Parownik cienkowarstwowy to typ parownika charakteryzujący się przepływem cieczy wzdłuż ścianki rury grzewczej w sposób filmowy-w celu przenoszenia ciepła i odparowywania. Jego zalety obejmują wysoką wydajność wymiany ciepła, dużą szybkość parowania i krótki czas przebywania materiału, dzięki czemu szczególnie nadaje się do odparowywania-substancji wrażliwych na ciepło. Można je podzielić na wyparki z wznoszącą się warstwą i wyparki z opadającą warstwą.
(1) Wyparka z wznoszącą się warstwą
Wyparka z wznoszącym się filmem jest zbudowana przez ciecz wpływającą do rur grzewczych w celu ogrzania zgodnie z zasadą pompy syfonowej. Po wpłynięciu do separatora ciecz i para są rozdzielane, a ciecz przepływa z powrotem do parownika przez rurę cyrkulacyjną, tworząc zamkniętą-pętlę, znaną również jako parownik z obiegiem zewnętrznym.
1.1 Wyparka z wznoszącym się filmem: Ciekły surowiec wpływa od dołu wyparki i jest unoszony w górę wzdłuż rur za pomocą pary wtórnej. Wyparka z opadającą warstwą: Ciecz surowcowa wpływa od góry wyparki i spływa w dół wzdłuż ścianki rury pod wpływem grawitacji.
1.2 „Warstwa” w warstwie wznoszącej się i opadającej odnosi się do optymalnego-filmowego przepływu cieczy surowca wzdłuż ścianki rury grzewczej podczas pracy parownika, gdzie przenoszenie ciepła jest najbardziej efektywne. 1.3 Zakres zastosowania: Nadaje się do odparowywania substancji o dużych szybkościach parowania, wrażliwości na ciepło, właściwościach lepkich i właściwościach pieniących, ale nie nadaje się do roztworów o dużej lepkości, wytrącaniu kryształów lub łatwym tworzeniu kamienia.
(2) Parownik z opadającą warstwą
2.1 Odparowanie z opadającą warstwą polega na dodaniu cieczy zasilającej z górnej skrzynki rurowej komory grzewczej wyparki z opadającą warstwą. Dzięki urządzeniu rozprowadzającemu i tworzącemu film- ciecz jest równomiernie rozprowadzana w każdej rurze wymiany ciepła. Pod wpływem grawitacji, indukcji podciśnienia i przepływu powietrza tworzy jednolity film, który przepływa od góry do dołu. Podczas przepływu ciecz jest podgrzewana i odparowywana przez czynnik grzewczy-po stronie płaszcza. Wytworzona faza parowa i ciekła wchodzą razem do komory separacyjnej parownika. Po dokładnym oddzieleniu para wchodzi do skraplacza w celu skroplenia (praca z jednym-efektem) lub wchodzi do parownika następnego efektu jako czynnik grzewczy, uzyskując w ten sposób działanie z wieloma-efektami. Fazę ciekłą odprowadza się z komory separacyjnej, a ścieki odparowuje się i zagęszcza.
2.2 Zakres zastosowania: Szeroko stosowany do odparowywania i zatężania wody lub roztworów rozpuszczalników organicznych w przemyśle farmaceutycznym, spożywczym, chemicznym i lekkim. Sprzęt ten działa w sposób ciągły w warunkach próżni i-niskiej temperatury, charakteryzując się dużą wydajnością odparowywania, oszczędnością energii i redukcją zużycia, niskimi kosztami operacyjnymi oraz zapewniającym, że materiał pozostaje niezmieniony podczas parowania.
2.3 Przebieg procesu: Przepływ procesu ma cztery formy: współ-prąd (przepływ równoległy), przeciw-prąd, przepływ mieszany (przepływ-krzyżowy) i przepływ równoległy.
Prąd współ-: roztwór i para przepływają w tym samym kierunku, sekwencyjnie od pierwszego do ostatniego efektu. Gdy roztwór wejdzie w kolejny efekt z poprzedniego, zacznie migać trochę wody i wytworzy się większa ilość pary wtórnej. Ponieważ stężenie w późniejszym efekcie jest wyższe niż w poprzednim efekcie, a temperatura pracy jest niższa, współczynnik przenikania ciepła pierwszego efektu jest często znacznie wyższy niż ostatniego efektu. Ogólnie nadaje się do przetwarzania-materiałów wrażliwych na ciepło w wysokich stężeniach.
Prąd przeciwny-: Surowiec pompowany jest sekwencyjnie od ostatniego efektu do poprzednich, a gotowa ciecz jest odprowadzana od pierwszego efektu. Ciecz i para przepływają w przeciwnych kierunkach. Ogólnie nadaje się do przetwarzania roztworów, których lepkość zmienia się znacznie w zależności od temperatury i stężenia, ale nie nadaje się do materiałów-wrażliwych na ciepło. Stosowana przez naszą firmę-słona woda o wysokim stężeniu przy zerowym wypływie wykorzystuje proces potrójnego-prądu-.
Przepływ-mieszany: łączy w sobie zalety procesów-współprądowych i przeciwprądowych-, unikając jednocześnie ich wad, ale jest skomplikowany w obsłudze i wymaga wysokiego stopnia automatyzacji.
Przepływ-poziomy: każdy efekt jest zasilany i wytwarza gotową ciecz, a w każdym efekcie wytrącają się kryształy. Kryształy można szybko oddzielić, co zwykle stosuje się do odparowywania nasyconych roztworów.
2.4 Zasada opadania filmu: Odparowywany materiał wpływa od góry wyparki z opadającym filmem przez pompę zasilającą i przepływa przez rury odparowujące (od strony rury). Materiał jest rozprowadzany w postaci folii wewnątrz rur wymiany ciepła za pomocą dystrybutora folii. Gdy materiał spływa po wnęce rury pod wpływem grawitacji, jest podgrzewany przez parę na zewnątrz rur, osiągając temperaturę parowania i odparowując. Materiał wraz z parą wtórną spływa po rurach w postaci cienkiej warstwy. Para wtórna jest sprężana przez sprężarkę pary i przesyłana na stronę płaszcza komory grzewczej z opadającą warstwą jako para grzewcza. Po stronie płaszcza komory grzewczej z opadającą warstwą znajdują się płyty prowadzące parę wtórną, skraplającą ją i odprowadzającą-nieskraplające się gazy. Podczas procesu energia cieplna samego parownika przekazywana jest z zewnątrz rurek do parującego wewnątrz materiału. Po wymianie ciepła para wtórna skrapla się do postaci wody i jest odprowadzana z wyparki z opadającym filmem.
2.5 Charakterystyka systemów odparowywania opadającej warstwy:
2.5.1 W wyparce z opadającym filmem ciecz zasilająca jest dodawana od góry wyparki i opada wzdłuż ścianki rury w kształcie filmu pod wpływem grawitacji. Podczas tego procesu odparowuje i zagęszcza się, w wyniku czego na dnie znajduje się skoncentrowana ciecz. Wyparki z opadającą warstwą mogą odparowywać materiały o wysokich stężeniach i dużej lepkości.
2.5.2 Ponieważ roztwór przepływa w postaci folii w wyparce-jednoprzebiegowej, współczynnik przenikania ciepła jest wysoki.
2.5.3 Krótki czas przebywania zmniejsza ryzyko pogorszenia jakości materiału, dzięki czemu nadaje się on do obróbki materiałów-wrażliwych na ciepło.
2.5.4 Niska retencja cieczy umożliwia szybką pracę wyparki z opadającym filmem w zależności od zmian w dostawie energii, poziomie podciśnienia, szybkości podawania i stężeniu.
2.5.5 Ponieważ płyn procesowy przepływa wyłącznie pod wpływem grawitacji, a nie pod wpływem różnicy temperatur, można zastosować parowanie przy niskiej-różnicy temperatur.
2.5.6 Wyparki z opadającym filmem nadają się do odparowywania i zagęszczania materiałów spieniających. Gdy ciecz odparowuje-w formie filmu wewnątrz rurki grzewczej, następuje oddzielenie pary-cieczy. Jednocześnie na dnie parownika większość cieczy jest odprowadzana, a tylko niewielka część cieczy i cała para wtórna wchodzą do separatora w celu lepszego oddzielenia. Płyn podczas całego procesu nie generuje zbyt dużych uderzeń, co pozwala uniknąć tworzenia się piany.