Evaporador Filme Descendente (Falling Film)
Os evaporadores de película descendente o "falling film" são do tipo casco e tubos, nos quais o produto circula pelos tubos e o vapor pelo casco, aquecendo as paredes externas dos mesmos.
O líquido entra pela parte superior e cai de maneira uniforme pelos tubos por ação da gravidade, formando uma delgada camada que é aquecida por contato com a parede interior dos mesmos. Nos evaporadores falling film, o produto passa pelos tubos de um estágio, sendo depois transportado para o seguinte estágio até ser extraído do equipamento.
Os líquidos geralmente diminuem a sua viscosidade por aumento da temperatura, o qual possibilita aumentar a velocidade de escoamento. Isso resulta em um equipamento que trabalha com baixos tempos de residência, fator de importância ao concentrar líquidos extremamente termosensíveis. Esta propriedade é utilizada para determinar o adequado fluxo do produto entre os corpos evaporadores, sendo que, em muitas ocasiões, é conveniente evaporar o produto concentrado no primeiro corpo para facilitar o fluxo e gerar um melhor coeficiente de transferência por causa da menor viscosidade a altas temperaturas.
A alta velocidade de circulação do produto nos evaporadores falling film possibilita atender rapidamente às mudanças nas condições de operação e reduzir os tempos de partida e parada do equipamento.
Nos concentradores de filme descendente, a camada de produto deve ser bastante delgada para permitir um alto coeficiente de transferência térmica, devendo-se, entretanto, evitar a incrustação do produto nos tubos por causa da fina espessura da camada.
Em algumas configurações, dependendo do produto e da aplicação, o líquido pode ser recirculado ao mesmo estágio mediante bombas de alta vazão para otimizar ainda mais a transferência térmica pela alta turbulência do produto dentro dos tubos e melhorar o cobrimento dos tubos evitando a formação de incrustações ou que o produto queime.
Para evitar isso, o desenho do prato de distribuição do produto, localizado na parte superior de cada corpo evaporador, é um ponto crítico e essencial para o adequado funcionamento do equipamento e a obtenção de um produto final de primeira qualidade. Isso é combinado com a utilização de tubos compridos de até 13 metros de longitude, aumentando a vazão de líquido por tubo. Assim é possível conseguir a mesma área de intercâmbio com menor quantidade de tubos graças à maior longitude.
O evaporador "falling film" permite, ainda, trabalhar com baixas diferenças de temperatura graças aos altos coeficientes de transferência térmica a serem obtidos. Isso é de muita importância nos equipamentos de múltiplos efeitos, sendo que um baixo coeficiente de transferência importaria a utilização de maior área de intercâmbio, equipamentos de maior tamanho e maiores investimentos de capital.
Características Principais
- altos coeficientes de transferência de calor
- operação com baixas diferenças de temperatura
- baixos tempos de residência
- rápida resposta a mudanças nas condições de operação
- rápidas partidas e paradas do equipamento
