Prehrambeni{0}}silikon u sustavima za kavu: Upravljanje toplinskom ekspanzijom za-kuhanje bez curenja

U komercijalnom aparatu za espresso, unutarnji put tekućine je termalno okruženje s visokim-ciklusom. Jedna jedinica može skočiti iz stanja pripravnosti od 20 stupnjeva na temperaturu kuhanja od 96 stupnjeva i do 125 stupnjeva za isporuku pare stotine puta dnevno. Dok se dizajneri snažno usredotočuju na regulaciju tlaka i stabilnost temperature za ekstrakciju okusa, mehanički izazov "vodovodne instalacije-bez curenja" ostaje sekundarna, ali kritična točka kvara. U ovim sustavima primarni uzrok labavljenja spojeva i stalnog "mikro-kapanja" nije nužno pritisak-već nekontrolirano toplinsko širenje brtvenih elastomera.

Temeljni inženjerski izazov leži uLinearni koeficijent toplinske ekspanzije (CTE). Većina komercijalnih aparata za kavu koristi hibridnu vodovodnu arhitekturu: bojlere od nehrđajućeg čelika ili mesinga i priključke spojene putem silikonskih cijevi.

CTE nehrđajućeg čelika 316 je približno1.6×10-5/K. Nasuprot tome, tipični prehrambeni silikonski elastomer ima CTE u rasponu od2.0do3.0×10-4/K. To znači da se za svaki stupanj porasta temperature silikon širi brzinom od približno15 do 20 puta većinego metalni okovi na koje je stegnut. Kada se kotao zagrije na 120 stupnjeva za proizvodnju pare, silikonsko crijevo pokušava "narasti" znatno brže nego što metalna ivica ili vanjska stezna stezaljka mogu prihvatiti.

Brtvljenje u aparatu za kavu oslanja se naSmetnje Fit. Silikonska cijev je rastegnuta preko bodlje, a mehanička stezaljka osigurava radijalnu silu potrebnu za održavanje brtvljenja.

Kako se sustav zagrijava, visoki CTE silikona stvara dvo-scenarij stresa. Prvo, materijal se širi radijalno, povećavajući unutarnji pritisak na stezaljku. Ako je stezaljka kruta (poput standardne stezaljke za uho), silikon se u biti "zgnječi" o metalnu ivicu. Pod tim uvjetima, silikon izlažeopuštanje stresa. Polimerni lanci se ponovno poravnavaju kako bi se smanjio unutarnji stres.

Kriza se javlja tijekom ciklusa hlađenja. Kada stroj uđe u stanje pripravnosti i temperatura padne natrag na 20 stupnjeva, silikon se steže 20 puta brže od metala. Budući da je materijal podvrgnut opuštanju napona tijekom faze zagrijavanja, možda se više neće vratiti na svoju izvornu interferencijsku napetost. Tlak sučelja padne ispod tlaka tekućine, što rezultira zastrašujućim "curenjem u stanju pripravnosti".

Kako biste ublažili ove probleme, izbor između-ozdravljenog peroksidom iPlatinasti-stvrdnuti silikonje više nego samo pitanje sigurnosti hrane; riječ je o termomehaničkoj predvidljivosti.

Peroksid{0}}stvrdnuti silikoni često sadrže širu raspodjelu molekulskih težina i hlapljivih ostataka (acetofenon i benzojeva kiselina). Ove nečistoće uzrokuju da ponašanje materijala pri širenju nije-linearno i manje predvidljivo tijekom tisuća ciklusa.

Platinum{0}}stvrdnuti silikonproizvodi se reakcijom-adicije koja ne ostavlja kemijske nusprodukte. Osim što je "čišći" i ispunjava FDA/BfR standarde za ne-migraciju, platinasti-stvrdnuti silikon ima vrlo ujednačenu-gustoću križnih veza. Za inženjera, ova uniformnost se prevodi kao astabilan CTE profil. Korištenjem materijala s dosljednom stopom ekspanzije, dizajneri mogu izračunati precizne zahtjeve za-opterećenje stezanja koji uzimaju u obzir toplinske cikluse bez izazivanja preranog popuštanja naprezanja.

Precizno kuhanje zahtijeva precizne specifikacije. U sustavima za visoko{1}}temperaturnu kavu, standardne komercijalne tolerancije često su nedovoljne.

ISO 3302-1 M1 klasa:Brtve i crijeva trebaju biti proizvedeni prema standardima M1 (visoke preciznosti). S obzirom da porast temperature od 100 stupnjeva može uzrokovati avolumetrijska ekspanzija od 3% do 5%, počevši od uske dimenzionalne osnovne linije bitno je za održavanje ispravnog omjera kompresije.

Stabilnost durometra:Tvrdoća po Shore A od 60-70 tipična je za vodove crpki i kotlova. Međutim, smjesa mora biti projektirana za nisku "Delta tvrdoću" na temperaturi kako bi se osiguralo da materijal ne omekša toliko da ekstrudira iz fitinga pod pritiskom.

Kritične točke primjene

Kotao-do-Crijeva glave grupe:Ove se linije suočavaju s najčešćim toplinskim ciklusima. Platinum-ojačani silikon potreban je za podnošenje pritiska kuhanja dok se prilagođava brzim ciklusima ekspanzije kotla.

Unutarnje brtve cijevi za paru:Izloženo najvišim temperaturama (120 stupnjeva +). Silikon visokih-učinkovitosti s malom kompresijom ključan je ovdje kako bi se spriječilo premošćivanje pare, koja može opeći operatera.

Ulazne cijevi vibracijske pumpe:Iako su ovdje temperature niže, silikon mora biti otporan na "usisnu kolaps" do kojeg može doći ako materijal postane previše mekan zbog topline okoline unutar kućišta stroja.

Upravljanje toplinskim širenjem razlika je između vrhunskog-stroja koji traje deset godina i potrošačke jedinice koja zahtijeva poziv servisa u prvoj godini. Usklađivanjem mehaničkih ograničenja sustava s CTE platinom-stvrdnutog silikona, proizvođači mogu osigurati da "okruženje kuhanja" ostane hermetički zatvoreno, bez obzira na temperaturne fluktuacije.

Nabrtrubber, nudimo specijalizirana silikonska rješenja za globalnu industriju kave. Naši platinom-stvrdnuti spojevi optimizirani su za termomehaničku stabilnost i zadovoljavaju najstrože globalne-propise za kontakt s hranom. Za tehničku reviziju profila toplinske ekspanzije vašeg puta tekućine, kontaktirajte naš inženjerski tim s specifičnom temperaturom kotla i podacima o geometriji spojnice.

o crijevu za aparat za kavu