Как подобрать испаритель для процесса?
Мы не раз наблюдали испарение капелек воды с поверхности кожи под лучами летнего солнца, уменьшение количества воды в кастрюле - при варке пищи и т.п. Процесс испарения приводит к старению, высыханию, отвердеванию. Иногда это имеет отрицательный результат: например, старение кожи, потеря ее эластичности. В других случаях, наоборот, получаются концентрированные жидкие продукты или высушенные полуфабрикаты.
Испарение - эндотермический процесс перехода вещества из жидкого или твердого состояния в парообразное. Эффективность испарения, в первую очередь, зависит от температуры и давления: с увеличением температуры и уменьшением давления количество испаряющейся жидкости увеличивается.
Другим важным параметром является площадь поверхности контакта - с возрастанием данного параметра увеличивается количество испаряющейся жидкости, поэтому конструкции испарительных аппаратов предусматривают наибольшую поверхность теплообмена.
Испарительные процессы используются для концентрирования продуктов, очистки их от примесей, разделения веществ, отгонки растворителей и т.п. Испарение лежит в основе многих технологических процессов и воплощено в различном оборудовании:
- тонкопленочный испаритель Toddi (Россия);
- тонкопленочный испаритель EYELA (Япония);
- роторный испаритель;
- ректификационная колонна;
- экстрактор и т.п.
Тонкопленочный испаритель
Одним из наиболее эффективных методов увеличения площади поверхности является создание тонких плёнок - слоев между фазами, толщина которых соизмерима с расстоянием действия поверхностных сил. Для этого используют тонкоплёночные испарители, основным преиму-ществом которых является значительное снижение температуры кипения за счет сокращения рабочего давления, что позволяет разделять продукты, которые разлагаются при вакуумной дистилляции.
Тонкопленочные испарители позволяют проводить процесс непрерывно, в отличие от роторных испарителей, в которых сырье заливается в колбу единожды.
Основной элемент тонкоплёночного аппарата - испарительная колонна с рубашкой и скребками (ТПИ). Сырье подается непрерывно в испаритель, попадает на распределительный диск и с помощью скребков размазывается по внутренним стенкам колонки. Температура стенок колонки поддерживается с помощью термостата, который подает жидкость заданной температуры в рубашку колонки.
Система с распределительным диском и скребками приводится во вращение пневмоприводом. В зависимости от вязкости испаряемой жидкости используются скребки разного вида:
- типа Rotofilm (поверхность с косыми зубьями);
- валики;
- лопасти.
Пары легкокипящих компонентов отводятся в верхней части колонки в систему конденсации (К), а тяжелая фаза опускается в приемную колбу (П1 и П2). Сконденсированные пары собираются в приемнике (П3 и П4), а остаточные пары задерживаются в ловушке (Л).
Преимущества
- Пониженная температура испарения (работа под высоким вакуумом);
- Возможность работы с высоковязкими компонентами;
- Малое время нахождения в зоне контакта;
- Превосходная теплопередача;
- Высокая производительность.
Области применения
- Деаэрация и дегидратация охлаждающего/трансформаторного масла
- Ускоренное испарение в вакууме
- Вакуумная сушка
- Отвердение жидкостей, содержащих витамины, антибиотики, микроорганизмы и пр.
|