Evaporador de triplo efeito de película descendente

1. Princípio de funcionamento do evaporador de triplo efeito de película descendente

O princípio fundamental da evaporação em película descendente reside na formação de uma película líquida uniforme na parede interna dos tubos de aquecimento, que então flui para baixo sob a ação da gravidade. Essa película líquida extremamente fina resulta em uma eficiência revolucionária na transferência de calor.

2. Evaporador de triplo efeito com película descendente em contracorrente

Distribuição do Filme - Etapa Fundamental: O líquido pré-tratado é distribuído uniformemente na parte superior de cada tubo de aquecimento do evaporador por um distribuidor superior. O design do distribuidor (por exemplo, placa perfurada, bocal ou tubo guia) é crucial; ele deve garantir a formação de um filme líquido contínuo, uniforme e estável na parede interna de cada tubo, evitando o ressecamento da parede.

Evaporação em Filme Descendente: Sob a influência da gravidade, o líquido flui para baixo em um filme ao longo da parede interna dos tubos de aquecimento. Simultaneamente, o vapor de aquecimento externo aos tubos (lado do casco) condensa e libera calor latente, que é transferido para o filme líquido dentro dos tubos através da parede do tubo. O filme líquido entra em ebulição instantaneamente e evapora, produzindo vapor secundário que flui para baixo em alta velocidade juntamente com o líquido.

Separação Líquido-Vapor: A mistura líquido-vapor entra na câmara de separação na parte inferior do evaporador. Devido à vazão reduzida e à ação de separadores como defletores e desembaçadores de malha metálica, o líquido concentrado e o vapor secundário são completamente separados.

Operação de múltiplos efeitos: O vapor secundário separado é introduzido na câmara de aquecimento do efeito seguinte como fonte de calor (o vapor secundário do primeiro efeito é a fonte de calor do segundo efeito, e assim por diante). O líquido concentrado é bombeado para o efeito anterior devido ao fluxo em contracorrente; o líquido concentrado do segundo efeito entra no primeiro efeito, em sentido oposto ao do fluxo de vapor, para maior concentração, ou o líquido concentrado do último efeito é descarregado após atingir uma concentração predeterminada.

Sistema de condensação e vácuo: O vapor secundário gerado no último estágio entra em um condensador de mistura ou de superfície para condensação completa, e um sistema de bomba de vácuo mantém um alto vácuo em todo o sistema, especialmente no último estágio, reduzindo assim o ponto de ebulição de cada estágio, principalmente do último.

3. Características e vantagens da tecnologia de evaporação de triplo efeito em película descendente

Eficiência de transferência de calor ultra-alta: A película líquida é extremamente fina, com alta turbulência e baixa resistência térmica, resultando em um coeficiente de transferência de calor muito superior ao dos evaporadores inundados. Isso significa que, para a mesma vazão, é necessária uma área de transferência de calor menor, o que pode levar a um investimento em equipamentos mais econômico.

Tempo de residência reduzido, ideal para materiais sensíveis ao calor: O material passa rapidamente pelos tubos de aquecimento em forma de película fina, com todo o processo de evaporação levando apenas dezenas de segundos. Esse tempo de residência ultracurto, combinado com a evaporação a baixa temperatura sob vácuo, torna o processo ideal para materiais sensíveis ao calor, como antibióticos, sucos de frutas, vitaminas e extratos naturais, que se decompõem ou polimerizam facilmente com o calor, maximizando a atividade e a qualidade do produto.

Baixo efeito de pressão estática, perda mínima de diferença de temperatura: Como o líquido não se acumula dentro dos tubos de aquecimento, não há aumento do ponto de ebulição causado pela pressão estática da coluna de líquido. Isso maximiza a utilização da diferença de temperatura efetiva de transferência de calor, tornando-o particularmente adequado para projetos de evaporação de múltiplos efeitos em condições de pequena diferença de temperatura.

Baixo consumo de energia: Herdando as vantagens inerentes de economia de energia da evaporação de múltiplos efeitos, apresenta alta economia de vapor, com um consumo teórico de vapor tão baixo quanto 0,3-0,4 kg de vapor/kg de água.

Alta flexibilidade operacional: Ajustando a taxa de alimentação e o volume de vapor de aquecimento, o equipamento pode se adaptar a mudanças em diferentes cargas de processamento em uma ampla faixa.

4. Áreas de aplicação típicas:

Indústria de Alimentos e Sucos: Concentração de leite, concentração de suco (suco de laranja, suco de maçã), concentração de solução de açúcar.

Indústria farmacêutica e bioengenharia: Concentração em baixa temperatura de antibióticos, glicose, vitaminas e extratos vegetais.

Indústria Química: Concentração de soluções de sais inorgânicos puros, como NaOH, NaCl e sais de ácidos orgânicos.

Indústria de Proteção Ambiental: O tratamento de redução de volume do concentrado de osmose reversa e o pré-tratamento do lixiviado de aterro sanitário são necessários para controlar a incrustação.

Dessalinização da água do mar: como unidade de pré-concentração na dessalinização da água do mar.