Un evaporador de pel·lícula fina- és un tipus d'evaporador caracteritzat pel líquid material que flueix al llarg de la paret del tub d'escalfament en forma de pel·lícula-per a la transferència de calor i l'evaporació. Els seus avantatges inclouen una alta eficiència de transferència de calor, una velocitat d'evaporació ràpida i un curt temps de residència del material, cosa que el fa especialment adequat per a l'evaporació de substàncies sensibles a la calor-. Es pot dividir en evaporadors de pel·lícula ascendent i evaporadors de pel·lícula descendent.
(1) Evaporador de pel·lícula ascendent
L'evaporador de pel·lícula ascendent està construït pel líquid que entra als tubs de calefacció per escalfar-se segons el principi d'una bomba de sifó. Després de fluir al separador, el líquid i el vapor es separen i el líquid torna a fluir a l'evaporador a través del tub de circulació, formant una circulació de bucle tancat-, també coneguda com a evaporador de circulació externa.
1.1 Evaporador de pel·lícula ascendent: el líquid de la matèria primera entra des de la part inferior de l'evaporador i és conduït cap amunt al llarg dels tubs mitjançant vapor secundari. Evaporador de pel·lícula caiguda: el líquid de la matèria primera entra des de la part superior de l'evaporador i flueix cap avall al llarg de la paret del tub sota la gravetat.
1.2 La "pel·lícula" en pel·lícula ascendent i pel·lícula descendent es refereix al flux òptim com a pel·lícula-del líquid de la matèria primera al llarg de la paret del tub de calefacció durant l'operació de l'evaporador, on la transferència de calor és més eficient. 1.3 Àmbit d'aplicació: adequat per a l'evaporació de substàncies amb grans velocitats d'evaporació, sensibilitat a la calor, propietats viscoses i propietats viscoses, però no adequades per a solucions d'escuma, precipitació o viscositat elevada escalat fàcil.
(2) Evaporador de pel·lícula caiguda
2.1 L'evaporació de la pel·lícula caiguda implica afegir el líquid d'alimentació de la caixa del tub superior de la cambra de calefacció de l'evaporador de la pel·lícula que cau. Mitjançant el dispositiu de distribució de líquids i pel·lícula-, es distribueix uniformement a cada tub d'intercanvi de calor. Sota la influència de la gravetat, la inducció al buit i el flux d'aire, forma una pel·lícula uniforme que flueix de dalt a baix. Durant el flux, el líquid s'escalfa i vaporitza pel medi d'escalfament-del costat de la closca. El vapor generat i la fase líquida entren junts a la cambra de separació de l'evaporador. Després d'una separació completa, el vapor entra al condensador per a la condensació (operació d'un -efecte) o entra al següent evaporador d'efecte com a mitjà de calefacció, aconseguint així un funcionament multi-efecte. La fase líquida es descarrega de la cambra de separació i les aigües residuals s'evaporen i es concentren.
2.2 Àmbit d'aplicació: àmpliament utilitzat en l'evaporació i concentració d'aigua o solucions de dissolvents orgànics a la indústria farmacèutica, alimentària, química i lleugera. Aquest equip funciona contínuament en condicions de buit i de baixa-temperatura, amb una gran capacitat d'evaporació, estalvi d'energia i reducció del consum, costos operatius baixos i assegurant que el material es mantingui sense canvis durant l'evaporació.
2.3 Flux del procés: el flux del procés té quatre formes: co-corrent (flux paral·lel), contra-corrent, flux mixt (flux-creuat) i flux paral·lel.
Co-corrent: la solució i el vapor flueixen en la mateixa direcció, seqüencialment des del primer efecte fins a l'últim efecte. Quan la solució entra en el següent efecte de l'efecte anterior, una mica d'aigua parpellejarà i es generarà una quantitat més gran de vapor secundari. Com que la concentració de l'efecte posterior és més alta que la de l'efecte anterior i la temperatura de funcionament és menor, el coeficient de transferència de calor del primer efecte sovint és molt més alt que el de l'últim efecte. Generalment adequat per processar materials sensibles a la calor-a concentracions elevades.
Contra-corrent: la matèria primera es bombeja seqüencialment des de l'últim efecte fins als efectes anteriors, i el líquid acabat es descarrega des del primer efecte. El líquid i el vapor flueixen en direccions oposades. En general, adequat per processar solucions la viscositat de les quals varia molt amb la temperatura i la concentració, però no apte per a materials sensibles a la calor-. L'alta-concentració d'aigua salada de la nostra empresa amb descàrrega zero utilitza un procés de contra-corrent triple-efecte.
Flux-mixt: combina els avantatges dels processos tant en co-corrent com en contra-a la vegada que s'evita els seus inconvenients, però és complex d'operar i requereix un alt grau d'automatització.
Flux-horitzontal: cada efecte rep alimentació i emet líquid acabat, i els cristalls precipiten en cada efecte. Els cristalls es poden separar ràpidament, i això s'utilitza generalment per a l'evaporació de solucions saturades.
2.4 Principi de la pel·lícula que cau: el material que s'ha d'evaporar entra des de la part superior de l'evaporador de la pel·lícula que cau a través d'una bomba d'alimentació, flueix pels tubs d'evaporació (costat del tub). El material es distribueix en forma de pel·lícula dins dels tubs d'intercanvi de calor mitjançant un distribuïdor de pel·lícules. A mesura que el material flueix per la cavitat del tub per gravetat, s'escalfa pel vapor fora dels tubs, arribant a la temperatura d'evaporació i evaporant. El material, juntament amb el vapor secundari, flueix pels tubs com una pel·lícula fina. El vapor secundari és comprimit per un compressor de vapor i enviat al costat de la carcassa de la cambra de calefacció de la pel·lícula que cau com a vapor de calefacció. El costat de la carcassa de la cambra d'escalfament de la pel·lícula que cau té plaques per guiar el vapor secundari, condensar-lo i descarregar gasos no-condensables. Durant el procés, l'energia tèrmica del propi evaporador es transfereix des de l'exterior dels tubs al material que s'evapora a l'interior. Després de l'intercanvi de calor, el vapor secundari es condensa en aigua i es descarrega de l'evaporador de pel·lícula que cau.
2.5 Característiques dels sistemes d'evaporació de pel·lícules caigudes:
2.5.1 En un evaporador de pel·lícula que cau, el líquid d'alimentació s'afegeix des de la part superior de l'evaporador i cau al llarg de la paret del tub en forma de pel·lícula sota la gravetat. Durant aquest procés, s'evapora i es concentra, donant lloc a un líquid concentrat al fons. Els evaporadors de pel·lícula que cauen poden evaporar materials amb altes concentracions i alta viscositat.
2.5.2 Com que la solució flueix en forma de pel·lícula en un evaporador d'un sol-pas, el coeficient de transferència de calor és alt.
2.5.3 El temps de residència curt redueix el risc de deteriorament del material, el que el fa adequat per processar materials-sensibles a la calor.
2.5.4 La baixa retenció de líquid permet que l'evaporador de pel·lícula caiguda funcioni ràpidament segons els canvis en el subministrament d'energia, el nivell de buit, la velocitat d'alimentació i la concentració.
2.5.5 Com que el fluid del procés flueix només per gravetat, en comptes de ser impulsat per una diferència de temperatura, es pot utilitzar l'evaporació de baixa-diferència de temperatura.
2.5.6 Els evaporadors de pel·lícula caiguda són adequats per a l'evaporació i concentració de materials espumosos. A mesura que el líquid s'evapora en forma de pel·lícula-a l'interior del tub d'escalfament, s'aconsegueix la separació de tant vapor-líquid. Al mateix temps, a la part inferior de l'evaporador, la major part del líquid s'extreu i només una petita part del líquid i tot el vapor secundari entren al separador per millorar la separació. El líquid no genera massa impacte durant tot el procés, evitant així la formació d'escuma.