降膜式蒸发器的工作过程尤为重要,物料在蒸发器内停留的时间很短,但传热系数较高,因此大多数热敏性物料是非常适合降膜式蒸发器的。
与升膜式真空浓缩设备的结构相似,由加热器、蒸发分离室、间壁冷凝器、真空泵、冷凝水抽出泵、杀菌平衡槽、热泵及 热工仪表等组成。主要区别是其料液从顶部加入而不是从底部加入。为了使料液均匀分布于各加热管并沿其内壁流下,在加热管顶部或管内安装了降膜分布器。要使降膜浓缩器地运作,关键的问题是能使料液均匀地分布于各加热管,不使之产生偏流,所以在管的顶部或管内安装降膜分布器。分布器的型式有多种,按其作用原理可分为三类:一是利用导流管(板)使料液均布;二是利用筛板或喷嘴使料液均布;三是利用旋液喷头。 [1]
待浓缩的料液从顶部进入加热器内,在料液分布器的作用下,均匀地进入加热管中,受 二次蒸汽的快速流动和本身重力作用物料沿管内壁呈膜状自然向下流动,并受热不断蒸发浓缩。浓缩后的料液与二次蒸汽进入分离器进行分离,二次蒸汽从分离器顶部排出,浓缩液由底部排出。使用降膜浓缩罐能良好运作的一个关键因素是物料在加热表面获得均匀分散。为了使料液均匀分布于各加热管,沿管内壁流下,在管的顶部或管内安装降膜分布器。
强制循环蒸发器是依靠外加力——循环泵使液体进行循环。它的加热室有卧式和立式两种结构,液体循环速度大小由泵调节。根据分离室循环料液进出口的位置不同,它又可以分为正循环强制蒸发器及逆循环强制蒸发器,循环料液进口位置在出口位置上部的称为正循环,反之为逆循环。逆循环强制蒸发器具有更多优点。
刮板蒸发器,能力大,对水和有机溶剂等溶液的蒸发量100—300Kg/h·m²。刮板蒸发器被处理物料在蒸发面停留时间短,约±10秒左右,不结焦,不结垢。刮板蒸发器可以实现真空条件下低温蒸发。
悬筐式蒸发器是中央循环管式蒸发器的改良,清洗时加热管束可以取出,用备用的加热管束替换,节省了等待的时间。加热蒸汽由中央管进入管束的管间。包围管束的外壳外壁面与蒸发器外壳内壁的环隙通道代替了中央循环管,操作时溶液沿环隙通道下降而沿加热管束上升。一般环隙截面积约为加热管束总截面积的-150%,较中央循环管蒸发器的比例大,故改善与加速了料液的循环速度,循环速度可达1m/s--1.5m/s,不但提高了传热效果,也阻止了加热管内的结垢,这种蒸发器传热面积限于100m以下,总传热系数在600W/( m .℃)-3500/(m .℃)之间。