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Evaporatore sottovuoto ad un effetto con riscaldamento esterno
descrizione
Un evaporatore a singolo effetto si riferisce generalmente a un singolo evaporatore che non utilizza più il vapore secondario generato durante l'evaporazione della soluzione. Nella produzione su larga scala, l’evaporazione di una grande quantità di acqua richiede il consumo di una grande quantità di vapore primario. Per ridurre il consumo di vapore primario, il vapore secondario generato durante la produzione viene immesso nel secondo evaporatore per riscaldare il vapore. Il vapore secondario generato dal secondo evaporatore può anche essere introdotto nel terzo evaporatore per riscaldare il vapore, e ciascun evaporatore è chiamato evaporatore primario, e così via. In questo modo più evaporatori vengono collegati in serie per formare un evaporatore multieffetto.
Componenti
1. Preriscaldatore e riscaldatore
Nella maggior parte dei casi, il prodotto da evaporare deve essere preriscaldato fino al punto di ebollizione prima di entrare nella camera di riscaldamento. Di solito, per completare questo compito vengono utilizzati preriscaldatori a tubi diritti o scambiatori di calore a piastre.
2. Evaporatore
La scelta del tipo appropriato di evaporatore dipende da ciascuna specifica applicazione e dalla natura del prodotto.
3. Separatori
Ogni evaporatore è dotato di separatore per la separazione del vapore e del liquido. Scegli diversi tipi di separatori in base al loro ambito di applicazione, come separatori centrifughi, separatori a gravità o separatori con componenti interni. Durante la progettazione è necessario considerare fattori importanti quali l'efficienza di separazione, la caduta di pressione e la frequenza di pulizia.
4. Condensatore
In possibili situazioni, il calore del vapore generato durante il processo di evaporazione viene utilizzato per riscaldare evaporatori e preriscaldatori multieffetto a valle o per comprimere il vapore come mezzo di riscaldamento. Tuttavia il vapore residuo dell'ultimo effetto del dispositivo di evaporazione non può essere utilizzato in questo modo e deve essere condensato. I dispositivi di evaporazione possono essere dotati di condensatori di superficie, condensatori a contatto o condensatori raffreddati ad aria.
5. Sistema di degasaggio/vuoto
Utilizzare una pompa a vuoto per mantenere il vuoto nel dispositivo di evaporazione. Scaricano l'aria fuoriuscita e i gas non condensabili dall'apparecchio, nonché i gas disciolti introdotti durante l'alimentazione del liquido. A questo scopo possono essere utilizzate corrispondenti pompe a getto e pompe ad anello liquido a seconda della dimensione e della modalità di funzionamento dell'evaporatore.
6. Pompa
A causa delle complesse condizioni di progettazione e applicazioni, è necessario prendere in considerazione la scelta della pompa. I criteri di selezione sono le caratteristiche del prodotto, la pressione di aspirazione, la portata e il rapporto di compressione nel dispositivo di evaporazione. Per i prodotti a bassa viscosità vengono utilizzate principalmente le pompe centrifughe; I prodotti ad alta viscosità richiedono l'uso di una pompa volumetrica. Alcuni prodotti contenenti solidi o cristalli possono utilizzare altri tipi di pompe, come le pompe a elica. Determinare il tipo, le dimensioni, la velocità, la tenuta meccanica e il materiale della pompa in base a scenari applicativi specifici e alle relative condizioni di utilizzo.
7. Sistema di pulizia
A seconda dei diversi prodotti, l'apparecchiatura potrebbe presentare incrostazioni dopo un certo periodo di funzionamento. Nella maggior parte dei casi, la pulizia chimica può rimuovere incrostazioni e altro sporco. A tale scopo l'evaporatore deve essere dotato di alcuni componenti necessari come serbatoi del detergente, pompe aggiuntive e valvole delle tubazioni. Questi dispositivi garantiscono che il dispositivo possa essere pulito senza smontaggio, operazione comunemente denominata CIP "pulizia in situ". La scelta della pulizia dovrebbe basarsi sul tipo di incrostazione. Il detergente penetra nello strato di crosta, scioglie o decompone la crosta, pulendo accuratamente la superficie dell'evaporatore e, se necessario, disinfettando la superficie.
8. Scrubber a vapore
Se il dispositivo non viene riscaldato con vapore grezzo, ma con vapore di scarto, come ad esempio il vapore di un essiccatore, per evitare la contaminazione e l'incrostazione della camera di riscaldamento del dispositivo di evaporazione da parte di questi vapori, è necessario pulirli accuratamente prima dell'ingresso.
9. Sistema di lucidatura della condensa
Sebbene la separazione delle goccioline sia già ottimale, la qualità della condensa potrebbe non raggiungere ancora la purezza richiesta, soprattutto quando il prodotto contiene componenti volatili. A seconda delle diverse applicazioni, il condensato può essere ulteriormente purificato utilizzando torri di distillazione o sistemi di filtrazione a membrana.
10. Materiali
I materiali necessari per la produzione dei dispositivi di evaporazione sono determinati in base alle esigenze dei diversi prodotti. Nella maggior parte dei casi viene utilizzato l'acciaio inossidabile. Se ci sono requisiti speciali, possono essere utilizzati anche leghe Hastelloy, titanio, nichel, rame, grafite, gomma rivestita in acciaio, materiali sintetici, ecc.