刮板式薄膜蒸发器良好的蒸发效率主要得益于以下优点。
1. 压力损失小
在薄膜蒸发器中,物料的 "流动 "和二次蒸汽的 "流动 "是两个独立的 "通道":物料沿着蒸发滚筒的内壁落下(强制成膜);但是,来自蒸发面的二次蒸汽从滚筒内的空间无障碍地离开蒸发器,所以压力损失(或阻力降)非常小。
2. 可在真空下操作
由于二次蒸汽从蒸发面到冷凝器的阻力很小,蒸发器可以在整个蒸发桶内壁的蒸发面上保持很高的真空度(最高达-750mmHg或更高),这与真空系统出口处的真空度基本相等。由于真空度的上升,被处理材料的沸点降低。
3. 传热系数高,蒸发强度大
物料沸点的降低增加了与热介质的温差;紊乱的液膜降低了热阻;也减少了物料在壁面上的结焦和结垢,增加了蒸发筒壁的部分传热系数;蒸发器的总传热系数可达到8000KJ/h-m2-℃,所以其蒸发强度很高。
4. 低温蒸发
由于蒸发筒能保持高真空,被处理物料的沸点大大降低,所以适用于热敏性物料的低温蒸发。
5. 过流时间短
物料在薄膜蒸发器中的过流时间很短,约10秒,不会结焦和结垢;对于常用的活动刮板,被刮物料的端面有分流槽,其斜面角度一般为45°。改变斜角的角度可以改变物料的流动时间。在刮刀的刮动下,物料会螺旋式下降,离开蒸发段。缩短溢出时间,以避免蒸发过程中产品的分解、聚合或变质。
刮刀式薄膜蒸发器有两种类型:固定刮刀式和活动刮刀式。按其安装形式,可分为立式和卧式;立式又分为降膜式和升膜式。它主要由旋转轴、料液分配板、刮板、轴承、轴封、蒸发室和夹套加热室组成。料液从进料口沿切线方向进入蒸发器,或通过固定在蒸发器内旋转轴上的料液分配板,使料液均匀地分布在内壁周围。由于重力和刮板的离心力的作用,料液在内壁上形成螺旋状下降或上升的薄膜(垂直),或螺旋状前进的薄膜(水平)。
二次蒸汽在浓缩液的顶部(垂直)或出口端通过汽液分离器后,被冷凝并从冷凝器排出。由于进料液体在浓缩过程中处于液膜状态,并且不断更新,所以总的传热系数很高。刮板薄膜蒸发器适用于低粘度果汁、蜂蜜、牛奶或含有悬浮颗粒的饲料液的浓缩。在浓缩过程中,液层很薄,溶液的沸点可以忽略不计。料液在加热区的停留时间随蒸发器的高度(长度)、刮刀的导向角和旋转轴的转速而变化,一般在2~45s左右。
刮板式薄膜蒸发器在使用过程中,是一种高效的蒸发蒸馏设备,主要是将有效分布的液体高速旋转蒸发或蒸馏成均匀薄膜。在运行过程中,可用于脱臭、消泡反应、加热和冷却等单元操作,可广泛应用于中、西制药、食品、石油、化工、环保等行业。
离心转子通过有效的刮板薄膜蒸发器的滑动,可形成小流量的薄膜,能迅速除去蒸发段表面附着在筒壁上的处理液。与固定间隙的刮板薄膜蒸发器相比,蒸发能力可提高20%。