Die Steigende-Film-Verdampfung ist eine energiebesparende Methode, die im Bereich der Verfahrenstechnik eingesetzt wird. Ihre Anwendung umfasst die Flüssigverdampfung zur Konzentrierung von Lösungen, die aus flüchtigem Lösungsmittel und nichtflüchtigem Lösungsmittel-Gemischen bestehen, einschließlich Abwasser, Proteinauszügen, Lebensmittelprodukten und Chemikalien. Typen von Steigende-Film-Verdampfern umfassen Kurzrohr-, Langrohr- und agitierte Film-Verdampfer.
Prinzip
- Steigende-Film-Verdampfer funktionieren entweder kontinuierlich oder im Batch-Verfahren unter Verwendung einfacher Verdampfungsprinzipien. Flüssigkeit wird in die Basis des Verdampferrohrs eingespeist, und erhitzter Dampf wird angewendet, um Zirkulation zu induzieren. Dies geschieht entweder mit einer Anlasserpumpe oder durch Selbstzirkulation. Dampf wird während dieses Prozesses aus der Mischung verdampft, und der Flüssigkonzentrat wird in seinem jeweiligen Auffangbehälter gesammelt.
Andere Trennverfahren
- Die Steigende-Film-Verdampfung arbeitet nach anderen Prinzipien als andere Trennverfahren wie Destillation, Kristallisation und Trocknung. Bei der Verdampfung ist das gewünschte Produkt der Flüssigkonzentrat – daher wird die Dampfphase nicht wie bei der Destillation in einzelne Komponenten getrennt. Das Lösungsmittel bleibt in Lösung, anstatt wie bei der Kristallisation zu Kristallen geformt zu werden. Außerdem ist das Endprodukt eine Flüssigkeit, im Vergleich zum Trocknen, das einen festen Rückstand produziert.
Verdampferleistung
- Die Kapazität von Steigende-Film-Verdampfern wird durch die Menge an Flüssigkeit bestimmt, die pro Stunde verdampft wird, die gegen die Menge an Dampf gemessen wird, der in die Einheit eingespeist wird, um die wirtschaftliche Machbarkeit zu bestimmen. Die Wärmedurchgangsrate hängt von der Wärmedurchgangsoberfläche, dem Gesamtwärmeübertragungskoeffizienten und der gesamten Temperaturantriebskraft ab, basierend auf den physikalischen Eigenschaften sowohl des Dampfs als auch der kochenden Flüssigkeit.
Probleme
- Mehrere Problembereiche müssen bei der Konstruktion von Steigende-Film-Verdampfern berücksichtigt werden. Zum Beispiel sind einige Flüssigkeiten weniger viskos als Wasser, was sie schwieriger zu verdampfen macht. Andere Gemische können schäumen oder zu Kristallen ausfallen und Ablagerungen auf der Heizfläche hinterlassen. Einige Flüssigkeiten werden durch hohe Temperaturen denaturiert, während andere extrem hohe Siedepunkte haben.
