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Princípios de evaporadores de filme ascendente (climbing film)

Evaporação de filme ascendente é método de economia de energia usado na engenharia química. Sua aplicação envolve vaporização de líquido para concentrar soluções consistindo de misturas de solvente volátil e soluto não volátil, incluindo água residual, extratos de proteínas, produtos alimentícios e químicos. Tipos de evaporadores de filme ascendente incluem tubo curto, tubo longo e evaporadores de filme agitado.

Princípio

• Evaporadores de filme ascendente funcionam continuamente ou em bateladas, usando princípios simples de evaporação. Líquido é alimentado na base do tubo do evaporador, e vapor aquecido é aplicado para induzir circulação. Isso ocorre via bomba de priming ou auto-circulação. Vapor é evaporado da mistura durante o processo, e o concentrado líquido é coletado em seu respectivo receptor.

Outros métodos de separação

• Evaporação de filme ascendente opera via princípios diferentes de outros métodos de separação: destilação, cristalização e secagem. Na evaporação, o produto desejado é o concentrado líquido — logo, a fase de vapor não é separada em componentes individuais como na destilação. O soluto permanece em solução em vez de formar cristais como na cristalização. Também, o produto final é líquido, comparado à secagem, que produz resíduo sólido.

Desempenho do evaporador

• Capacidade é determinada pela quantidade de líquido vaporizado por hora, medida contra quantidade de vapor alimentada à unidade para determinar viabilidade econômica. Taxa de transferência de calor depende da área de superfície de transferência, coeficiente global de transferência de calor e força motriz global de temperatura, baseada nas propriedades físicas do vapor e do líquido em ebulição.

Problemas

• Várias áreas problemáticas devem ser consideradas no projeto. Alguns líquidos são menos viscosos que água, dificultando evaporação. Outras misturas podem espumar ou precipitar em cristais, deixando depósitos na superfície de aquecimento. Alguns líquidos são desnaturados por altas temperaturas; outros têm pontos de ebulição extremamente altos.