عزز كفاءة العمليات لديك باستخدام المبخرات المتقدمة ذات الأغشية المتساقطة

سقوط مبخرات الفيلمهي إحدى تلك التقنيات التي تبدو بسيطة على الورق-حيث يتدفق السائل عبر الأنابيب الساخنة، وينطلق البخار، ويرتفع التركيز. لكننا تعلمنا أن الفجوة بين "النجاح على الورق" و"النجاح في الإنتاج" أوسع مما يعتقده معظم الناس.

لقد قمنا بتركيب مبخرات الأغشية المتساقطة في مصانع تجهيز الأغذية، ومنشآت الأدوية، ومواقع إنتاج المواد الكيميائية. لقد ساعدنا أيضًا في استكشاف أخطاء الوحدات التي كان أداؤها ضعيفًا وإصلاحها منذ اليوم الأول. إليك ما تعلمناه-في الغالب من إصلاح أخطاء الآخرين، وبعض من أخطاءنا.

كيف تعمل أجهزة تبخير الأفلام المتساقطة فعليًا (وأين تخطئ)

يقوم مبخر الغشاء المتساقط بتوزيع السائل على شكل طبقة رقيقة على طول الجدران الداخلية للأنابيب العمودية الساخنة. يتدفق السائل إلى الأسفل بفعل الجاذبية. تؤدي الحرارة من جانب القشرة (البخار أو السائل الحراري) إلى تبخر المذيب من سطح الفيلم. يتجمع السائل المركز في الأسفل؛ يخرج البخار من الأعلى أو من خلال فاصل.

الجزء الحاسم هو تشكيل الفيلم. إذا كان الفيلم سميكًا جدًا، ينخفض ​​نقل الحرارة. إذا كان رقيقًا جدًا، فستحصل على بقع جافة وقاذورات. إذا كان غير متساوٍ، فستحصل على ارتفاع درجة الحرارة الموضعي وتدهور المنتج.

لقد رأينا وحدات تم فيها تصميم موزع السوائل بشكل سيء أو تم تركيبه بشكل خارج عن المستوى -. وكانت النتيجة ترطيبًا غير متساوٍ للأنابيب-وجفاف بعض الأنابيب وغمر بعضها الآخر. لم يصل المبخر أبدًا إلى سعته المقدرة. تطلب الإصلاح-إعادة تصنيع الموزع، مما يعني إيقاف التشغيل لمدة أسبوعين.

الموزع: العنصر الأكثر استخفافًا

يتحدث الجميع عن منطقة نقل الحرارة، لكن الموزع هو الذي يصنع أو يكسر مبخر الغشاء المتساقط.

مهمة الموزع بسيطة: توفير تدفق سائل موحد لكل أنبوب، طوال الوقت. إنه مفهوم بسيط يصعب تنفيذه بشكل مدهش.

نحن نتحقق من ثلاثة أشياء على كل موزع:

• الاستواء - حتى الميل بمقدار 1 مم يمكن أن يسبب توزيعًا غير متساوٍ
• حجم الفتحة - يجب أن يتطابق مع نطاق معدل التغذية؛ صغير جدًا ويؤدي إلى التوصيل، وكبير جدًا ولا يشكل أفلامًا مناسبة
• توافق المواد - تؤدي بعض المواد الأولية إلى تآكل فتحات الموزع، مما يؤدي إلى تغيير التدفق بمرور الوقت

قاعدتنا: تحديد موزع بمكونات قابلة للإزالة أو الاستبدال. إذا كانت ملحومة، فلن تتمكن من إصلاحها بدون قطع ولحام كبير. لقد تعلمنا هذا عندما كان الموزع الموجود في وحدة تركيز العصير ملوثًا بألياف اللب ولا يمكن تنظيفه بشكل فعال-وكان لا بد من قطع المجموعة بأكملها واستبدالها.

ما نحدده: عمودي مقابل أفقي

قارن المقال الأصلي بين التصاميم الرأسية والأفقية. سنكون صادقين-لم نحدد أبدًا مبخرًا أفقيًا للأغشية المتساقطة. ليس مرة واحدة. لقد رأيناها في المصانع القديمة، ولكن كل تركيب حديث عملنا عليه يستخدم أنابيب عمودية.

وجهة نظرنا: اذهب رأسيًا ما لم يكن لديك سبب محدد جدًا لعدم القيام بذلك. تضيف التصميمات الأفقية تعقيدًا دون فائدة كافية لمعظم التطبيقات. إذا كنت قلقًا بشأن التلوث، فعالج الأمر بالمعالجة المسبقة واختيار الأنبوب-وليس بالتبديل إلى اتجاه أقل شيوعًا.

حد اللزوجة الذي وجدناه

تعمل المبخرات ذات الأغشية المتساقطة بشكل أفضل مع مغذيات اللزوجة المنخفضة إلى المتوسطة. لقد وجدنا أن الحد العملي هو حوالي 300-500 سنتي بواز عند درجة حرارة التشغيل، اعتمادًا على المنتج.

لماذا يهم:

• لزوجة أعلى ← أفلام أكثر سمكًا ← نقل حرارة أقل
• أفلام أكثر سمكًا → وقت إقامة أطول → مزيد من التدهور الحراري

تميل المنتجات اللزجة إلى إتلاف جدران الأنبوب بشكل أسرع

لقد حاولنا ذات مرة تركيز شراب الذرة الثقيل في مبخر ذو غشاء متساقط. كانت لزوجة التغذية حوالي 400 سنتي بواز عند 60 درجة. عملت الوحدة لمدة ثلاثة أسابيع قبل أن يرتفع حجم الأنابيب بشكل سيئ للغاية مما أدى إلى انخفاض نقل الحرارة بنسبة 50%. لقد انتهى الأمر بالتبديل إلى مبخر الدوران القسري لهذا الواجب.

إرشاداتنا: إذا تجاوزت لزوجة العلف 200 سنتي بواز عند درجة حرارة التبخر، فقم بإجراء التجارب. إذا تجاوزت 500 سنتي بواز، فكر بجدية في أنواع المبخرات الأخرى.

حجم الأنبوب: المكان العملي الجميل

يؤثر قطر الأنبوب على ثبات الفيلم ونقل الحرارة والتنظيف.

مواصفاتنا النموذجية: 32-38 ملم OD لمعظم الخدمات. لقد استخدمنا 25 مم للتغذية النظيفة جدًا والمنخفضة اللزوجة- (مثل الماء أو المذيبات الخفيفة). لقد استخدمنا 50 مم مرة واحدة فقط-لمنتج يحتوي على مواد صلبة من اللب والتي تستمر في سد الأنابيب الصغيرة. نجح الأمر، لكن التبخر لكل أنبوب كان أقل بنسبة 20% تقريبًا.

سؤال التأثير-المتعدد

تعتبر المبخرات ذات التأثير الفردي-الأغشية المتساقطة بسيطة ولكنها تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة-. تعمل المبخرات-المتعددة على إعادة استخدام البخار من تأثير واحد كتسخين البخار للتأثير التالي، مما يقلل بشكل كبير من استهلاك البخار.

المقايضة-:

لقد قمنا بتثبيت أنظمة ذات تأثيرين وثلاثة تأثيرات. يعتمد الاسترداد على التأثير الثالث بشكل كبير على تكلفة البخار وساعات التشغيل. عند أسعار البخار التي تزيد عن 20 دولارًا/طن، وبتشغيل 8000 ساعة/سنة، يتم سداد النظام ثلاثي التأثيرات في حوالي 18-24 شهرًا مقارنة بنظام ثنائي التأثير. وتحت ذلك، الرياضيات لا تعمل.

ممارستنا الحالية: نوصي بالتأثير الثنائي كمعيار قياسي للتثبيتات الجديدة. انتقل إلى التأثير 3 فقط إذا كان البخار باهظ الثمن أو إذا كان التدهور الحراري مثيرًا للقلق (انخفاض درجة الحرارة لكل تأثير).

الحالة التي غيرت تصميم فاصل البخار لدينا

لقد قمنا بتركيب مبخر غشائي متساقط لتركيز منتجات الألبان. كان احتجاز البخار مفرطًا-ولم يتمكن الفاصل من التخلص من القطرات الدقيقة، كما أدى ترحيل المنتج إلى تلويث المكثفات. لقد جربنا تصميمات مختلفة للحواجز، وقمنا بزيادة قطر الفاصل، وأضفنا مزيل الضباب. لا شيء حلها بالكامل.

الحل: قمنا بتغيير الفاصل من المدخل العرضي إلى التصميم الإعصاري مع منطقة فصل أكبر. تم تعديل الغلاف الحالي بقسم فاصل إعصاري خارجي. تكلفتها 8000 دولار واستغرق التثبيت ثلاثة أيام. وانخفضت قيمة المرحل بنسبة 90٪.

ما نحدده الآن: مزيل رذاذ مخصص من النوع الإعصاري أو الشبكي من النوع -في كل مبخر غشائي متساقط، بغض النظر عن المنتج. فهو يضيف حوالي 10% إلى تكلفة السفينة ويمنع حدوث مشكلة يكون حلها مكلفًا لاحقًا.

التنظيف: الواقع العملي
تتطلب مبخرات الأفلام المتساقطة تنظيفًا منتظمًا. تشكل الأنابيب قشورًا أو رواسب عضوية أو تراكمًا بلوريًا بمرور الوقت. يعتمد التردد على خلاصتك ودرجات حرارة التشغيل.