Evaporador MVR de circulação forçada

1. Princípio da Circulação Forçada

Em um evaporador de circulação forçada, o líquido é circulado através dos tubos do trocador de calor por uma bomba de circulação em alta velocidade. Isso evita a cristalização, a formação de incrustações e o acúmulo de resíduos nas superfícies de transferência de calor, tornando-o adequado para:

• Líquidos de alta viscosidade

• Materiais sensíveis ao calor

• Soluções propensas à formação de incrustações, depósitos ou cristalização.

Ao contrário dos evaporadores de circulação natural (que dependem das diferenças de densidade entre o líquido aquecido e o não aquecido), a circulação forçada proporciona um fluxo estável e controlado, garantindo um aquecimento uniforme e uma alta eficiência de transferência de calor.

2. Estrutura e Componentes

Um evaporador MVR típico de circulação forçada consiste em:

• Bomba de circulação – Garante alta velocidade de fluxo através dos tubos de aquecimento.

• Trocador de calor (calandra ou casco e tubos) – Fornece a superfície para a evaporação.

• Separador (câmara de flash) – Separa o vapor do líquido concentrado.

• Compressor mecânico de vapor – Comprime o vapor secundário para aumentar a temperatura e a pressão para reutilização.

• Desembaçador – Remove gotículas em suspensão para garantir vapor limpo.

• Tubulações, válvulas e sistemas de controle – Para automação e estabilidade do processo.

3. Processo de trabalho

• O líquido de alimentação entra no circuito de circulação.

• A bomba de circulação força o líquido através dos tubos do trocador de calor.

• O vapor secundário gerado no separador é aspirado para o compressor MVR, onde é comprimido a uma temperatura e pressão mais elevadas.

• O vapor comprimido é então enviado de volta para o lado da carcaça do trocador de calor, servindo como meio de aquecimento.

• Esse vapor transfere calor para o líquido em circulação, gerando mais vapor e conservando energia.

• O processo continua até que a concentração desejada seja atingida, com o produto sendo descarregado pela parte inferior do separador.

4. Vantagens

Eficiência energética: Consumo de vapor até 90% menor em comparação com evaporadores convencionais.

Funcionamento estável: A circulação forçada evita a formação de incrustações e mantém a eficiência da transferência de calor.

Ampla aplicabilidade: Ideal para soluções viscosas, corrosivas ou em processo de cristalização.

Tamanho compacto: O sistema MVR reduz ou elimina a necessidade de caldeiras externas ou torres de resfriamento.

Ecológico: Menores emissões de CO₂ devido à redução da demanda de energia.

5. Aplicações típicas

Indústria alimentícia: Concentração de suco de frutas, laticínios, açúcar e hidrolisados de amido.

Indústria farmacêutica: Concentração de líquidos de extração, recuperação de solventes.

Indústria química: sulfato de sódio, cloreto de sódio, soda cáustica, sais de amônio.

Tratamento de águas residuais: águas residuais com alta salinidade ou alta concentração de DQO (Demanda Química de Oxigênio) e descarga zero de líquidos (ZLD).

Dessalinização: concentração de salmoura e recuperação de água.

Em resumo, um evaporador MVR de circulação forçada é um sistema de evaporação econômico, eficiente e confiável que combina a recompressão mecânica do vapor com a circulação forçada de líquido, tornando-o especialmente adequado para aplicações industriais desafiadoras onde a formação de incrustações, a viscosidade ou a cristalização representam problemas.