Quindi quali tipi di evaporatori a film sottile esistono? Come sono classificati? Come scegliere un evaporatore a film sottile adatto?
Innanzitutto, gli evaporatori a film sottile sono suddivisi in quattro tipi in base alla direzione del flusso dei materiali nell'evaporatore e ai motivi della formazione del film: evaporatore a film ascendente, evaporatore a film cadente, evaporatore a film ascendente e discendente ed evaporatore a film pulito.
Classificazione e confronto di evaporatori a film sottile
Name | Direction of material flow | Cause of film formation | Scope of application |
Rising film evaporator | bottom up | heated evaporative flow | Dilute solutions, heat sensitive and foaming solutions |
Falling film evaporator | top down | Gravity | Materials with higher concentration and higher viscosity. Solutions that are prone to crystallization and scaling are not applicable |
Rising-falling film evaporator | first rise then fall | Evaporative flow Gravity | Materials with a large viscosity change and a small amount of water evaporation |
Wiped film evaporator | top down | rotating blade Squeegee film forming | Materials with high viscosity, heat sensitivity and easy to crystallize and scale |
1. Evaporatore a film ascendente
Il liquido della materia prima dell'evaporatore a film ascendente entra dal fondo dell'evaporatore dopo il preriscaldamento e il vapore di riscaldamento viene condensato all'esterno del tubo.
Quando la soluzione viene riscaldata e fatta bollire, evapora rapidamente. Il vapore secondario generato sale ad alta velocità nel tubo, spingendo il liquido a fluire verso l'alto in una forma simile a un film lungo la parete interna del tubo. Il film liquido in aumento continua ad evaporare a causa del riscaldamento. Pertanto, la soluzione viene gradualmente evaporata nel processo di risalita dal fondo dell'evaporatore verso l'alto. La soluzione concentrata entra nella camera di separazione e viene separata dal vapore secondario e scaricata dal fondo del separatore.
Gli evaporatori a film ascendente sono adatti per soluzioni con elevata evaporazione (cioè soluzioni diluite), soluzioni termosensibili e schiumose. Ma non è adatto per soluzioni ad alta viscosità, precipitazione cristallina o facile incrostazione.
2. Evaporatore a film cadente
Il liquido della materia prima dell'evaporatore a film cadente viene aggiunto dalla parte superiore del tubo di riscaldamento.
La soluzione scorre sotto forma di pellicola lungo la parete interna del tubo sotto l'azione della sua stessa gravità, viene evaporata e concentrata. La miscela vapore-liquido entra nella camera di separazione dal fondo del tubo di riscaldamento e, dopo la separazione gas-liquido, il liquido completato viene scaricato dal fondo del separatore.
Affinché la soluzione formi un film uniformemente sulla parete, è necessario installare un distributore di film liquido sulla parte superiore di ciascun tubo di riscaldamento. Ci sono molti tipi di distributori di film. Gli evaporatori a film cadente possono evaporare soluzioni con concentrazioni più elevate e sono adatti anche per materiali con viscosità più elevata. Tuttavia, non è adatto per soluzioni soggette a cristallizzazione o ridimensionamento. Inoltre, poiché il film liquido non è facilmente distribuito uniformemente nel tubo, il suo coefficiente di scambio termico è inferiore a quello dell'evaporatore a film ascendente.
3. Evaporatore a film ascendente-discendente
Gli evaporatori a film ascendente e discendente sono installati in un guscio, che costituisce un evaporatore a film ascendente e discendente. Dopo il preriscaldamento, il liquido della materia prima sale prima dalla camera di riscaldamento del film in aumento, quindi scende dal riscaldatore del film in caduta e quindi si separa dal vapore secondario nella camera di separazione per ottenere il liquido completo.
Questo tipo di evaporatore viene utilizzato principalmente in situazioni in cui la viscosità della soluzione cambia notevolmente durante il processo di evaporazione, la quantità di evaporazione dell'acqua non è elevata e l'altezza dell'impianto è limitata.
4. Evaporatore a film pulito
L'evaporatore a film sottile raschietto utilizza l'azione raschiante del raschietto rotante per mescolare rapidamente il liquido in una pellicola.
Poiché l'evaporatore a film sottile di tipo raschietto ha un ampio spazio di passaggio del gas, il grado di vuoto può raggiungere entro 10 Pa, in modo che il materiale possa essere azionato lontano dal punto di ebollizione e la decomposizione termica del prodotto sia ridotta.
Inoltre, la struttura unica dell'evaporatore a pellicola raschiante fa sì che il materiale rimanga nell'evaporatore per un breve periodo e l'evaporazione è forte ed efficiente. Allo stesso tempo, è adatto anche per la lavorazione di materiali con sensibilità al calore ed evaporazione stabile, alta viscosità e forte aumento della viscosità con l'aumento della concentrazione e il processo di evaporazione può anche essere evaporato senza problemi. Può anche essere utilizzato con successo nell'evaporazione e nella distillazione di materiali contenenti particelle solide, cristallizzazione, polimerizzazione, incrostazioni, ecc.
Suggerimento per la selezione dell'evaporatore a film sottile
Nella scelta degli evaporatori a film sottile devono essere considerati in modo completo vari fattori, generalmente:
▲Capacità di produzione e parametri operativi: inclusa capacità di elaborazione, concentrazione in entrata e in uscita, temperatura, ore di funzionamento annuali, ecc.;
▲Caratteristiche del prodotto: tra cui sensibilità al calore, viscosità e fluidità (alla temperatura di esercizio), schiumabilità, contenuto solido, tendenza alla cristallizzazione e polimerizzazione, ecc.;
▲ Mezzo operativo: come vapore acqueo (pressione), acqua di raffreddamento (temperatura), fluido detergente (solvente), ecc.;
▲ Requisiti di selezione del materiale e lucidatura della superficie per la produzione;
▲ Condizioni del sito: come spazio, clima (esterno), collegamento tra energia e prodotti, piattaforma di lavoro, ecc.
▲Regolamenti: inclusi sicurezza, rumore, protezione ambientale, ecc.
