Sistema de concentração por evaporação em placas

Princípio de funcionamento

Processo de Troca de Calor: O sistema de evaporação e concentração por placas consiste em um trocador de calor de placas e um separador. O produto e o fluido de aquecimento fluem em contracorrente em seus respectivos canais. Devido ao relevo corrugado especial, gera-se uma turbulência de alta intensidade, resultando em um coeficiente de transferência de calor significativamente melhorado em comparação com os evaporadores tradicionais de casco e tubo. O líquido entra no evaporador pela entrada na parte inferior da unidade. À medida que o líquido flui sobre as placas nos canais, o vapor em outro canal aquece as placas, causando a evaporação do líquido.

Separação Líquido-Vácuo: O vapor aquecido sobe pelos canais, e a mistura líquido-vapor sai do trocador de calor de placas e entra no separador líquido-vapor. A mistura é separada em vapor e líquido; o primeiro sai pela saída superior e o segundo pela saída inferior do separador.

Evaporação de Múltiplos Efeitos: O sistema pode empregar evaporação de múltiplos efeitos, como evaporação de duplo ou triplo efeito, para melhorar a eficiência térmica. O vapor secundário gerado no primeiro efeito pode ser usado como vapor de aquecimento para o segundo efeito, e o vapor secundário gerado no segundo efeito pode ser usado como vapor de aquecimento para o terceiro efeito.

Vantagens

Alta eficiência de evaporação: atinge taxas de evaporação de 100 a 300 kg/h·m², uma melhoria significativa em relação aos evaporadores tubulares tradicionais.

Tempo de residência curto: O tempo de residência do material processado na superfície de evaporação é extremamente curto (aproximadamente ±10 segundos), reduzindo efetivamente o risco de deterioração, formação de coque ou incrustações causadas pelo aquecimento prolongado.

Evaporação a baixa temperatura: Pode operar em condições de vácuo, permitindo a evaporação a temperaturas mais baixas, o que é particularmente vantajoso para materiais sensíveis ao calor ou processos energeticamente eficientes.

Operação flexível: Adequado para processos de produção contínua, oferecendo significativa flexibilidade operacional; os parâmetros de operação podem ser ajustados de acordo com as necessidades reais.

Estrutura compacta: Design compacto com tubulações de ligação curtas e altura total reduzida, atingindo um máximo de apenas 34 metros.

Manutenção fácil: O conjunto da placa é fácil de abrir para limpeza e manutenção.

Cenários de aplicação

• Indústria Alimentícia: Utilizado para a evaporação e concentração de produtos lácteos (como queijo, leite em pó, etc.), a desalcoolização ou concentração de suco de frutas e vinho tinto, e a separação e purificação de outros componentes alimentares.

• Indústria farmacêutica: Em processos como extração de medicamentos, concentração de extratos da medicina tradicional chinesa e refino de produtos biológicos, os evaporadores de placas garantem a estabilidade térmica dos produtos, atendendo simultaneamente aos rigorosos padrões de higiene e às normas de Boas Práticas de Fabricação (BPF).

• Indústria Química: A evaporação, degradação ou concentração de diversos solventes orgânicos, fenolftaleína e outros produtos químicos serve aos campos da química fina e do tratamento ambiental.

• Energia e Proteção Ambiental: Em sistemas de recuperação de calor residual, os evaporadores de placas podem ser usados para a condensação do vapor de calor residual ou para os processos de evaporação, concentração e redução de volume no tratamento de águas residuais, alcançando uma utilização eficiente dos recursos e proteção ambiental.

Componentes do sistema:

• Trocadores de calor de placas de efeito estufa: Utilizados em processos de troca de calor.

• Separadores de efeito: Utilizados para separar vapor e líquido.

• Condensador: Utilizado para condensar o vapor secundário.

• Sistema de vácuo e drenagem: Utilizado para manter o estado de vácuo dentro do sistema e para descarregar o condensado.

• Bombas de alimentação e descarga: Utilizadas para transportar materiais.

• Instrumentação elétrica, sistemas de controle, válvulas e tubulações: utilizados para alcançar o controle automatizado do sistema e o transporte de materiais.

Os sistemas de evaporação e concentração em placas são amplamente utilizados em diversos setores industriais devido à sua rapidez, economia de energia e operação flexível, sendo especialmente adequados para situações com altas exigências de qualidade do produto, consumo de energia e eficiência de produção.