การออกแบบและทดสอบสมรรถนะเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดใบมีดกวาดผิวสำหรับการผลิตน้ำจิ้มไก่ระดับอุตสาหกรรม | Design and Testing of Scraped Surface Heat Exchanger for Industrial Scale Sweet Chilli Sauce Production

Abstract

            การออกแบบเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนของเหลวหนืดเพื่อลดอุณหภูมิน้ำจิ้มไก่ก่อนการบรรจุในขวด พลาสติคที่ไม่สามารถทนอุณหภูมิสูงได้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนชนิดใบมีดกวาดผิวที่ออกแบบและจัดสร้าง เพื่อใช้สำหรับการลดอุณหภูมิน้ำจิ้มไก่ในกระบวนการผลิต โดยเพลากลางของเครื่องมีขนาด Ø 4 นิ้ว ท่อทางไหลของน้ำจิ้มไก่มีขนาด Ø 6 นิ้ว, ท่อทางไหลของน้ำหล่อเย็นมีขนาด Ø 8 นิ้ว วางซ้อนกันอยู่ มีความยาว 2 เมตร และหุ้มด้วยฉนวนใยแก้วและหุ้มทับอีกครั้งด้วยสแตนเลส มอเตอร์สำหรับขับใบมีดกวาดมีขนาด 3 แรงม้า และสามารถปรับความเร็วรอบได้ตั้งแต่ 0 – 87 รอบ/นาที ด้วยอินเวอร์ทเตอร์ อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นสามารถปรับได้ตั้งแต่ 48 – 170 ลิตร/นาที การทดลองที่ 1 เป็นการศึกษาอิทธิพลของความเร็วรอบของใบมีดกวาดที่มีอิทธิพลต่อสมรรถนะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยทำการปรับความเร็วรอบตั้งแต่ 0, 36, 52, 70, 82 รอบ/นาที โดยควบคุมอัตราการไหลของน้ำจิ้มไก่คงที่ ที่ประมาณ 7.6 กิโลกรัมต่อนาที และน้ำหล่อเย็นให้คงที่ ที่ 48 ลิตรต่อนาที การทดลองที่ 2 เป็นการศึกษาอิทธิพลของอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นที่มีอิทธิพลต่อสมรรถนะของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน โดยทำการปรับอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นตั้งแต่ 48, 90, 130, และ 170 ลิตร/นาที โดยควบคุมความเร็วรอบของใบมีดกวาดให้คงที่ ที่ 70 รอบต่อนาที และอัตราการไหลของน้ำจิ้มไก่ให้คงที่ที่ประมาณ 11.8 กิโลกรัมต่อนาที  จากการศึกษาพบว่าการใช้งานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนอย่างต่อเนื่องเป็นเวลานาน ไม่เกิดการเกาะติดที่ผิวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน เนื่องจากเพลาใบกวาดที่หมุนจะกวาดผิวของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนโดยตลอด ค่าภาระความร้อน ค่าประสิทธิผล และค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนรวมของเครื่อง มีค่าเพิ่มขึ้น ตามการเพิ่มของความเร็วรอบของใบมีดกวาด และ  อัตราการ ไหลของน้ำหล่อเย็น โดยการเพิ่มความเร็วรอบของใบมีดกวาดจะมีผลต่อค่าสมรรถนะของเครื่องมากกว่าการเพิ่มอัตราการไหลของน้ำหล่อเย็น โดยสภาวะที่ดีที่สุดของความเร็วรอบของใบกวาดหมุนที่ 70 รอบต่อนาที และ อัตราการไหลของน้ำหล่อเย็นเป็น 170 ลิตร/นาที ซึ่งเครื่องสามารถลดอุณหภูมิน้ำจิ้มไก่จาก อุณหภูมิ 96.4 เหลือ 52.2 องศาเซลเซียส ที่อัตราการไหลของน้ำจิ้มไก่ 714 กก.ต่อชั่วโมง