Tenkovrstvový výparník je typ výparníka, ktorý sa vyznačuje tým, že materiálová kvapalina prúdi pozdĺž steny vykurovacej rúrky filmovým-spôsobom na prenos tepla a vyparovanie. Medzi jeho výhody patrí vysoká účinnosť prenosu tepla, rýchle vyparovanie a krátka doba zotrvania materiálu, vďaka čomu je obzvlášť vhodný na odparovanie látok citlivých na teplo-. Možno ho rozdeliť na stúpajúce filmové odparky a klesajúce filmové odparky.
(1) Výparník so stúpajúcim filmom
Stúpajúci filmový výparník je konštruovaný tak, že kvapalina vstupuje do vykurovacích rúrok na ohrev na princípe sifónového čerpadla. Po pretečení do separátora sa kvapalina a para oddelia a kvapalina prúdi späť do výparníka cez cirkulačné potrubie, kde vytvára uzavretú-cirkuláciu, známu aj ako externý cirkulačný výparník.
1.1 Výparník so stúpajúcim filmom: Tekutá surovina vstupuje zo spodnej časti výparníka a je hnaná nahor pozdĺž rúrok sekundárnou parou. Výparník s klesajúcou fóliou: Kvapalina suroviny vstupuje z hornej časti výparníka a tečie nadol pozdĺž steny rúrky vplyvom gravitácie.
1.2 „Film“ v stúpajúcom filme a klesajúcom filme sa týka optimálneho filmového-tečenia kvapaliny suroviny pozdĺž steny vykurovacej rúrky počas prevádzky výparníka, kde je prenos tepla najefektívnejší. 1.3 Rozsah použitia: Vhodné na odparovanie látok s vysokou rýchlosťou vyparovania, tepelnou citlivosťou, viskóznymi vlastnosťami a penivými vlastnosťami, ale nie je vhodné pre roztoky s vysokou viskozitou, kryštáliky.
(2) Výparník s padajúcim filmom
2.1 Odparovanie s klesajúcim filmom zahŕňa pridávanie plniacej kvapaliny z hornej rúrkovej skrine ohrievacej komory odparovača so stekajúcim filmom. Prostredníctvom zariadenia na distribúciu kvapaliny a{2}}tvorby filmu sa kvapalina rovnomerne distribuuje do každej teplovýmennej trubice. Vplyvom gravitácie, vákuovej indukcie a prúdenia vzduchu vytvára jednotný film, ktorý prúdi zhora nadol. Počas prietoku sa kvapalina ohrieva a vyparuje ohrievacím médiom na strane plášťa-. Vytvorená para a kvapalná fáza vstupujú do separačnej komory výparníka spoločne. Po dôkladnom oddelení para vstupuje do kondenzátora na kondenzáciu (jedno-efektívna prevádzka) alebo vstupuje do ďalšieho efektívneho výparníka ako vykurovacie médium, čím sa dosahuje viac-efektívna prevádzka. Kvapalná fáza sa vypustí zo separačnej komory a odpadová voda sa odparí a zahustí.
2.2 Rozsah použitia: Široko používaný pri odparovaní a koncentrácii vody alebo roztokov organických rozpúšťadiel vo farmaceutickom, potravinárskom, chemickom a ľahkom priemysle. Toto zariadenie pracuje nepretržite vo vákuu a pri nízkych-teplotách, vyznačuje sa vysokou kapacitou odparovania, úsporou energie a znížením spotreby, nízkymi prevádzkovými nákladmi a zabezpečením, že materiál zostane počas odparovania nezmenený.
2.3 Procesný tok: Procesný tok má štyri formy: ko-prúd (paralelný tok), proti-prúd, zmiešaný tok (krížový{3}}tok) a paralelný tok.
Sú{0}}prúd: Roztok a para prúdia rovnakým smerom, postupne od prvého efektu po posledný efekt. Keď roztok vstúpi do ďalšieho efektu z predchádzajúceho efektu, trochu vody zabliká a vytvorí sa väčšie množstvo sekundárnej pary. Pretože koncentrácia v neskoršom efekte je vyššia ako v predchádzajúcom efekte a prevádzková teplota je nižšia, súčiniteľ prestupu tepla prvého efektu je často oveľa vyšší ako pri poslednom efekte. Všeobecne vhodné na spracovanie materiálov citlivých na teplo-vo vysokých koncentráciách.
Protiprúd: Surovina sa čerpá postupne od posledného efektu k predchádzajúcim efektom a hotová kvapalina sa vypúšťa z prvého efektu. Kvapalina a para prúdia v opačných smeroch. Vo všeobecnosti vhodné na spracovanie roztokov, ktorých viskozita sa veľmi mení s teplotou a koncentráciou, ale nie je vhodné pre materiály citlivé na teplo. Vysoká-koncentrácia slanej vody našej spoločnosti s nulovým vypúšťaním využíva proces proti-trojitého{7}}efektu.
Zmiešaný{0}}tok: Spája výhody súbežného{1}}a protiprúdového{2}}procesu, pričom sa vyhýba ich nevýhodám, ale jeho prevádzka je zložitá a vyžaduje vysoký stupeň automatizácie.
Horizontálny-tok: Každý efekt prijíma prívod a vydáva hotovú kvapalinu a v každom efekte sa zrážajú kryštály. Kryštály sa dajú rýchlo oddeliť a to sa zvyčajne používa na odparovanie nasýtených roztokov.
2.4 Princíp padajúceho filmu: Materiál, ktorý sa má odparovať, vstupuje z vrchu odparovača so padajúcim filmom cez napájacie čerpadlo a prúdi cez odparovacie rúrky (na strane rúrky). Materiál je distribuovaný vo forme fólie vo vnútri teplovýmenných rúrok pomocou rozdeľovača fólie. Keď materiál tečie dole dutinou rúrky gravitáciou, je ohrievaný parou mimo rúr, pričom dosahuje teplotu vyparovania a odparuje sa. Materiál spolu so sekundárnou parou steká po rúrach ako tenký film. Sekundárna para je stlačená parným kompresorom a odoslaná na stranu plášťa ohrievacej komory s padajúcim filmom ako ohrievacia para. Strana plášťa ohrievacej komory s padajúcim filmom má dosky na vedenie sekundárnej pary, jej kondenzáciu a vypúšťanie nekondenzovateľných plynov. Počas procesu sa tepelná energia samotného výparníka prenáša z vonkajšej strany rúrok na materiál, ktorý sa vo vnútri odparuje. Po výmene tepla sekundárna para kondenzuje na vodu a je odvádzaná z odparovača s klesajúcim filmom.
2.5 Charakteristiky systémov odparovania padajúcej fólie:
2.5.1 V odparovači s klesajúcim filmom sa privádzaná kvapalina pridáva z hornej časti odparky a padá pozdĺž steny rúrky vo forme filmu vplyvom gravitácie. Počas tohto procesu sa odparuje a koncentruje, výsledkom čoho je koncentrovaná kvapalina na dne. Odparovače s padajúcim filmom môžu odparovať materiály s vysokou koncentráciou a vysokou viskozitou.
2.5.2 Pretože roztok prúdi vo forme filmu v jednoprechodovom výparníku, koeficient prestupu tepla je vysoký.
2.5.3 Krátky čas zotrvania znižuje riziko poškodenia materiálu, vďaka čomu je vhodný na spracovanie materiálov citlivých na teplo-.
2.5.4 Nízka retencia kvapaliny umožňuje odparovaču so stekajúcim filmom pracovať rýchlo v závislosti od zmien dodávky energie, úrovne vákua, rýchlosti podávania a koncentrácie.
2.5.5 Pretože procesná tekutina prúdi iba gravitačne, namiesto toho, aby bola poháňaná rozdielom teplôt, možno použiť odparovanie pri nízkom{1}}rozdiele teplôt.
2.5.6 Filmové odparky s klesajúcou vrstvou sú vhodné na odparovanie a koncentrovanie penivých materiálov. Keď sa kvapalina vo vnútri ohrievacej trubice vyparuje filmovým-spôsobom, dosiahne sa oddelenie oboch-kvapalín. Súčasne je na dne výparníka väčšina kvapaliny odvádzaná preč a len malá časť kvapaliny a všetka sekundárna para vstupuje do separátora na zlepšenie separácie. Kvapalina nevytvára počas celého procesu príliš veľký náraz, čím sa predchádza tvorbe peny.