Los intercambiadores de calor de placas y carcasa están compuestos principalmente por un paquete de placas y una carcasa. Las placas, prensadas en frío, se unen mediante soldadura láser o por plasma para formar un paquete de placas que contiene dos recorridos de flujo de fluido independientes: el fluido A circula por los canales del lado de las placas, mientras que el fluido B fluye por los canales del lado de la carcasa.

Este equipo combina las ventajas de los intercambiadores de calor de placas y de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos, y se utiliza ampliamente en industrias como la refrigeración, el procesamiento químico, el petróleo, la salud, el procesamiento de alimentos, la construcción naval, la generación de energía, la fabricación de papel y la refinación de petróleo. El intercambiador de calor de placa‑carcasa emplea un principio de funcionamiento novedoso: un conjunto de placas corrugadas, soldadas por láser o mediante soldadura automática por plasma, se instala dentro de la carcasa, sustituyendo a los tubos de intercambio de calor convencionales como elementos de transferencia de calor.

Principio de aplicación

Los intercambiadores de calor de placas y carcasas son el tipo de intercambiador de calor más adecuado para condiciones de fluidos del tipo emulsión. Esto se debe a que combinan las ventajas de los intercambiadores de calor de carcasa y tubos —como la operación a altas temperaturas y presiones sin juntas y una baja caída de presión— con las de los intercambiadores de calor de placas, entre ellas una elevada eficiencia de transferencia de calor, un perfil compacto, una formación mínima de incrustaciones y pequeñas diferencias de temperatura en los extremos.

Proceso

Los intercambiadores de calor de placas y carcasa utilizan tubos‑placa como elementos de transferencia de calor y están compuestos principalmente por un haz de tubos y una carcasa. Los bordes de contacto de los pares de placas prensadas en frío se sueldan estrechamente entre sí para formar un conjunto de tubos‑placa que contiene múltiples canales de flujo planos. Un gran número de tubos‑placa, de anchuras variables, se disponen siguiendo una secuencia específica. Para mantener la separación entre los tubos‑placa, se insertan tiras metálicas en ambos extremos de los tubos adyacentes y se sueldan a ellos. Estas secciones terminales funcionan como placas‑tubo, uniendo firmemente los tubos‑placa en un haz de tubos cohesivo. La cara final del haz de tubos presenta varios canales de flujo planos. El haz de tubos se instala dentro de la carcasa, con un sello deslizante entre el haz y la carcasa para compensar las diferencias de expansión térmica longitudinal. En un intercambiador de calor de placas y carcasa, el haz de tubos se ensambla herméticamente dentro de la carcasa, y los tubos‑placa del haz definen canales de flujo planos.

El líquido entra en el conjunto de placas y tubos como fluido caliente y fluye a través de él. El agua de enfriamiento u otro medio refrigerante circula entre los tubos en el lado de la carcasa, actuando como fluido frío y absorbiendo el calor del fluido caliente. El intercambio de calor entre los fluidos caliente y frío se produce dentro del haz de tubos. Tras el intercambio de calor, el líquido enfriado sale del intercambiador de calor de placas y carcasa, completando todo el proceso.

Efecto

Intercambiadores de calor de placas y carcasas en condiciones de operación con emulsiones:

1. Alta eficiencia de transferencia de calor: Los intercambiadores de calor de placas y carcasa pueden transferir eficazmente el calor del fluido caliente al fluido frío, lo que aumenta significativamente la eficiencia de la transferencia de calor.

2. Alta adaptabilidad: Los intercambiadores de calor de placas y carcasas son especialmente adecuados para condiciones de operación como las que se presentan con el ácido láctico.

3. Facilidad de mantenimiento: Los intercambiadores de calor de placas y carcasas pueden prolongar su vida útil mediante reparaciones sencillas y el reemplazo de componentes.

Conclusión

Los intercambiadores de calor de placas y carcasa presentan un excelente rendimiento en la transferencia de calor y una gran adaptabilidad bajo condiciones de operación con emulsiones, cumpliendo los requisitos del proceso de producción de emulsiones. Además, sus amplios canales de flujo garantizan una circulación fluida de la emulsión y minimizan el riesgo de incrustaciones.