مروری بر کاربرد مبدلهای حرارتی صفحه ای در صنایع لبنی

در این مقاله به بررسی کاربردهای مبدل حرارتی صفحه ای در صنعت لبنیات پرداخته شده و مقایسه یافته های پژوهشی، و بررسی مسیرهای آینده معرفی می شوند. مبدلهای حرارتی صفحه ای به عنوان یکی از فناوری های کلیدی انتقال حرارت در صنایع غذایی، به ویژه صنایع لبنی در دهه های اخیر جایگاه ویژه ای یافته اند. طراحی فشرده، سطح تبادل حرارتی بالا، سهولت شستشو و انعطاف پذیری عملیاتی باعث شده است مبدلهای حرارتی صفحه ای نسبت به مبدلهای حرارتی پوسته لوله برتری قابل توجهی داشته باشند. مرور مقالات منتشر شده طی سال های ۲۰۲۰ تا ۲۰۲۵ نشان می دهد که مبدل های حرارتی صفحه ای در فرایندهایی چون پاستوریزاسیون، استریلیزاسیون، خنک سازی و تغلیظ شیر کاهش قابل توجهی در مصرف انرژی تا ۳۰٪ نسبت به مبدل های حرارتی پوسته لوله و بهبود کیفیت میکروبی و حسی محصولات ایجاد کرده اند. به کارگیری مدل سازی در طراحی صفحات موجدار منجر به افزایش ضریب انتقال حرارت تا ۲۵٪ شده است، در حالی که استفاده از نانوسیالات مانند اکسید آلومینیوم و اکسید تیتانیوم موجب بهبود راندمان حرارتی تا ۱۵٪ شده است. همچنین توسعه مدل های هوش مصنوعی نظیر شبکه های عصبی مصنوعی و الگوریتم های یادگیری ماشین توانسته اند عملکرد را با دقتی بیش از پیش بینی و شرایط عملیاتی بهینه را شناسایی کنند. با این حال چالش هایی چون رسوب گذاری پروتئین و چربی روی صفحات، خوردگی ناشی از مواد شوینده قلیایی و محدودیت های فشار و دما همچنان استفاده گسترده مبدل های حرارتی صفحه ای در صنایع لبنی را با محدودیت مواجه ساخته است. تحلیل انتقادی این مقاله نشان می دهد که اگرچه تحقیقات آزمایشگاهی و عددی دستاوردهای قابل توجهی داشته اند، اما هنوز کمبود مطالعات میدانی در مقیاس صنعتی به ویژه در ارتباط با سیالات غیرنیوتنی مانند خامه و دوغ، غلیظ، به چشم می خورد.

کلیدواژه ها:

مبدل حرارتی صفحه ای ، صنایع لبنی ، پاستوریزاسیون ، مدل سازی ، بهینه سازی انتقال حرارت ، رسوب گذاری