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡಿದರು.

o ಮತ್ತೊಬ್ಬ ಪ್ರಮುಖ ವ್ಯಕ್ತಿ CO (ಚಾರ್ಲಿ) ಲಿನ್, ಅವರು ಯುನೈಟೆಡ್ ಸ್ಟೇಟ್ಸ್‌ನಲ್ಲಿ ಗಿರ್ಡ್ಲರ್ ಕಾರ್ಪೊರೇಷನ್‌ನ ವೋಟೇಟರ್ ವಿಭಾಗಕ್ಕಾಗಿ (ಸುಮಾರು 1933-1935) ಮೊದಲ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಯಶಸ್ವಿ ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ಡ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕವನ್ನು ವಿನ್ಯಾಸಗೊಳಿಸಿದರು. ಈ ಸಾಧನವನ್ನು ಮೂಲತಃ ಮಾರ್ಗರೀನ್‌ನ ನಿರಂತರ ಉತ್ಪಾದನೆಗಾಗಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. "ವೋಟೇಟರ್" ಎಂಬ ಹೆಸರು ದೀರ್ಘಕಾಲದವರೆಗೆ ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ಡ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಮಾನಾರ್ಥಕವಾಯಿತು.

ಕಾರ್ಯ ತತ್ವದ ನವೀನ ಅಂಶಗಳು

ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ ಮಾಡಿದ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳ ಮೂಲ ವಿನ್ಯಾಸವು ಮೇಲಿನ ಸಮಸ್ಯೆಗಳನ್ನು ಚತುರತೆಯಿಂದ ಪರಿಹರಿಸುತ್ತದೆ:

• ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಕ್ರಿಯೆ: ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಸಿಲಿಂಡರ್ ಒಳಗೆ, ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪರ್‌ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ ರೋಟರ್ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದಲ್ಲಿ ತಿರುಗುತ್ತದೆ. ಕೇಂದ್ರಾಪಗಾಮಿ ಬಲ ಅಥವಾ ಸ್ಪ್ರಿಂಗ್‌ಗಳ ಬಲದ ಅಡಿಯಲ್ಲಿ ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪರ್‌ಗಳು ಸಿಲಿಂಡರ್ ಗೋಡೆಗೆ ನಿಕಟವಾಗಿ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, ಒಳಗಿನ ಗೋಡೆಯ ಮೇಲಿನ ವಸ್ತು ಫಿಲ್ಮ್ ಅನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ ಮಾಡುತ್ತವೆ.

• ನಾಲ್ಕು ಪ್ರಮುಖ ಅನುಕೂಲಗಳು:

1. ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ಮೇಲ್ಮೈಯ ನಿರಂತರ ನವೀಕರಣ: ವಸ್ತುಗಳ ಅಂಟಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆ ಮತ್ತು ಕೊಳೆತವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ, ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಾಖ ವರ್ಗಾವಣೆ ದಕ್ಷತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ.

2. ಏಕರೂಪದ ಮಿಶ್ರಣ ಮತ್ತು ಕತ್ತರಿಸುವುದು: ಸಂಪೂರ್ಣ ವಸ್ತುವಿನ ಏಕರೂಪದ ತಾಪನ ಮತ್ತು ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಖಚಿತಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಯಂತ್ರಿಸಬಹುದಾದ ಕತ್ತರಿ ಬಲವನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ (ಕೊಬ್ಬಿನ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಐಸ್ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯಂತಹ) ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ.

3. ಅತ್ಯಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆಯನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು: ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪಿಂಗ್ ಮತ್ತು ಪುಶಿಂಗ್ ಕ್ರಿಯೆಯು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳು ನಿಭಾಯಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗದ ಪೇಸ್ಟಿ, ಕೆನೆ ಮತ್ತು ಹರಳಿನ ದ್ರವಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ.

4. ಅತ್ಯಂತ ಕಡಿಮೆ ವಾಸದ ಸಮಯ: ವಸ್ತುವು ತೆಳುವಾದ ಪದರದಲ್ಲಿ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕದ ಮೂಲಕ ಹಾದುಹೋಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಶಾಖ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ಸೂಕ್ತವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಉತ್ಪನ್ನದ ಸುವಾಸನೆ, ಬಣ್ಣ ಮತ್ತು ಪೋಷಣೆಯ ಸಂರಕ್ಷಣೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಜನಪ್ರಿಯತೆ

• ೧೯೪೦ - ೧೯೫೦ ರ ದಶಕ: ಎರಡನೇ ಮಹಾಯುದ್ಧದ ಮೊದಲು ಮತ್ತು ನಂತರ ಆಹಾರ ಕೈಗಾರಿಕೀಕರಣದ ವೇಗವರ್ಧನೆಯೊಂದಿಗೆ, ಹೈನುಗಾರಿಕೆ, ಜಾಮ್ ಮತ್ತು ಸಾಸ್ ಉದ್ಯಮಗಳಲ್ಲಿ ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ಡ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳನ್ನು ತ್ವರಿತವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಲಾಯಿತು. ಐಸ್ ಕ್ರೀಮ್ ಅನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಘನೀಕರಿಸುವುದು ಮತ್ತೊಂದು ಮೈಲಿಗಲ್ಲು ಅನ್ವಯವಾಗಿತ್ತು.

• 1960 ರಿಂದ ಇಂದಿನವರೆಗೆ: ಅವುಗಳ ಅನ್ವಯಿಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳು ಆಹಾರ ಉದ್ಯಮದಿಂದ ರಾಸಾಯನಿಕ, ಔಷಧೀಯ, ಪೆಟ್ರೋಕೆಮಿಕಲ್ ಮತ್ತು ಪ್ಲಾಸ್ಟಿಕ್ ಪಾಲಿಮರ್ ಕೈಗಾರಿಕೆಗಳಿಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಿವೆ. ಪಾಲಿಮರ್ ಕರಗುವಿಕೆಗಳು, ಪ್ಯಾರಾಫಿನ್, ಆಸ್ಫಾಲ್ಟ್, ಸೌಂದರ್ಯವರ್ಧಕಗಳು ಮತ್ತು ಔಷಧೀಯ ವಸ್ತುಗಳಂತಹ ಸವಾಲಿನ ದ್ರವಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಅವುಗಳನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

• ತಾಂತ್ರಿಕ ಪ್ರಗತಿ: ಆಧುನಿಕ ಸ್ಕ್ರ್ಯಾಪ್ಡ್ ಮೇಲ್ಮೈ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕಗಳು ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ (ಉಡುಗೆ-ನಿರೋಧಕ ಮತ್ತು ತುಕ್ಕು-ನಿರೋಧಕ ಗಟ್ಟಿಯಾದ ಲೇಪನಗಳ ಬಳಕೆ), ಸೀಲಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನ, ಯಾಂತ್ರೀಕೃತ ನಿಯಂತ್ರಣ (ತಾಪಮಾನ, ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ವೇಗದ ನಿಖರವಾದ ನಿಯಂತ್ರಣ) ಮತ್ತು ಮಾಡ್ಯುಲರ್ ವಿನ್ಯಾಸದಲ್ಲಿ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಗತಿಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ.

ಸಾರಾಂಶ

ಸ್ಕ್ರಾಪರ್ ಶಾಖ ವಿನಿಮಯಕಾರಕದ ಮೂಲವನ್ನು ನಿಖರವಾಗಿ 1920 ಮತ್ತು 1930 ರ ದಶಕಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಹಿಡಿಯಬಹುದು. ಆಹಾರ ಉದ್ಯಮದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ನಿಗ್ಧತೆ ಮತ್ತು ಶಾಖ-ಸೂಕ್ಷ್ಮ ವಸ್ತುಗಳ ನಿರಂತರ ತಾಪನ, ತಂಪಾಗಿಸುವಿಕೆ, ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಕ್ರಿಮಿನಾಶಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಬೇಡಿಕೆಗಳನ್ನು ಪೂರೈಸಲು ಇದನ್ನು ಕಂಡುಹಿಡಿಯಲಾಯಿತು. ಇದರ ಆವಿಷ್ಕಾರವು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಉದ್ಯಮ ಉಪಕರಣಗಳ ಇತಿಹಾಸದಲ್ಲಿ ಮಹತ್ವದ ಮೈಲಿಗಲ್ಲಾಗಿದ್ದು, ಸರಳ "ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ" ಕಾರ್ಯವನ್ನು "ಶಾಖ ವಿನಿಮಯ ಮತ್ತು ಯಾಂತ್ರಿಕ ಸಂಸ್ಕರಣೆ"ಯ ಸಂಯೋಜಿತ ಕಾರ್ಯಾಚರಣೆಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸಿದೆ. ಇಂದಿಗೂ, ಇದು ಅನೇಕ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಭರಿಸಲಾಗದ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತದೆ.