المبخر ذو الأغشية الرقيقة- هو نوع من المبخر الذي يتميز بتدفق المادة السائلة على طول جدار أنبوب التسخين بطريقة تشبه الأغشية- لنقل الحرارة والتبخر. تشتمل مزاياها على كفاءة عالية في نقل الحرارة، ومعدل تبخر سريع، ووقت قصير لبقاء المادة، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص لتبخر المواد الحساسة للحرارة-. يمكن تقسيمها إلى مبخرات غشائية صاعدة ومبخرات غشائية هابطة.
(1) مبخر الفيلم الصاعد
يتم إنشاء مبخر الغشاء الصاعد عن طريق دخول السائل إلى أنابيب التسخين للتسخين وفقًا لمبدأ مضخة السيفون. بعد التدفق إلى الفاصل، يتم فصل السائل والبخار، ويتدفق السائل مرة أخرى إلى المبخر من خلال أنبوب التدوير، مما يشكل دورة دوران دائرية مغلقة، والمعروفة أيضًا باسم مبخر التدوير الخارجي.
1.1 مبخر الغشاء الصاعد: يدخل سائل المادة الخام من أسفل المبخر ويتم دفعه للأعلى على طول الأنابيب بواسطة البخار الثانوي. مبخر الغشاء المتساقط: يدخل سائل المادة الخام من أعلى المبخر ويتدفق إلى الأسفل على طول جدار الأنبوب تحت الجاذبية.
1.2 يشير "الفيلم" في الفيلم الصاعد والفيلم المتساقط إلى الفيلم الأمثل-مثل تدفق سائل المادة الخام على طول جدار أنبوب التسخين أثناء تشغيل المبخر، حيث يكون نقل الحرارة أكثر كفاءة. 1.3 نطاق التطبيق: مناسب لتبخير المواد ذات معدلات التبخر الكبيرة، والحساسية للحرارة، والخصائص اللزجة، وخصائص الرغوة، ولكنه غير مناسب للحلول ذات اللزوجة العالية، أو الترسيب البلوري، أو القياس السهل.
(2) مبخر الفيلم المتساقط
2.1 يتضمن تبخر الغشاء المتساقط إضافة سائل التغذية من صندوق الأنبوب العلوي لغرفة التسخين لمبخر الغشاء المتساقط. من خلال جهاز توزيع السائل وتشكيل الفيلم-، يتم توزيعه بالتساوي في كل أنبوب للتبادل الحراري. تحت تأثير الجاذبية، وتحريض الفراغ، وتدفق الهواء، فإنه يشكل طبقة موحدة تتدفق من الأعلى إلى الأسفل. أثناء التدفق، يتم تسخين السائل وتبخيره بواسطة وسط التسخين الجانبي للقشرة-. يدخل البخار المتولد والطور السائل إلى غرفة فصل المبخر معًا. بعد الفصل الشامل، يدخل البخار إلى المكثف للتكثيف (عملية تأثير فردي-) أو يدخل المبخر ذو التأثير التالي كوسط تسخين، وبالتالي تحقيق عملية تأثير متعدد-. يتم تفريغ الطور السائل من غرفة الفصل، ويتم تبخر وتركيز مياه الصرف الصحي.
2.2 نطاق التطبيق: يستخدم على نطاق واسع في تبخر وتركيز الماء أو محاليل المذيبات العضوية في الصناعات الدوائية والغذائية والكيميائية والخفيفة. يعمل هذا الجهاز بشكل مستمر في ظل ظروف الفراغ ودرجات الحرارة المنخفضة-، ويتميز بقدرة تبخر عالية، وتوفير الطاقة وتقليل الاستهلاك، وانخفاض تكاليف التشغيل، وضمان بقاء المادة دون تغيير أثناء التبخر.
2.3 تدفق العملية: يحتوي تدفق العملية على أربعة أشكال: التيار المشترك - (التدفق الموازي)، والتيار المضاد -، والتدفق المختلط (التدفق المتقاطع -)، والتدفق المتوازي.
التيار المشترك: يتدفق المحلول والبخار في نفس الاتجاه، بالتتابع من التأثير الأول إلى التأثير الأخير. عندما يدخل المحلول إلى التأثير التالي من التأثير السابق، سيومض بعض الماء، وسيتم توليد كمية أكبر من البخار الثانوي. نظرًا لأن التركيز في التأثير اللاحق أعلى من التأثير السابق ودرجة حرارة التشغيل أقل، فإن معامل انتقال الحرارة للتأثير الأول غالبًا ما يكون أعلى بكثير من التأثير الأخير. مناسب بشكل عام لمعالجة المواد الحساسة للحرارة-بتركيزات عالية.
التيار المضاد-: يتم ضخ المادة الخام بالتتابع من التأثير الأخير إلى التأثيرات السابقة، ويتم تفريغ السائل النهائي من التأثير الأول. يتدفق السائل والبخار في اتجاهين متعاكسين. مناسبة بشكل عام لمحاليل المعالجة التي تختلف لزوجتها بشكل كبير باختلاف درجة الحرارة والتركيز، ولكنها غير مناسبة للمواد الحساسة للحرارة-. يستخدم التركيز العالي للمياه المالحة- في شركتنا بدون تفريغ عملية التأثير المعاكس-الثلاثية- الحالية.
التدفق-المختلط: يجمع هذا بين مزايا كل من العمليات الحالية-المشتركة والتيار المعاكس-مع تجنب عيوبها، إلا أن تشغيلها معقد ويتطلب درجة عالية من التشغيل الآلي.
التدفق الأفقي-: يتلقى كل تأثير تغذية ويخرج سائلًا نهائيًا، وتترسب البلورات في كل تأثير. يمكن فصل البلورات بسرعة، ويستخدم هذا بشكل عام لتبخر المحاليل المشبعة.
2.4 مبدأ الغشاء المتساقط: تدخل المادة المراد تبخيرها من أعلى مبخر الغشاء المتساقط من خلال مضخة تغذية، تتدفق عبر أنابيب التبخير (جانب الأنبوب). يتم توزيع المادة على شكل فيلم داخل أنابيب التبادل الحراري بواسطة موزع الفيلم. عندما تتدفق المادة إلى أسفل تجويف الأنبوب بفعل الجاذبية، يتم تسخينها بواسطة البخار الموجود خارج الأنابيب، لتصل إلى درجة حرارة التبخر وتتبخر. تتدفق المادة، جنبًا إلى جنب مع البخار الثانوي، عبر الأنابيب على شكل طبقة رقيقة. يتم ضغط البخار الثانوي بواسطة ضاغط بخاري وإرساله إلى جانب الغلاف لغرفة تسخين الغشاء المتساقط كبخار تسخين. يحتوي الجانب الصدفي لغرفة تسخين الغشاء المتساقط على ألواح لتوجيه البخار الثانوي وتكثيفه وتفريغ الغازات غير القابلة للتكثيف. أثناء العملية، يتم نقل الطاقة الحرارية للمبخر نفسه من خارج الأنابيب إلى المادة التي تتبخر بالداخل. بعد التبادل الحراري، يتكثف البخار الثانوي في الماء ويتم تفريغه من مبخر الغشاء المتساقط.
2.5 خصائص أنظمة التبخير ذات الغشاء المتساقط:
2.5.1 في مبخر الغشاء المتساقط، تتم إضافة سائل التغذية من أعلى المبخر ويسقط على طول جدار الأنبوب في شكل فيلم تحت الجاذبية. وخلال هذه العملية، يتبخر ويتركز، مما ينتج عنه سائل مركّز في القاع. يمكن لمبخرات الغشاء المتساقط أن تبخر المواد ذات التركيزات العالية واللزوجة العالية.
2.5.2 نظرًا لأن المحلول يتدفق في شكل فيلم في مبخر واحد-، فإن معامل نقل الحرارة يكون مرتفعًا.
2.5.3 يقلل وقت المكوث القصير من خطر تلف المواد، مما يجعله مناسبًا لمعالجة المواد الحساسة للحرارة.
2.5.4 يسمح انخفاض احتباس السائل للمبخر ذو الطبقة المتساقطة بالعمل بسرعة وفقًا للتغيرات في إمدادات الطاقة، ومستوى الفراغ، ومعدل التغذية، والتركيز.
2.5.5 نظرًا لأن مائع العملية يتدفق فقط تحت الجاذبية، بدلاً من أن يكون مدفوعًا بفارق في درجة الحرارة، فيمكن استخدام التبخر بفرق درجة حرارة منخفض-.
2.5.6 مبخرات الغشاء المتساقط مناسبة لتبخير وتركيز المواد الرغوية. عندما يتبخر السائل بطريقة -مثل الفيلم داخل أنبوب التسخين، يتم تحقيق فصل البخار-السائل. في نفس الوقت، في الجزء السفلي من المبخر، يتم سحب معظم السائل بعيدًا، ولا يدخل سوى جزء صغير من السائل وكل البخار الثانوي إلى الفاصل لتحسين الفصل. لا يولد السائل تأثيرًا كبيرًا خلال العملية بأكملها، وبالتالي تجنب تكوين الرغوة.
