刮板式蒸發(fā)器蒸發(fā)器外殼內(nèi)帶有加熱蒸汽夾套,其內(nèi)裝有可旋轉(zhuǎn)的葉片即刮板。刮板有固定式和轉(zhuǎn)子式兩種,前者與殼體內(nèi)壁的間隙為0.5~1.5mm,后者與器壁的間隙隨轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)而變。料液由蒸發(fā)器上部沿切線方向加入(亦有加至與刮板同軸的甩料盤上的)。由于重力、離心力和旋轉(zhuǎn)刮板刮帶作用,溶液在器內(nèi)壁形成下旋的薄膜,并在此過(guò)程中被蒸發(fā)濃縮,完成液在底部排出。這種蒸發(fā)器是一種利用外加動(dòng)力成膜的單程型蒸發(fā)器,其突出優(yōu)點(diǎn)是對(duì)物料的適應(yīng)性很強(qiáng),且停留時(shí)間短,一般為數(shù)秒或幾十秒,故可適應(yīng)于高粘度(如栲膠、蜂蜜等)和易結(jié)晶、結(jié)垢、熱敏性的物料。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,動(dòng)力消耗大,每平方米傳熱面約需1.5~3kW。此外,其處理量很小且制造安裝要求高。
MVR蒸發(fā)器不同于普通單效降膜或多效降膜蒸發(fā)器,MVR為單體蒸發(fā)器,集多效降膜蒸發(fā)器于一身,根據(jù)所需產(chǎn)品濃度不同采取分段式蒸發(fā),即產(chǎn)品在 次經(jīng)過(guò)效體后不能達(dá)到所需濃度時(shí),產(chǎn)品在離開效體后通過(guò)效體下部的真空泵將產(chǎn)品通過(guò)效體外部管路抽到效體上部再次通過(guò)效體,然后通過(guò)這種反復(fù)通過(guò)效體以達(dá)到所需濃度。效體內(nèi)部為排列的細(xì)管,管內(nèi)部為產(chǎn)品,外部為蒸汽,在產(chǎn)品由上而下的流動(dòng)過(guò)程中由于管內(nèi)面積增大而使產(chǎn)品呈膜狀流動(dòng),以增加受熱面積,通過(guò)真空泵在效體內(nèi)形成負(fù)壓,降低產(chǎn)品中水的沸點(diǎn),從而達(dá)到濃縮,產(chǎn)品蒸發(fā)溫度為60℃左右。
升膜式蒸發(fā)器其加熱室由許多豎直長(zhǎng)管組成。常用的加熱管直徑為25~50mm,管長(zhǎng)和管徑之比約為100~150。料液經(jīng)預(yù)熱后由蒸發(fā)器底部引入,在加熱管內(nèi)受熱沸騰并迅速汽化,生成的蒸汽在加熱管內(nèi)高速上升,一般常壓下操作時(shí)適宜的出口汽速為20~50m/s,減壓下操作時(shí)汽速可達(dá)100至160m/s或更大些。溶液則被上升的蒸汽所帶動(dòng),沿管壁成膜狀上升并繼續(xù)蒸發(fā),汽、液混合物在分離器2內(nèi)分離,完成液由分離器底部排出,二次蒸汽則在頂部導(dǎo)出。須注意的是,如果從料液中蒸發(fā)的水量不多,就難以達(dá)到上述要求的汽速,即升膜式蒸發(fā)器不適用于較濃溶液的蒸發(fā);它對(duì)粘度很大,易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料也不適用。
降膜式蒸發(fā)器降膜式蒸發(fā)器和升膜式蒸發(fā)器的區(qū)別在于,料液是從蒸發(fā)器的頂部加入,在重力作用下沿管壁成膜狀下降,并在此過(guò)程中蒸發(fā)增濃,在其底部得到濃縮液。由于成膜機(jī)理不同于升膜式蒸發(fā)器,故降膜式蒸發(fā)器可以蒸發(fā)濃度較高、粘度較大(例如在0.05~0.45Ns/m2范圍內(nèi))、熱敏性的物料。但因液膜在管內(nèi)分布不易均勻,傳熱系數(shù)比升膜式蒸發(fā)器的較小,仍不適用易結(jié)晶或易結(jié)垢的物料。
由于溶液在單程型蒸發(fā)器中呈膜狀流動(dòng),因而對(duì)流傳熱系數(shù)大為提高,使得溶液能在加熱室中不再循環(huán)就達(dá)到要求的濃度,因此比循環(huán)型蒸發(fā)器具有更大的優(yōu)點(diǎn)。溶液不循環(huán)帶來(lái)好處有:(1)溶液在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間很短,因而特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā);(2)整個(gè)溶液的濃度,不象循環(huán)型那樣總是接近于完成液的濃度,因而這種蒸發(fā)器的有效溫差較大。其主要缺點(diǎn)是:對(duì)進(jìn)料負(fù)荷的波動(dòng)相當(dāng)敏感,當(dāng)設(shè)計(jì)或操作不適當(dāng)時(shí)不易成膜,此時(shí),對(duì)流傳熱系數(shù)將明顯下降。
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停留時(shí)間短
由于錐型加熱面高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生如此大的離心力,物料迅速?gòu)腻F體的小端流向外側(cè),整個(gè)加熱蒸發(fā)的過(guò)程僅需1-2秒。
3、 蒸發(fā)溫度低
新型離心式薄膜蒸發(fā)器是在真空狀態(tài)下操作,且蒸發(fā)器內(nèi)腔的空間足夠大,因此真空度較一般的蒸發(fā)器高,所以可大大降低物料的沸點(diǎn),在較低的溫度下進(jìn)行蒸發(fā)操作。
4、 操作彈性大
離心式薄膜蒸發(fā)器可以不同的轉(zhuǎn)速來(lái)控制物料在加熱面上的停留時(shí)間,使物料達(dá)到需要的濃度。其次可調(diào)節(jié)出料收集管的位置高度,也能起到穩(wěn)定濃度的作用。
有發(fā)泡抑止效果
普通的蒸發(fā)器針對(duì)加熱過(guò)程中易發(fā)泡的物料較難處理,一般采用除沫或泡沫積聚,有獨(dú)特的發(fā)泡抑止功能。