Como funciona um evaporador de filme descendente?

O evaporador de filme descendente é um trocador de calor de casco e tubo orientado verticalmente para espessar soluções com diferentes pontos de ebulição. Geralmente, a evaporação ocorre dentro dos tubos ascendentes, mas também existem aplicações em que o líquido do processo evapora fora dos tubos ascendentes. O fluido de processo de evaporação flui por gravidade nos tubos como uma camada contínua. O fluido formará uma película descendente ao longo dos lados dos tubos. Para garantir uma distribuição uniforme do líquido em todos os tubos ao longo dos quais a solução cai, o distribuidor de líquido deve ser cuidadosamente projetado. Na maioria dos casos, o meio de aquecimento está localizado fora dos tubos.

Os coeficientes de transferência de calor devem ser altos para obter uma resistência uniforme à transferência de calor. Normalmente, o vapor de água condensado é usado como meio de aquecimento. A separação da fase líquida da fase gasosa ocorre dentro dos tubos no caso de líquidos evaporando internamente. Durante o processo de evaporação do filme descendente, a velocidade descendente do vapor aumenta, aumentando a força de cisalhamento do filme líquido e, portanto, também a velocidade da solução. A alta velocidade do filme mais fino causa um fluxo cada vez mais turbulento, o que resulta em coeficientes de transferência de calor muito altos. À medida que o fluxo de massa aumenta, a camada descendente muda de laminar para turbulenta.

Os evaporadores são perfeitos para a recuperação de calor residual em processos de vários estágios. Ideal para produtos sensíveis ao calor, como água pegajosa de estações de tratamento de resíduos animais. Pequenas diferenças de temperatura média entre o meio de aquecimento e o vapor tornam a instalação do evaporador muito eficiente. O tempo de residência do líquido na máquina é muito curto. Os evaporadores de filme descendente podem operar sob condições de pressão negativa e ter quedas de pressão muito baixas.

Fator de contaminação do evaporador

O contato próximo do líquido com a superfície de aquecimento torna os evaporadores sensíveis à contaminação por sólidos precipitados. Para limpar eficazmente os tubos, a baixa velocidade do líquido de entrada geralmente não é suficiente. Portanto, os evaporadores de filme descendente são usados ​​em líquidos limpos e não agitados. O método de limpeza químico e mais utilizado para um evaporador de filme descendente pode ser realizado com soda cáustica.