A crescente adoção de sistemas de descarga de líquido zero está criando altas demandas para evaporadores industriais, causando um aumento contínuo em sua indústria de usuários finais.
O mercado está programado para crescer de USD 18.7 bilhões para US$ 23.7 bilhões a uma taxa composta de crescimento anual (CAGR) de 4.8% neste período de previsão (2022 a 2027).
Este artigo explora os diferentes tipos de projetos de evaporadores, suas características, preços, prós e contras. Ele também revela insights sobre características operacionais e de produto críticas por trás da seleção do evaporador.
Portanto, continue lendo para aprender como abordar o processo de seleção do evaporador e como eles podem ser aplicados para dar uma vantagem ao negócio.
Conteúdo
Definição e utilidade dos evaporadores
Tipos de evaporadores
Coisas a considerar ao escolher um evaporador
Conclusão
Definição e utilidade dos evaporadores
Os evaporadores são geralmente considerados sistemas de vaporização de alta energia. Eles criam uma solução concentrada que possui uma certa porcentagem de viscosidade, com parte do resultado vaporizado. O processo é conseguido através da concentração de solventes não voláteis e solventes voláteis (como a água). Durante o processo, a água (solvente) recuperada é posteriormente reciclada por meio de outra seção do sistema para minimizar o desperdício.
Os evaporadores mudam itens de líquidos para gases e aprimoraram muito os processos de produção em indústrias como alimentos e bebidas, produtos farmacêuticos, produtos químicos e muito mais. Suas aplicações são vastas, e é por isso que eles estão em alta demanda. As empresas de manufatura os utilizam para controle de umidade em alimentos e bebidas processamento, bem como na concentração de soluções de soda cáustica. Com o aumento da demanda global por alimentos, bebidas, produtos farmacêuticos, etc., mais evaporadores continuarão a ser comprados por fabricantes, o que, por sua vez, aumentará o tamanho do mercado global de evaporadores da indústria.
Tipos de evaporadores
Evaporadores de filme descendente
filme caindo evaporadores são dispositivos industriais usados para concentrar soluções. Neste processo, a alimentação líquida do evaporador é feita fluir de cima para baixo através dos tubos aquecidos a vapor, em forma de filme, antes de sair pelo fundo. O sistema é projetado com componentes sensíveis ao calor e sua aplicação inclui concentração de solução de açúcar, maltose, vitamina C, glicose, produtos químicos, ureia, creme e produtos farmacêuticos.
Este sistema é igualmente aproveitado no tratamento de resíduos líquidos para indústrias de álcool, farinha de peixe, glutamato monossódico e alguns outros campos.
Funcionalidades
- Um gabinete de controle
- placa condensadora
- Bomba de circulação de descarga
- Bomba de vácuo
- Câmara separadora
- Tanque de água do condensador
- bomba de carga
- Bomba condensada
- Aquecedor
Preço: US$ 21,953.85 – US$ 27,442.32
Prós
- Tem vasta aplicação
- Útil para tratamento de resíduos líquidos
- Projetado com componentes de sensibilidade ao calor
- Grande superfície de aquecimento em um corpo
- Possuir uma capacidade de economia de energia
- Bons coeficientes de transferência de calor em grandes diferenças de temperatura
Desvantagens
- Incapacidade de operar em condições de alta temperatura
- Requer recirculação
- Requisitos de headroom alto
- Não é adequado para salgar ou desincrustar materiais
Evaporadores de placas gaxetadas
A placa vedada evaporador é organizado montando um par de placas em relevo (com aberturas em seus cantos) em um pico (com uma barra alta e uma barra guia baixa). As placas são vedadas e ajustadas para formar pequenas passagens de fluxo quando um lote de placas é preso na estrutura.
As juntas prendem os líquidos e os protegem de desaparecer na atmosfera, enquanto o meio de aquecimento pode fluir entre cada uma das outras placas. Este item é aproveitado principalmente para aplicações de decapagem, como a remoção de monômeros de polímeros.
Funcionalidades
- Alto coeficiente de transferência de calor
- Fácil de reparar e limpar
- Estrutura compacta
- Leve
- Fácil de mudar a superfície de transferência de calor ou disposição da placa
- Pequena diferença de temperatura final
Preço: US$ 498.95 – US$ 898.11
Prós
- Tem a capacidade de evaporar materiais sensíveis ao calor, viscosos e espumosos
- Compacto com baixa altura necessária
- Fácil de limpar
- Pode ser modificado facilmente
Desvantagens
- Tem uma grande área vedada que pode levar a vazamentos
Evaporadores de caminho curto
atalho evaporadores operam através do princípio da destilação molecular. Este é um novo tipo de tecnologia de separação líquido-líquido que orquestra um cenário onde há uma curta distância entre a superfície de aquecimento e a superfície de resfriamento, que é acompanhada por pouca resistência. Esta destilação de caminho curto do vácuo de operação pode atingir até 1Pa, ao contrário de outros equipamentos de evaporação e destilação. Isso implica que o equipamento de destilação de caminho curto é ideal para pontos de ebulição elevados (sob pressão normal). Essa moderna tecnologia de separação líquido-líquido tem uma vasta aplicação e é bem aproveitada em vários setores. Eles são usados para criação de fragrâncias, produção de óleos comestíveis, fabricação de combustível e destilação de poliuretano.
Funcionalidades
- Adaptador de termômetro
- Suporte de anel de cortiça para frasco
- Receptor de vaca de destilação
- Suporte de laboratório
- Manto de aquecimento do agitador magnético
- balão de ebulição
- Bomba de circulação de refrigerante criogênico
Preços: US$ 2993.71 – US$ 3,492.66
Prós
- A operação de separação é capaz de atingir a temperatura do ponto de ebulição do material em uso.
- Baixo espaço de cabeça necessário
- Ideal para líquidos com tendência de incrustação moderada
- Não é tão caro para fabricar
- O vácuo de operação pode atingir 1Pa, ao contrário de outros equipamentos de evaporação e destilação
Desvantagens
- A transferência de calor depende do efeito da temperatura e da viscosidade
- Não é adequado para materiais sensíveis à temperatura
- Não compatível com produtos cristalinos (exceto se houver agitação)
Evaporadores rotativos
Este rotativo evaporador é utilizado em laboratórios para a remoção efetiva de solventes de frascos por evaporação. Ele pode atingir o objetivo de remover solventes de amostras sem aquecer o frasco até sua temperatura de ebulição em uma atmosfera. É considerado um meio mais rápido e confiável de se livrar de solventes com menor potencial de causar decomposição térmica à amostra.
Funcionalidades
- Alta transmissão de luz
- Motor de indução AC
- Controlador de velocidade
- Garrafa rotativa para vapor
Preço: US$ 1,895.02 – US$ 2,393.97
Prós
- Menos provável de causar decomposição térmica
- Remove com eficiência e eficácia os solventes de um frasco sem atingir a temperatura de ebulição dos solventes
Desvantagens
- Não é adequado para remoção de solvente aquoso
- Tem um grande potencial de ebulição abrupta ou colisão sem aviso prévio
- Tem alto ponto de ebulição
Evaporadores tubulares de circulação forçada
Esta equipamento funciona através de um processo de imputar o líquido material no evaporador de filme descendente da caixa do tubo superior da câmara de aquecimento e distribuí-lo uniformemente nos tubos de troca de calor usando o dispositivo de distribuição de líquido e formação de filme.
O líquido flui naturalmente de cima para baixo e, à medida que flui, é aquecido e vaporizado pelo meio de aquecimento no lado do invólucro. O vapor e o líquido produzidos são reencaminhados para a câmara de separação do evaporador, onde são completamente separados - o vapor vai para o condensador e é condensado por meio de uma operação de efeito único ou é levado ao evaporador para ser aquecido por meio de um multiefeito Operação.
Funcionalidades
- Alta taxa de evaporação
- Estrutura de aço inoxidável
- Armário elétrico à prova de explosão
Preço: US$ 11,974.83 – US$ 4 9,895.12
Prós
- Alta eficiência de transferência de calor
- Resistência a altas temperaturas
- Boa resistência à corrosão
- Vantagem de alta durabilidade
- O equipamento à prova de explosão protege o sistema operacional de controle
Desvantagens
- Alto consumo de energia (para a bomba de circulação)
- Alto custo de compra
- Retenção longa do produto dentro da zona de aquecimento
Evaporadores térmicos
Térmico evaporadores dependem do aquecimento/ebulição das águas residuais à pressão atmosférica. Eles oferecem um projeto de evaporação multiefeito, mas adotam diferentes tipos de evaporador (com base nas condições do material), incluindo película de elevação, película ascendente, forma de película descendente, etc. segurança em mente.
O sistema de pré-aquecimento de alimentação adota um projeto de três estágios: pré-aquecedor A (pré-aquecimento de vapor residual de efeito final) → pré-aquecedor B (pré-aquecimento de condensado misto) → pré-aquecedor C (pré-aquecimento de vapor fresco).
Os evaporadores térmicos utilizam fontes de energia como eletricidade, gás natural, vapor ou propano e são considerados os mais confiáveis e consistentes de todos.
Funcionalidades
- Sistema sofisticado de pré-aquecimento de alimentação
- Processo de evaporação multiefeito
- Tipo de placa evaporadora de placa importada semi-soldada
- Bom efeito de aquecimento/ebulição
Preço: US$ 8,981.12
Prós
- controle de corrosão
- O sistema de vácuo oferece fácil manutenção
- Oferece um processo de design compacto
- O efeito de economia de energia do sistema é mais significativo do que outros produtos contemporâneos
Desvantagens
- Complexidade devido ao seu processo de evaporação multiefeito
- Tem uma área de placa única muito grande e é propenso a vazamentos
- Possível alto custo operacional
Evaporadores de filme fino agitados
Este filme fino agitado evaporador é construído com um agitador rotativo de alta velocidade que permite a separação eficaz do líquido. Seu método separa o volátil do menos volátil usando agitação mecânica do produto que flui ou um calor não direto sob uma condição de temperatura equilibrada. O equipamento é altamente investido em indústrias sensíveis, como alimentos, produtos farmacêuticos, petróleo, produtos químicos, proteção ambiental, etc.
Oferece fácil operação e fácil manutenção. Conhecido por operar com materiais de alta concentração, alta viscosidade e sensibilidade ao calor.
Funcionalidades
- Força de evaporação de até 200kg/m2hr
- Ranhura deslizante centrífuga rotativa
- Utiliza agitador rotativo de alta velocidade
- Compatível com materiais sensíveis ao calor
- Oferece vastas aplicações (farmacêutica, alimentícia, petrolífera, química, proteção ambiental, etc).
Preço: US$ 8881.33 – US$ 19,958.05
Prós
- Adequado para diversos tipos de materiais, incluindo material de alta viscosidade de cerca de 100,000 cp
- Alto coeficiente de troca de calor
- Ideal para materiais sensíveis ao calor
- Mantém a qualidade do produto sem qualquer forma de decomposição do material
- O corpo do evaporador adota polimento espelhado
- Muito fácil de manter e limpar
- Não requer um grande espaço
Desvantagens
- Aquecimento de curto período
- Adequado apenas para materiais que requerem baixo calor
- Custo de compra mais alto em comparação com máquinas de evaporação padrão
Coisas a considerar ao escolher um evaporador
Existem certas características e qualidades que um evaporador perfeitamente projetado deve possuir. Os compradores empresariais precisam considerar os fatores abaixo ao tomar decisões sobre quais sistemas de evaporação comprar.
Sensibilidade ao calor
Um evaporador projetado adequadamente deve ter a capacidade de detectar materiais sensíveis ao calor e, em seguida, diminuir o nível de pressão, o fluxo de fluido e a duração do aquecimento, para evitar decomposição ou danos.
Os evaporadores usados em indústrias como alimentos, produtos farmacêuticos, produtos químicos e resinas devem ser sensíveis ao calor ou à temperatura. A máquina deve ser configurada para detectar os tipos de materiais e reajustar seu tempo de exposição ao calor para obter o melhor resultado.
Espumante
É impossível evitar a formação de espuma durante um processo de evaporação, no entanto, o projeto do equipamento deve operar uma técnica que reduza a taxa na qual espumas instáveis quebradas se formam no sistema do evaporador. Um caso excessivo de formação de espuma na produção pode levar a uma transição. É por isso que medidas devem ser tomadas para evitar a formação de espuma.
Existem maneiras de prevenir o efeito da formação de espuma durante a produção. Eles incluem diminuir a intensidade de ebulição do fluido na superfície de transferência de calor, aumentar a velocidade do vapor nos tubos para cisalhar a espuma ou definir o máquina para operar em alta temperatura e baixa pressão, enquanto a integração de uma substância anti-espuma também pode ajudar a reduzir o efeito de espuma. O antiespumante é uma maneira rápida de vencer os desafios da formação de espuma, desde que o requisito de pureza do produto o permita.
Incrustante
A incrustação ocorre quando objetos sólidos começam a se formar nas superfícies de transferência de calor. Esse acúmulo sólido é muito perigoso e pode desligar todo o sistema. O máquina pode não funcionar novamente até que seja devidamente limpo e mantido.
É importante selecionar um evaporador que seja menos propenso a esses tipos de desligamentos do sistema. Os lugares comuns onde esses sólidos se desenvolvem são as alimentações, concentrados e algumas partes das regiões de transferência de calor..
Material de construção
Ao selecionar um evaporador, considere os materiais de construção necessários do trocador de calor, pois eles influenciam os gastos de todos os materiais e a condutividade térmica. As empresas de produção sempre optam por uma maneira menos dispendiosa de obter uma produção bem-sucedida sem afetar a qualidade. Certos materiais de construção aumentam o custo de produção e ainda oferecem o mesmo resultado que outros evaporadores. Os materiais de construção também influenciam o coeficiente do trocador de calor e a área de superfície. Certifique-se de selecionar um evaporador com material de construção adequado.
Meio de transferência de calor
Ao escolher evaporadores, observe que os evaporadores de líquido ou vapor não requerem uma alta área de transferência de calor por causa de seu alto coeficiente de transferência de calor do lado quente, mas os evaporadores aquecidos a óleo quente sim. Os evaporadores aquecidos a óleo quente têm coeficientes de transferência de calor do lado quente mais baixos e isso geralmente requer uma área de alta transferência de calor.
Assim, aquecer o óleo torna-se uma opção ideal se o material a ser evaporado não for sensível ao calor, porque as temperaturas do óleo são mais altas que as temperaturas do vapor. Isso também reduzirá o tamanho da área de transferência de calor necessária para o processo.
Viscosidade
À medida que a viscosidade do líquido aumenta, o coeficiente de transferência de calor sofre um grande declínio. Esta situação é muito peculiar à maioria dos sistemas de evaporação. A seleção de um sistema de evaporação com uma boa configuração de viscosidade pode melhorar o desempenho e reduzir o impacto de fluidos de alta viscosidade.
Velocidade do vapor
Um design adequado evaporador precisa de velocidade suficiente para atingir uma quantidade elevada de coeficiente do trocador de calor sem ir além da queda de pressão, limites de arrastamento ou erosão. Para atingir com sucesso a quantidade esperada de coeficiente de transferência de calor, os tubos do evaporador e as jaquetas de aquecimento (lado da carcaça de uma unidade tubular) devem subir acima do vapor em velocidades precisas, o que ajudará na remoção de gás não condensável (ar) e trará sobre bom cisalhamento de vapor.
Ao decidir quais evaporadores escolher para o seu negócio, considere cuidadosamente a eficiência da separação e os potenciais de queda de pressão.
Conteúdo sólido
A variação do conteúdo sólido pode resultar em obstrução tubos o que leva a incrustações e diminuição da superfície de transferência de calor. Quando a área da superfície de calor diminui, a taxa de transferência de calor diminui, incluindo a capacidade do evaporador do equipamento. Isso pode desligar todo o sistema e interromper sua funcionalidade até que ele passe por um processo de limpeza e manutenção.
Proporção de destilado para concentrado
Essa relação destilado para concentrado é particularmente importante e deve ser verificada porque indica se há ou não fluido suficiente para circular e lubrificar o interior do evaporador. O fluido deve viajar em velocidades muito altas, para minimizar o risco de incrustação e salinização de sólidos nas superfícies de transferência de calor.
Conclusão
Com tantos fatores a considerar, escolher um sistema de evaporação pode parecer difícil no começo. No entanto, as dicas acima devem orientá-lo a fazer uma comparação precisa entre as opções disponíveis no mercado.
A seleção de um sistema de evaporador projetado adequadamente, com grande eficiência energética e sensibilidade ao calor, pode ajudar a garantir valor e confiabilidade.
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