การแนะนำเบื้องต้นและลักษณะเฉพาะของอุปกรณ์การระเหยฟิล์มตกแบบเอฟเฟกต์เดี่ยว

การระบายและไอเสีย:

สารละลายเข้มข้น: ระบายออกจากด้านล่างของห้องแยก เก็บหลังจากความเข้มข้นถึงค่าที่กำหนดไว้

ไอน้ำสำรอง: ระบายออกจากด้านบนของห้องแยก ในระบบเอฟเฟกต์เดี่ยว ไอทุติยภูมิเหล่านี้มักจะเข้าสู่คอนเดนเซอร์ ซึ่งจะถูกควบแน่นเป็นของเหลว (คอนเดนเสท) ด้วยน้ำหล่อเย็น (หรือตัวกลางทำความเย็นอื่น ๆ) จากนั้นจึงระบายออกจากระบบ โดยปกติคอนเดนเซอร์จะเชื่อมต่อกับปั๊มสุญญากาศเพื่อรักษาระบบทำงานที่แรงดันลบ ลดจุดเดือดของของเหลวป้อน ลดความเสียหายจากความร้อนต่อวัสดุที่ไวต่อความร้อน และประหยัดพลังงาน

คอนเดนเสทไอน้ำร้อน: คอนเดนเสทที่เกิดจากการควบแน่นของไอน้ำร้อนจะถูกระบายออกจากด้านล่างของห้องทำความร้อน

ส่วนประกอบหลัก

เครื่องทำความร้อน: โดยทั่วไปคือตัวแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและแบบท่อ (มัดท่อยาวแนวตั้ง) โดยมีของเหลวไหลผ่านด้านท่อ (การระเหยของฟิล์มตก) และไอน้ำร้อนไหลผ่านด้านของเปลือก

ห้องแยก: โครงสร้างที่ใช้แยกของเหลวเข้มข้นและไอน้ำทุติยภูมิ บางครั้งก็รวมเข้ากับเครื่องทำความร้อน (แยกจากด้านล่าง) และบางครั้งก็เป็นภาชนะแยกต่างหากที่เชื่อมต่อกันด้วยท่อ

ตัวจ่ายของเหลว (ตัวจ่ายฟิล์ม): ส่วนประกอบสำคัญที่ติดตั้งที่ด้านบนของมัดท่อความร้อนเพื่อให้แน่ใจว่าของเหลวที่ป้อนสามารถกระจายไปยังทางเข้าของท่อทำความร้อนแต่ละท่อได้อย่างสม่ำเสมอ และสร้างฟิล์มของเหลวที่เสถียรและสม่ำเสมอ มีรูปแบบต่างๆ มากมาย (เช่น แผ่นตะแกรง หัวฉีด ไซโคลน ท่อนำ ฯลฯ) และการออกแบบเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อประสิทธิภาพการระเหยและป้องกันผนังแห้ง

คอนเดนเซอร์: ใช้เพื่อควบแน่นไอน้ำทุติยภูมิที่ออกมาจากห้องแยก ประเภททั่วไป ได้แก่ คอนเดนเซอร์ที่พื้นผิว (การควบแน่นทางอ้อม) และคอนเดนเซอร์แบบผสม (การควบแน่นแบบสัมผัสโดยตรง)

ระบบสุญญากาศ: ปั๊มสุญญากาศ (เช่น ปั๊มวงแหวนน้ำ ปั๊มฉีดไอน้ำ ฯลฯ) ใช้เพื่อแยกก๊าซที่ไม่สามารถควบแน่นออกจากระบบ สร้างและรักษาระดับสุญญากาศที่ต้องการ

ปั๊มของเหลว/ปั๊มเข้มข้น: ใช้เพื่อขนส่งของเหลวเข้าเครื่องระเหยและสารเข้มข้น

เครื่องอุ่นล่วงหน้า (เป็นทางเลือกแต่ใช้กันทั่วไป): ก่อนเข้าสู่เครื่องระเหย โดยปกติจะต้องใช้เครื่องอุ่นล่วงหน้าเพื่อให้ความร้อนของเหลวเย็นจนถึงอุณหภูมิใกล้กับจุดเดือด เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ระบบควบคุม (วาล์วเครื่องมือ) : เกจวัดระดับ, เทอร์โมมิเตอร์, เกจวัดความดัน, มิเตอร์วัดการไหล, วาล์วควบคุม ฯลฯ ใช้ในการติดตามและควบคุมกระบวนการระเหย

คุณสมบัติหลักและข้อดี

ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูง: เนื่องจากการไหลของฟิล์มบาง ฟิล์มของเหลวจึงบาง อัตราการไหลเร็ว ระดับความปั่นป่วนสูง และไม่มีจุดเดือดเพิ่มขึ้นที่เกิดจากหัวแรงดันคงที่ (เมื่อเทียบกับฟิล์มที่เพิ่มขึ้นหรือเครื่องระเหยการไหลเวียนตามธรรมชาติ) ดังนั้นค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อน (ค่า K) มักจะสูง

เวลาพักตัวสั้น: เวลาพักตัวของวัสดุในโซนอุณหภูมิสูงนั้นสั้นมาก (โดยปกติเพียงไม่กี่วินาทีถึงสิบวินาที) เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการจัดการวัสดุที่ไวต่อความร้อน (เช่น น้ำผลไม้ นม เอนไซม์ ยา และผลิตภัณฑ์เคมีละเอียดบางชนิด) ซึ่งสามารถลดการสลายตัวด้วยความร้อน การเปลี่ยนสี การสูญเสียรสชาติ หรือการลดกิจกรรมให้เหลือน้อยที่สุด

การสูญเสียความแตกต่างของอุณหภูมิเล็กน้อย: ไม่มีการเพิ่มจุดเดือดที่เกิดจากหัวแรงดันคงที่ และการสูญเสียความแตกต่างของอุณหภูมิส่วนใหญ่มาจากการเพิ่มขึ้นของจุดเดือด (BPE) และการสูญเสียของท่อซึ่งมีขนาดค่อนข้างเล็กและสามารถใช้ความแตกต่างของอุณหภูมิการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพน้อยลง

ความยืดหยุ่นในการปฏิบัติงานสูง: สามารถทำงานที่อุณหภูมิที่แตกต่างกันต่ำ และมีความสามารถในการปรับตัวที่ดีต่อการเปลี่ยนแปลงความเข้มข้นของฟีดและอัตราการไหล

‌โครงสร้างที่กะทัดรัด (สัมพันธ์กับการไหลเวียนตามธรรมชาติ): ความสูงของอุปกรณ์มักจะต่ำกว่าความสูงของเครื่องระเหยฟิล์มที่เพิ่มขึ้น

เหมาะสำหรับวัสดุที่มีความหนืดสูง (ภายในช่วงที่กำหนด): สามารถจัดการกับวัสดุที่มีความหนืดสูงกว่าประเภทฟิล์มที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อย แต่ความหนืดสูงเกินไปอาจส่งผลต่อการสร้างฟิล์มที่สม่ำเสมอ

เริ่มต้นอย่างรวดเร็ว: ระบบมีความจุความร้อนน้อย และเวลาที่ต้องใช้ในการอุ่นเครื่องและเข้าสู่สถานะเสถียรนั้นค่อนข้างสั้น

อัตราความเข้มข้นสูง: การระเหยแบบครั้งเดียวทำให้ได้ความเข้มข้นที่สูงขึ้น (โดยเฉพาะเมื่อทำงานภายใต้สุญญากาศ)