SMS combine plus de 50 ans d'expérience dans la fabrication et installation des évaporateurs à couches minces des entreprises Luwa, Samesreuther et Canzler. Les évaporateurs couche mince sont disponibles dans une très grande variété de comprenant différentes conceptions de rotor : d’orientation horizontale, verticale ou de forme cylindrique et conique pour le flux de vapeur à co-continu ou à contre-courant. Par conséquent, ils sont parfaitement adaptés à une multitude de tâches de séparation thermique d’orientation horizontale, verticale ou de forme cylindrique et conique pour le flux de vapeur à co-continu ou à contre-courant. Par conséquent, ils sont parfaitement adaptés à une multitude de tâches de séparation thermique.
Évaporateur à couche mince
L'évaporateur pour applications exigeantes
Avantages
Les caractéristiques particulières des évaporateurs à couche mince par rapport aux autres types d'évaporateurs sont les suivantes:
- Le traitement continu fiable de produits visqueux, encrassants et de liquides souillés
- un traitement doux en raison d'un temps de séjour très court et d'une distribution de liquide optimisée
- des coefficients d’échange élevés même pour les produits difficiles, et
- une faible rétention ce qui permet des pertes minimes en cas de changement de produit
Pouvant fonctionner dans une large gamme de pressions, températures, viscosités et efficacité d'évaporation. Ces avantages expliquent pourquoi les évaporateurs à couches minces sont le choix premier pour une large gamme d'applications, en particulier pour le traitement des mélanges difficiles à manipuler.
Principe de fonctionnement
Lors de la séparation thermique d'un mélange, un film mince est produit sur la paroi chauffée d'un évaporateur cylindrique ou conique. Le liquide d'alimentation passe d'abord dans un anneau de distribution situé sur le rotor. Une première distribution est faite à ce niveau. La couche uniforme formée à la périphérie est ensuite prise en charge par les pales du rotor qui étalent à leur tour le liquide sous la forme d'un film mince de min 0,5mm sur la surface de transfert de chaleur.
Le concept de modèle d'écoulement dans l'évaporateur couche mince part du principe qu'une vague de proue se forme avant chaque pale du rotor. Le fluide venant de la vague de proue vient d'une zone fortement turbulente et se glisse dans l'espace entre la pale du rotor et la surface de chauffage, résultant en un transfert intense de chaleur et de masse. Cela se traduit par une bonne performance d'évaporation même avec des produits visqueux.
De plus, la formation de dépôts est ainsi évitée et le mélange intensif protège également les produits thermiquement sensibles contre la surchauffe. Une autre tâche importante du rotor est de stabiliser l'épaisseur du film liquide sur la surface de chauffage grâce à des vitesses d'évaporation élevées. L'évaporation est possible dans la zone d'ébullition nucléée sans rupture du film et le film liquide est pressé contre la surface de chauffage par la force centrifuge. Grâce à ce mode d'évaporation on évite de former une couche de vapeur sous le film liquide, ce qui entraînerait un effet isolant, très défavorable aux échanges thermiques. Par conséquent, ce principe de fonctionnement permet aux évaporateurs couche mince d'avoir des vitesses d'évaporation spécifique extrêmement élevées.
Conception verticale et en contre-courant d'un système d'évaporation couche mince
Fonctionnement d'un système d'évaporation couche mince vertical en co-courant
Conception horizontale et en co-courant d'un système d'évaporation couche mince
Types d'évaporateurs à couches minces
Les évaporateurs couche mince sont conçus en modèle vertical ou horizontal avec des calandres à double enveloppe chauffantes en modèle cylindrique ou conique. Dans les évaporateurs verticaux, le produit à traiter est alimenté à l'extrémité supérieure de l'appareil. En fonction de l'application, les composants volatils s'évaporent et sortent de l'appareil à l'extrémité supérieure ou inférieure de l'évaporateur. Les gouttelettes entraînées ou la mousse produite sont éliminées de la vapeur avant que celle-ci soit introduite dans les étapes de traitement ultérieures.
Les modèles les plus courants d'évaporateurs couche mince sont à corps cylindrique type DVN ("LUWA") et DVB ("SAMBAY") et orientation verticale, les modèles à corps conique et orientation verticale DKV ("SAKO" ® KV) ou les modèles à corps conique et orientation horizontale DKH ("SAKO" "® KH). SMS installe des rotors à pales rigides dans le DVN et dans les évaporateurs couche mince coniques, préconisés dans le cas de produits ayant des viscosités allant jusqu'à 70 000 mPas. Grâce à sa conception fermée, ce type de rotor est particulièrement facile à nettoyer. Moyennant l'ajustement dans le sens axial du rotor à pales rigides dans les évaporateurs coniques, il est possible d'ajuster la largeur de l'intervalle entre pale et paroi, ce qui se traduit par l'épaisseur du film. Cela peut être l'avantage décisif pour des applications avec dégazage de produits pour arriver à des résidus de très faibles volume composés de produits à bas point d'ébullition.
Dans les évaporateurs à couche mince de type DVB, les rotors sont équipés de pales mobiles sur charnières qui peuvent être adaptées de manière optimale à la tâche. La force centrifuge pousse les pales sur la paroi chaude, de sorte que des taux d'évaporation élevés peuvent être obtenus même à de faibles débits. Les types d'évaporateurs à pales mobiles sur charnière sont particulièrement adaptés aux produits présentant une tendance à l'encrassement.
Pour d'autres applications telles que la séparation de monomères de pré-polymères et de polymères, SMS dispose d'évaporateurs couche mince verticaux de type DVF avec des éléments sur ressort et DVS avec rotor type Smith. Les éléments formant la couche mince sont spécialement conçus en PTFE ou en graphite et sont partiellement chargés par ressort et supportent le liquide dans le film.
Applications typiques
SMS a fourni plus de 6.000 évaporateurs à couches minces dans plus de 50 pays.
Applications:
- Distillation, Séparation, Concentration, Stripping, Epuisement, Désodorisation, Dégazage, Réaction
- Produits thermosensibles, visqueux, encrassants et moussants
- Traitement continu
