La mayor adopción de sistemas de descarga de líquido cero está creando una gran demanda de evaporadores industriales, lo que provoca un aumento continuo en su industria de usuarios finales.
El mercado está programado para crecer de USD 18.7 billones a USD 23.7 mil millones a una tasa de crecimiento anual compuesto (CAGR) de 4.8% dentro de este período de pronóstico (2022 a 2027).
Este artículo explora los diferentes tipos de diseños de evaporadores, sus características, precios, pros y contras. También revela información sobre las características operativas y de producto críticas detrás de la selección del evaporador.
Así que siga leyendo para saber cómo abordar el proceso de selección del evaporador y cómo se pueden aplicar para dar una ventaja a su negocio.
Índice del contenido
Definición y utilidad de los evaporadores
Tipos de evaporadores
Aspectos a tener en cuenta al elegir un evaporador
Conclusión
Definición y utilidad de los evaporadores
Los evaporadores generalmente se consideran sistemas de vaporización de alta energía. Crean una solución concentrada que tiene un cierto porcentaje de viscosidad, con una parte del resultado vaporizado. El proceso se logra mediante la concentración de solventes no volátiles y solventes volátiles (como el agua). Durante el proceso, el agua (disolvente) recuperada se recicla aún más a través de otra sección del sistema para minimizar los residuos.
Los evaporadores cambian elementos de líquidos a gases y han mejorado enormemente los procesos de producción en industrias como la de alimentos y bebidas, farmacéutica, química y más. Sus aplicaciones son amplias, por lo que tienen una gran demanda. Las empresas manufactureras los utilizan para el control de la humedad en industria de alimentación y bebidas procesamiento, así como en la concentración de soluciones de sosa cáustica. Con el aumento en la demanda mundial de alimentos, bebidas, productos farmacéuticos, etc., las empresas manufactureras seguirán comprando más evaporadores, lo que, a su vez, aumentará el tamaño del mercado de evaporadores de la industria mundial.
Tipos de evaporadores
Evaporadores de película descendente
película que cae evaporadores son dispositivos industriales utilizados para concentrar soluciones. En este proceso, la alimentación líquida del evaporador se hace fluir de arriba hacia abajo a través de los tubos calentados por vapor, en forma de película, antes de salir por la parte inferior. El sistema está diseñado con componentes sensibles al calor y su aplicación incluye solución concentrada de azúcar, maltosa, vitamina C, glucosa, productos químicos, urea, crema y productos farmacéuticos.
Este sistema se aprovecha igualmente en el tratamiento de líquidos residuales para industrias de alcohol, harinas de pescado, glutamato monosódico y algunos otros campos.
Características
- un gabinete de control
- Placa condensadora
- Bomba de circulación de descarga
- Bomba aspiradora
- Cámara de separación
- Tanque de agua del condensador
- Bomba de carga
- Bomba de condensado
- Calentador
Precios: US$ 21,953.85 – US$ 27,442.32
Ventajas
- Tiene una amplia aplicación
- Útil para el tratamiento de líquidos residuales
- Diseñado con componentes sensibles al calor.
- Gran superficie de calentamiento en un solo cuerpo
- Poseer una capacidad de ahorro de energía.
- Buenos coeficientes de transferencia de calor a grandes diferencias de temperatura.
Inconvenientes
- Incapacidad para operar en condiciones de alta temperatura.
- Requiere recirculación
- Altos requisitos de espacio libre
- No es adecuado para salar o escalar materiales.
Evaporadores de placas con juntas
La placa sellada evaporador se arregla montando un par de placas en relieve (que tienen aberturas en sus esquinas) en un pico (con una barra alta y una barra guía baja). Las placas se empaquetan y se ajustan para formar pequeños pasajes de flujo cuando un lote de placas se sujeta con abrazaderas en el marco.
Las juntas atrapan los líquidos y los protegen para que no desaparezcan en la atmósfera, mientras que el medio calefactor puede fluir entre cada una de las otras placas. Este artículo se aprovecha principalmente para aplicaciones de decapado, como la eliminación de monómeros de polímeros.
Características
- Alto coeficiente de transferencia de calor
- Fácil de reparar y limpiar.
- Estructura compacta
- Ligeros
- Fácil de cambiar la superficie de transferencia de calor o la disposición de las placas
- Diferencia de temperatura final pequeña
Precios: US$ 498.95 – US$ 898.11
Ventajas
- Tiene la capacidad de evaporar materiales sensibles al calor, viscosos y espumosos
- Compacto con poco espacio para la cabeza requerido
- Fácil de limpiar
- Se puede modificar fácilmente
Inconvenientes
- Tiene una gran área sellada que podría provocar fugas.
Evaporadores de recorrido corto
camino corto evaporadores operan a través del principio de destilación molecular. Este es un nuevo tipo de tecnología de separación de líquido a líquido que organiza un escenario en el que hay una distancia corta entre la superficie de calentamiento y la superficie de enfriamiento, que se acompaña de poca resistencia. Esta destilación de recorrido corto del vacío de operación puede alcanzar hasta 1 Pa, a diferencia de otros equipos de evaporación y destilación. Esto implica que el equipo de destilación de trayecto corto es ideal para puntos de ebullición altos (bajo presión normal). Esta moderna tecnología de separación de líquido a líquido tiene una amplia aplicación y está bien aprovechada en varias industrias. Se utilizan para la creación de fragancias, la producción de aceites comestibles, la fabricación de combustible y la destilación de poliuretano.
Características
- Adaptador de termómetro
- Soporte de anillo de corcho para petaca
- Receptor de vaca de destilación
- soporte de laboratorio
- Manta calefactora con agitador magnético
- Matraz hirviendo
- Bomba de circulación de refrigerante criogénico
Precios: $ 2993.71 - $ 3,492.66
Ventajas
- La operación de separación es capaz de alcanzar la temperatura del punto de ebullición del material en uso.
- Se requiere poco espacio de cabeza
- Ideal para líquidos con tendencia moderada a la incrustación
- No es tan caro de fabricar.
- El vacío de operación puede llegar a 1Pa, a diferencia de otros equipos de evaporación y destilación.
Inconvenientes
- La transferencia de calor se basa en el efecto de la temperatura y la viscosidad.
- No apto para materiales sensibles a la temperatura.
- No compatible con productos cristalinos (excepto si se dispone de agitación)
Evaporadores rotativos
Este rotativo evaporador se utiliza en laboratorios para la eliminación efectiva de solventes de matraces a través de la evaporación. Puede lograr el objetivo de eliminar los solventes de las muestras sin calentar el matraz a su temperatura de ebullición en una atmósfera. Se considera un medio más rápido y confiable para deshacerse de los solventes con menos potencial de causar la descomposición térmica de la muestra.
Caracteristicas
- Alta transmisión de luz
- Motor de inducción de CA
- Controlador de velocidad
- Botella de vapor giratoria
Precios: US$ 1,895.02 – US$ 2,393.97
Ventajas
- Es menos probable que cause descomposición térmica.
- Elimina de manera eficiente y efectiva los solventes de un matraz sin alcanzar la temperatura de ebullición de los solventes
Inconvenientes
- No es adecuado para la eliminación de disolventes acuosos
- Tiene un gran potencial de ebullición abrupta o golpes sin previo aviso.
- Tiene un alto punto de ebullición.
Evaporadores tubulares de circulación forzada
Este equipo funciona a través de un proceso de imputación del material líquido al evaporador de película descendente desde la caja de tubos superior de la cámara de calentamiento y su distribución uniforme en los tubos de intercambio de calor usando el dispositivo de distribución de líquido y formación de película.
El líquido fluye naturalmente de arriba hacia abajo y, a medida que fluye, es calentado y vaporizado por el medio de calentamiento en el lado de la carcasa. El vapor y el líquido producido se reencauzan a la cámara de separación del evaporador, donde se separan por completo; el vapor va al condensador y se condensa mediante una operación de efecto simple o se lleva al evaporador para calentarse mediante una operación de efecto múltiple. operación.
Características
- Alta tasa de evaporación
- Estructura de acero inoxidable
- Gabinete eléctrico a prueba de explosiones
Precios : US$ 11,974.83 – US$4 9,895.12
Ventajas
- Alta eficiencia de transferencia de calor
- Resistencia a altas temperaturas
- Buena resistencia a la corrosión
- Ventaja de alta durabilidad
- El equipo a prueba de explosiones protege el sistema operativo de control
Inconvenientes
- Alto consumo de energía (para la bomba de circulación)
- Alto costo de compra
- Larga retención del producto dentro de la zona de calentamiento
Evaporadores térmicos
Térmica evaporadores dependen del calentamiento/ebullición de las aguas residuales a presión atmosférica. Ofrecen un diseño de evaporación de múltiples efectos, pero adoptan diferentes tipos de evaporadores (según las condiciones del material), que incluyen película ascendente, película ascendente, forma de película descendente, etc. El equipo tiene un diseño único con un rendimiento óptimo, facilidad de mantenimiento, eficiencia y seguridad en mente.
El sistema de precalentamiento de alimentación adopta un diseño de tres etapas: precalentador A (precalentamiento de vapor residual de efecto final) → precalentador B (precalentamiento de condensado mixto) → precalentador C (precalentamiento de vapor fresco).
Los evaporadores térmicos utilizan fuentes de energía como electricidad, gas natural, vapor o propano, y se consideran los más confiables y consistentes de todos.
Características
- Sofisticado sistema de precalentamiento de pienso
- Proceso de evaporación multiefecto
- Tipo de placa de evaporador de placa importada semisoldada
- Buen efecto de calentamiento/ebullición
Precio: US$ 8,981.12
Ventajas
- control de la corrosión
- El sistema de vacío ofrece un fácil mantenimiento
- Ofrece un proceso de diseño compacto.
- El efecto de ahorro de energía del sistema es más significativo que otros productos contemporáneos.
Inconvenientes
- Complejidad por su proceso de evaporación multiefecto
- Tiene un área de placa única muy grande y es propenso a fugas
- Posible alto costo operativo
Evaporadores de película delgada agitados
Esta fina película agitada evaporador está construido con un agitador rotativo de alta velocidad que permite la separación efectiva del líquido. Su método separa los volátiles de los menos volátiles mediante agitación mecánica del producto que fluye o calor no directo en condiciones de temperatura equilibrada. El equipo está altamente invertido en industrias sensibles como alimentos, productos farmacéuticos, petróleo, productos químicos, protección del medio ambiente, etc.
Ofrece fácil operación y fácil mantenimiento. Conocido por operar con materiales de alta concentración, alta viscosidad y sensibilidad al calor.
Características
- Fuerza de evaporación de hasta 200 kg/m2hr
- Ranura deslizante centrífuga rotativa
- Utiliza agitador rotatorio de alta velocidad
- Compatible con materiales sensibles al calor
- Ofrece amplias aplicaciones (farmacéuticas, alimentarias, petroleras, químicas, protección del medio ambiente, etc.).
Precios: US$ 8881.33 – US$ 19,958.05
Ventajas
- Adecuado para diversos tipos de materiales, incluidos materiales de alta viscosidad de alrededor de 100,000 XNUMX cp
- Alto coeficiente de intercambio de calor
- Ideal para materiales sensibles al calor
- Mantiene la calidad del producto sin ningún tipo de descomposición del material.
- El cuerpo del evaporador adopta un pulido de espejo.
- Muy fácil de mantener y limpiar.
- No requiere un gran espacio
Inconvenientes
- Calentamiento de corta duración
- Solo apto para materiales que requieren poco calor.
- Mayor costo de compra en comparación con las máquinas de evaporación estándar
Aspectos a tener en cuenta al elegir un evaporador
Hay ciertas características y cualidades que debe poseer un evaporador perfectamente diseñado. Los compradores comerciales deben considerar los siguientes factores al tomar decisiones sobre qué sistemas de evaporación comprar.
Sensibilidad al calor
Un evaporador correctamente diseñado debe tener la capacidad de detectar materiales sensibles al calor y luego reducir el nivel de presión, la entrada de fluido y la duración del calentamiento para evitar la descomposición o el daño.
Los evaporadores utilizados en industrias como alimentos, productos farmacéuticos, productos químicos y resinas deben ser sensibles al calor oa la temperatura. La máquina debe configurarse para detectar tipos de materiales y reajustar su tiempo de exposición al calor para lograr el mejor resultado.
Espumoso
Es imposible evitar la formación de espuma durante un proceso de evaporación; sin embargo, el diseño del equipo debe utilizar una técnica que reduzca la velocidad a la que se forman espumas inestables rotas en el sistema del evaporador. Un caso excesivo de formación de espuma en la producción puede provocar un remanente. Es por esto que se deben tomar medidas para evitar la formación de espuma.
Hay formas de prevenir el efecto de la formación de espuma durante la producción. Incluyen la disminución de la intensidad de ebullición del fluido en la superficie de transferencia de calor, el aumento de la velocidad del vapor en los tubos para cortar la espuma o el ajuste de la temperatura. máquina operar a alta temperatura y baja presión, mientras que la integración de una sustancia antiespumante también puede ayudar a frenar el efecto espumante. El antiespumante es una forma rápida de vencer los desafíos de la formación de espuma siempre que el requisito de pureza del producto lo permita.
Abordaje
El ensuciamiento ocurre cuando comienzan a formarse objetos sólidos en las superficies de transferencia de calor. Esta acumulación sólida es muy peligrosa y puede apagar todo el sistema. El máquina puede que no vuelva a funcionar hasta que se limpie y mantenga correctamente.
Es importante seleccionar un evaporador que sea menos propenso a este tipo de paradas del sistema. Los lugares comunes donde se desarrollan estos sólidos son las alimentaciones, el concentrado y algunas partes de las regiones de transferencia de calor..
Material de construcción
Al seleccionar un evaporador, tenga en cuenta los materiales de construcción necesarios para el intercambiador de calor, ya que influyen en los gastos generales de los materiales y en la conductividad térmica. Las productoras siempre optan por una forma menos costosa de lograr una producción exitosa sin afectar la calidad. Ciertos materiales de construcción exageran el costo de producción y aún así brindarían el mismo resultado que otros evaporadores. Los materiales de construcción también influyen en el coeficiente del intercambiador de calor y el área superficial. Asegúrese de seleccionar un evaporador con material de construcción adecuado.
Medio de transferencia de calor
Al elegir evaporadores, tenga en cuenta que los evaporadores aptos para líquidos o vapor no requieren un área de transferencia de calor alta debido a su alto coeficiente de transferencia de calor del lado caliente, pero los evaporadores calentados con aceite caliente sí lo requieren. Los evaporadores calentados con aceite caliente tienen coeficientes de transferencia de calor del lado caliente más bajos, y esto a menudo requiere un área de transferencia de calor alta.
Por lo tanto, el aceite de calefacción se convierte en una opción ideal si el material a evaporar no es sensible al calor, porque las temperaturas del aceite son más altas que las del vapor. Esto también reducirá el tamaño del área de transferencia de calor necesaria para el proceso.
Viscosidad
A medida que aumenta la viscosidad del líquido, el coeficiente de transferencia de calor experimenta una importante disminución. Esta situación es muy peculiar a la mayoría de los sistemas de evaporación. La selección de un sistema de evaporación con una buena configuración de viscosidad puede mejorar el rendimiento y reducir el impacto de los fluidos de alta viscosidad.
Velocidad de vapor
Una bien diseñada evaporador necesita suficiente velocidad para lograr una gran cantidad de coeficiente de intercambiador de calor sin ir más allá de la caída de presión, los límites de arrastre o la erosión. Para lograr con éxito la cantidad esperada de coeficiente de transferencia de calor, los tubos del evaporador y las camisas de calentamiento (lado de la carcasa de una unidad tubular) deben elevarse por encima del vapor a velocidades precisas, lo que ayudará a eliminar el gas no condensable (aire) y traerá sobre un buen cizallamiento de vapor.
Al decidir qué evaporadores elegir para su negocio, asegúrese de considerar cuidadosamente la eficiencia de separación y los potenciales de caída de presión.
Contenido de sólidos
La variación del contenido sólido puede resultar en taponamiento tubos lo que conduce al ensuciamiento y disminución de la superficie de transferencia de calor. Cuando el área de la superficie de calor se reduce, la tasa de transferencia de calor disminuye, incluida la capacidad del evaporador del equipo. En última instancia, esto puede apagar todo el sistema y dejar de funcionar hasta que se someta a un proceso de limpieza y mantenimiento.
Proporción de destilado a concentrado
Esta relación de destilado a concentrado es particularmente importante y debe verificarse porque indica si hay o no suficiente fluido para circular y lubricar el interior del evaporador. El fluido está diseñado para viajar a velocidades muy altas, para minimizar el riesgo de ensuciamiento y salado de sólidos en las superficies de transferencia de calor.
Conclusión
Con tantos factores a considerar, elegir un sistema de evaporador puede parecer difícil al principio. Sin embargo, los consejos anteriores deberían guiarlo para hacer una comparación precisa entre las opciones disponibles en el mercado.
Seleccionar un sistema de evaporador diseñado correctamente, con gran eficiencia energética y sensibilidad al calor puede ayudar a garantizar el valor y la confiabilidad.
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