La crescente adozione di sistemi a scarico zero di liquidi sta creando elevate richieste di evaporatori industriali, causando un continuo aumento del settore degli utenti finali.
Il mercato è destinato a crescere da USD 18.7 miliardi a 23.7 miliardi di dollari a un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 4.8% entro questo periodo di previsione (dal 2022 al 2027).
Questo articolo esplora i diversi tipi di design dell'evaporatore, le loro caratteristiche, i prezzi, i pro e i contro. Rivela anche approfondimenti sulle caratteristiche operative e di prodotto critiche alla base della selezione dell'evaporatore.
Quindi continua a leggere per imparare come affrontare il processo di selezione dell'evaporatore e come possono essere applicati per dare un vantaggio alla tua attività.
Sommario
Definizione e utilità degli evaporatori
Tipi di evaporatori
Cose da considerare quando si sceglie un evaporatore
Conclusione
Definizione e utilità degli evaporatori
Gli evaporatori sono generalmente considerati sistemi di vaporizzazione ad alta energia. Creano una soluzione concentrata che ha una certa percentuale di viscosità, con una parte del risultato vaporizzata. Il processo si ottiene attraverso la concentrazione di solventi non volatili e solventi volatili (come l'acqua). Durante il processo, l'acqua (solvente) recuperata viene ulteriormente riciclata tramite un'altra sezione del sistema per ridurre al minimo gli sprechi.
Gli evaporatori trasformano gli elementi da liquidi in gas e hanno notevolmente migliorato i processi di produzione in settori come quello alimentare e delle bevande, farmaceutico, chimico e altro ancora. Le loro applicazioni sono vaste, motivo per cui sono molto richieste. Le aziende manifatturiere li usano per il controllo dell'umidità in alimentare e delle bevande lavorazione, nonché nella concentrazione di soluzioni di soda caustica. Con l'aumento della domanda globale di alimenti, bevande, prodotti farmaceutici, ecc., più evaporatori continueranno ad essere acquistati dalle aziende manifatturiere, il che, a sua volta, aumenterà le dimensioni del mercato globale degli evaporatori dell'industria.
Tipi di evaporatori
Evaporatori a film cadente
Pellicola cadente evaporatori sono dispositivi industriali utilizzati per concentrare le soluzioni. In questo processo il liquido di alimentazione dell'evaporatore viene fatto scorrere dall'alto verso il basso attraverso i tubi riscaldati a vapore, sotto forma di pellicola, prima di uscire dal basso. Il sistema è progettato con componenti sensibili al calore e la sua applicazione include la concentrazione di soluzioni zuccherine, maltosio, vitamina C, glucosio, sostanze chimiche, urea, creme e prodotti farmaceutici.
Questo sistema è ugualmente sfruttato nel trattamento dei liquidi di scarto per le industrie di alcol, farine di pesce, glutammato monosodico e alcuni altri campi.
Caratteristiche
- Un armadio di controllo
- Piastra del condensatore
- Circolatore di mandata
- Pompa a vuoto
- Camera di separazione
- Serbatoio dell'acqua del condensatore
- Pompa di carica
- Pompa condensa
- riscaldatore
Prezzo: US$ 21,953.85 – US$ 27,442.32
Vantaggi
- Ha una vasta applicazione
- Utile per il trattamento dei liquidi di scarto
- Progettato con componenti sensibili al calore
- Grande superficie riscaldante in un unico corpo
- Possedere una capacità di risparmio energetico
- Buoni coefficienti di scambio termico a grandi differenze di temperatura
Svantaggi
- Incapacità di operare in condizioni di alta temperatura
- Richiede ricircolo
- Elevati requisiti di headroom
- Non adatto per salare o incrostare materiali
Evaporatori a piastre guarnite
Il piatto guarnito evaporatore è realizzato montando una coppia di lastre bugnate (aventi aperture negli angoli) in cima (con barra alta e barra guida bassa). Le piastre sono dotate di guarnizioni e impostate per formare piccoli passaggi di flusso quando un lotto di piastre viene serrato insieme nel telaio.
Le guarnizioni intrappolano i liquidi e li proteggono dalla dispersione nell'atmosfera, mentre il fluido riscaldante può fluire tra ciascuna delle altre piastre. Questo articolo è utilizzato principalmente per applicazioni di stripping come la rimozione di monomeri dai polimeri.
Caratteristiche
- Elevato coefficiente di trasferimento del calore
- Facile da riparare e pulire
- Struttura compatta
- Leggero
- Facile cambiare la superficie di trasferimento del calore o la disposizione della piastra
- Piccola differenza di temperatura finale
Prezzo: US$ 498.95 – US$ 898.11
Vantaggi
- Ha la capacità di far evaporare materiali sensibili al calore, viscosi e schiumosi
- Compatto con altezza libera richiesta
- Facile da pulire
- Può essere modificato facilmente
Svantaggi
- Ha un'ampia area con guarnizioni che potrebbe causare perdite
Evaporatori a percorso breve
Percorso breve evaporatori operare attraverso il principio della distillazione molecolare. Si tratta di un nuovo tipo di tecnologia di separazione liquido-liquido che orchestra uno scenario in cui vi è una breve distanza tra la superficie di riscaldamento e la superficie di raffreddamento, che è accompagnata da poca resistenza. Questa distillazione a percorso breve del vuoto operativo può raggiungere fino a 1 Pa, a differenza di altre apparecchiature di evaporazione e distillazione. Ciò implica che l'attrezzatura per la distillazione a percorso breve è ideale per punti di ebollizione elevati (a pressione normale). Questa moderna tecnologia di separazione liquido-liquido ha una vasta applicazione ed è ben sfruttata in diversi settori. Sono utilizzati per la creazione di fragranze, la produzione di oli commestibili, nella produzione di combustibili e nella distillazione del poliuretano.
Caratteristiche
- Adattatore per termometro
- Supporto ad anello in sughero per fiaschetta
- Ricevitore per mucche da distillazione
- Supporto da laboratorio
- Mantello riscaldante per agitatore magnetico
- Boccetta bollente
- Pompa di circolazione del refrigerante criogenico
Prezzi: $ 2993.71 – $ 3,492.66
Vantaggi
- L'operazione di separazione è in grado di raggiungere la temperatura del punto di ebollizione del materiale in uso.
- Spazio di testa ridotto richiesto
- Ideale per liquidi con moderata tendenza al calcare
- Non così costoso da produrre
- Il vuoto operativo può raggiungere 1Pa, a differenza di altre apparecchiature di evaporazione e distillazione
Svantaggi
- Il trasferimento di calore si basa sulla temperatura e sull'effetto della viscosità
- Non adatto per materiali sensibili alla temperatura
- Non compatibile con prodotti cristallini (tranne se è prevista l'agitazione)
Evaporatori rotanti
Questo rotante evaporatore è utilizzato nei laboratori per l'efficace rimozione dei solventi dai palloni attraverso l'evaporazione. Può raggiungere l'obiettivo di rimuovere i solventi dai campioni senza riscaldare il pallone alla sua temperatura di ebollizione in un'atmosfera. È considerato un mezzo più rapido e affidabile per eliminare i solventi con minore potenziale di provocare la decomposizione termica del campione.
Caratteristiche
- Elevata trasmissione della luce
- Motore a induzione AC
- Regolatore di velocità
- Bottiglia rotante per la cottura a vapore
Prezzo: US$ 1,895.02 – US$ 2,393.97
Vantaggi
- Meno probabilità di causare decomposizione termica
- Rimuove in modo efficiente ed efficace i solventi da un pallone senza raggiungere la temperatura di ebollizione dei solventi
Svantaggi
- Non adatto per la rimozione di solventi acquosi
- Ha un grande potenziale per l'ebollizione improvvisa o l'urto senza preavviso
- Ha un alto punto di ebollizione
Evaporatori tubolari a circolazione forzata
La sezione usate funziona attraverso un processo di imputazione del materiale liquido nell'evaporatore a film cadente dalla scatola tubiera superiore della camera di riscaldamento e distribuzione uniforme nei tubi di scambio termico utilizzando il dispositivo di distribuzione del liquido e filmogeno.
Il liquido scorre naturalmente dall'alto verso il basso e, mentre scorre, viene riscaldato e vaporizzato dal mezzo di riscaldamento sul lato del guscio. Il vapore e il liquido prodotti vengono riconvogliati nella camera di separazione dell'evaporatore, dove vengono completamente separati: il vapore va al condensatore e viene condensato tramite un funzionamento a singolo effetto oppure viene portato all'evaporatore per essere riscaldato tramite un multieffetto operazione.
Caratteristiche
- Alto tasso di evaporazione
- Struttura in acciaio inossidabile
- Quadro elettrico antideflagrante
Prezzo : US $ 11,974.83 – US $ 4 9,895.12
Vantaggi
- Elevata efficienza di trasferimento del calore
- Resistenza ad alta temperatura
- Buona resistenza alla corrosione
- Vantaggio di lunga durata
- L'equipaggiamento antideflagrante protegge il sistema operativo di controllo
Svantaggi
- Elevato consumo energetico (per la pompa di circolazione)
- Costo di acquisto elevato
- Lunga permanenza del prodotto all'interno della zona di riscaldamento
Evaporatori termici
Termico evaporatori dipendono dal riscaldamento/ebollizione delle acque reflue a pressione atmosferica. Offrono un design di evaporazione a più effetti, ma adottano diversi tipi di evaporatore (in base alle condizioni del materiale), tra cui pellicola di sollevamento, pellicola ascendente, forma di pellicola discendente, ecc. L'apparecchiatura è progettata in modo univoco con prestazioni ottimali, facilità di manutenzione, efficienza e sicurezza in mente.
Il sistema di preriscaldamento dell'alimentazione adotta un design a tre stadi: preriscaldatore A (preriscaldamento del vapore di scarico dell'effetto finale) → preriscaldamento B (preriscaldamento della condensa mista) → preriscaldamento C (preriscaldamento del vapore fresco).
Gli evaporatori termici utilizzano fonti di energia come elettricità, gas naturale, vapore o propano e sono considerati i più affidabili e coerenti di tutti.
Caratteristiche
- Sistema sofisticato di preriscaldamento dell'alimentazione
- Processo di evaporazione multieffetto
- Tipo di piastra evaporatore a piastre importate semisaldate
- Buon effetto di riscaldamento/ebollizione
Prezzo: US $ 8,981.12
Vantaggi
- Controllo della corrosione
- Il sistema del vuoto offre una facile manutenzione
- Offre un processo di progettazione compatto
- L'effetto di risparmio energetico del sistema è più significativo rispetto ad altri prodotti contemporanei
Svantaggi
- Complessità dovuta al suo processo di evaporazione a più effetti
- Ha un'area a piastra singola molto ampia ed è soggetta a perdite
- Possibile alto costo di esercizio
Evaporatori agitati a film sottile
Questo film sottile agitato evaporatore è costruito con un agitatore rotante ad alta velocità che consente l'efficace separazione del liquido. Il suo metodo separa il volatile dal meno volatile mediante agitazione meccanica dal prodotto che scorre o un calore non diretto in condizioni di temperatura equilibrata. L'attrezzatura è altamente investita in industrie sensibili come cibo, prodotti farmaceutici, petrolio, prodotti chimici, protezione ambientale, ecc.
Offre un funzionamento semplice e una facile manutenzione. Noto per operare con materiali ad alta concentrazione, alta viscosità e sensibilità al calore.
Caratteristiche
- Resistenza all'evaporazione fino a 200 kg/m2h
- Scanalatura di scorrimento centrifuga rotante
- Utilizza agitatore rotante ad alta velocità
- Compatibile con materiali sensibili al calore
- Offre vaste applicazioni (farmaceutiche, alimentari, petrolifere, chimiche, protezione ambientale, ecc.).
Prezzo: US$ 8881.33 – US$ 19,958.05
Vantaggi
- Adatto a diversi tipi di materiali, incluso materiale ad alta viscosità di circa 100,000 cp
- Alto coefficiente di scambio termico
- Ideale per materiale termosensibile
- Mantiene la qualità del prodotto senza alcuna forma di decomposizione del materiale
- Il corpo dell'evaporatore adotta la lucidatura a specchio
- Molto facile da mantenere e da pulire
- Non richiede un grande spazio
Svantaggi
- Riscaldamento di breve periodo
- Adatto solo per materiali che richiedono calore ridotto
- Costo di acquisto più elevato rispetto alle macchine di evaporazione standard
Cose da considerare quando si sceglie un evaporatore
Ci sono alcune caratteristiche e qualità che un evaporatore perfettamente progettato deve possedere. Gli acquirenti aziendali devono considerare i seguenti fattori quando prendono decisioni su quali sistemi di evaporazione acquistare.
Sensibilità al calore
Un evaporatore progettato correttamente deve avere la capacità di rilevare materiali sensibili al calore e quindi abbassare il livello di pressione, l'afflusso di fluido e la durata del riscaldamento, per evitare la decomposizione o il danneggiamento.
Gli evaporatori utilizzati in industrie come quella alimentare, farmaceutica, chimica e delle resine devono essere sensibili al calore o alla temperatura. La macchina deve essere impostata per rilevare i tipi di materiali e regolare nuovamente il tempo di esposizione al calore in modo da ottenere il miglior risultato.
la formazione di schiuma
È impossibile evitare la formazione di schiuma durante un processo di evaporazione, tuttavia, la progettazione dell'apparecchiatura dovrebbe utilizzare una tecnica che riduca la velocità con cui si formano schiume instabili rotte nel sistema dell'evaporatore. Un caso eccessivo di formazione di schiuma in produzione può portare a un carryover. Questo è il motivo per cui dovrebbero essere prese misure per evitare la formazione di schiuma.
Ci sono modi per prevenire l'effetto della formazione di schiuma durante la produzione. Includono la diminuzione dell'intensità di ebollizione del fluido sulla superficie di trasferimento del calore, l'aumento della velocità del vapore nei tubi per tagliare la schiuma o l'impostazione della macchina per operare ad alta temperatura e bassa pressione, mentre l'integrazione di una sostanza antischiuma può anche aiutare a frenare l'effetto schiumogeno. L'antischiuma è un modo rapido per vincere le sfide della formazione di schiuma, a condizione che il requisito di purezza del prodotto lo consenta.
incrostazioni
Il fouling si verifica quando gli oggetti solidi iniziano a formarsi sulle superfici di trasferimento del calore. Questo solido accumulo è molto pericoloso e può arrestare l'intero sistema. IL macchina potrebbe non funzionare di nuovo fino a quando non viene adeguatamente pulito e mantenuto.
È importante selezionare un evaporatore meno soggetto a questo tipo di arresti del sistema. I luoghi comuni in cui si sviluppano questi solidi sono i mangimi, il concentrato e alcune parti delle regioni di trasferimento del calore.
Materiale da costruzione
Quando si seleziona un evaporatore considerare i materiali di costruzione richiesti dello scambiatore di calore, in quanto influenzano i costi dei materiali complessivi e la conducibilità termica. Le aziende di produzione scelgono sempre un modo meno costoso per ottenere una produzione di successo senza compromettere la qualità. Alcuni materiali da costruzione aumentano il costo di produzione e fornirebbero comunque lo stesso risultato di altri evaporatori. I materiali da costruzione influenzano anche il coefficiente e la superficie dello scambiatore di calore. Assicurarsi di selezionare un evaporatore con materiale da costruzione adatto.
Mezzo di trasferimento del calore
Quando si scelgono gli evaporatori, si noti che gli evaporatori a liquido o a vapore non richiedono un'elevata area di trasferimento del calore a causa del loro elevato coefficiente di trasferimento del calore sul lato caldo, ma gli evaporatori riscaldati con olio caldo lo fanno. Gli evaporatori riscaldati ad olio caldo hanno coefficienti di trasferimento del calore sul lato caldo più bassi e ciò richiede spesso un'area di trasferimento del calore elevata.
Quindi l'olio da riscaldamento diventa un'opzione ideale se il materiale da evaporare non è sensibile al calore, perché le temperature dell'olio sono superiori a quelle del vapore. Ciò ridurrà anche la dimensione dell'area di trasferimento del calore necessaria per il processo.
Viscosità
All'aumentare della viscosità del liquido, il coefficiente di scambio termico subisce un forte calo. Questa situazione è molto peculiare per la maggior parte dei sistemi di evaporazione. La selezione di un sistema di evaporazione con una buona configurazione della viscosità può migliorare le prestazioni e ridurre l'impatto dei fluidi ad alta viscosità.
Velocità del vapore
Un design adeguato evaporatore richiede una velocità sufficiente per ottenere un elevato coefficiente dello scambiatore di calore senza andare oltre la caduta di pressione, i limiti di trascinamento o l'erosione. Per raggiungere con successo la quantità prevista di coefficiente di scambio termico, i tubi dell'evaporatore e le camicie di riscaldamento (lato mantello di un'unità tubolare) devono salire sopra il vapore a velocità precise, il che aiuterà nella rimozione del gas non condensabile (aria) e porterà sul buon taglio del vapore.
Mentre decidi quali evaporatori scegliere per la tua attività, assicurati di considerare attentamente l'efficienza di separazione e le potenziali perdite di carico.
Contenuto di solidi
La variazione del contenuto solido può causare plug tubing che porta all'incrostazione e alla diminuzione della superficie di trasferimento del calore. Quando la superficie del calore si riduce, la velocità di trasferimento del calore diminuisce inclusa la capacità dell'evaporatore dell'apparecchiatura. Questo alla fine può arrestare l'intero sistema e cessare la sua funzionalità fino a quando non viene sottoposto a un processo di pulizia e manutenzione.
Rapporto distillato/concentrato
Questo rapporto distillato/concentrato è particolarmente importante e deve essere controllato perché indica se c'è abbastanza fluido per circolare e lubrificare l'interno dell'evaporatore. Il fluido è destinato a viaggiare a velocità molto elevate, per ridurre al minimo il rischio di incrostazioni e salinità dei solidi sulle superfici di trasferimento del calore.
Conclusione
Con così tanti fattori da considerare, all'inizio la scelta di un sistema di evaporazione può sembrare difficile. Tuttavia, i suggerimenti di cui sopra dovrebbero guidarti a tracciare un confronto accurato tra le opzioni disponibili sul mercato.
La selezione di un sistema di evaporazione adeguatamente progettato, con grande efficienza energetica e sensibilità al calore può aiutare a garantire valore e affidabilità.
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