اواپراتور چیست؟ رسوب زدایی از اواپراتورها (تبخیر کننده ها)

اواپراتورها یا تبخیر کننده ها، دستگاه ها یا تجهیزاتی هستند که برای تبدیل یک مایع، معمولا آب، به بخار یا گاز استفاده می شوند. آنها با اعمال گرما، باعث می شود مایع به نقطه جوش برسد و تبخیر شود و جامدات محلول یا معلق باقی بماند.

طبق گزارش پیشتازان تحقیق، انتظار می‌رود اندازه بازار جهانی تبخیرکننده‌های صنعتی از سال 2024 تا 2034، حدود 34.42 میلیارد دلار باشد.

افزایش تقاضا در صنایع بی شماری مانند مواد غذایی و آشامیدنی، شیمیایی، دارویی، خمیر کاغذ و کاغذ و تصفیه فاضلاب باعث رشد بازار تبخیرکننده های صنعتی شده است. این تجهیزات، پس از مدتی استفاده، دچار رسوب می شوند. از این رو، در صورت عدم شستشو و تمیز کردن، از کار می افتند و خسارات سنگینی وارد می کنند. در این مقاله، به تعریف و معرفی انواع تبخیر کننده ها می پردازیم و نهایتا محصول مناسب برای رسوب زدایی از اواپراتور را معرفی خواهیم کرد.

---

همچنین بخوانید:

♣ رسوب زدایی از تجهیزات صنعتی؛ معرفی، روش ها و انواع آن

♣ رسوب زدایی مبدل های حرارتی؛ انواع روش و کاربرد آن ها

---

اواپراتور چگونه کار می کند؟

 تبخیر کننده ها در کاربردهای مختلف صنعتی، تجاری و خانگی از جمله تبرید در اواپراتور یخچال، بعنوان چیلر در اواپراتور کولر ماشین، فرآوری مواد غذایی، نمک زدایی و تصفیه فاضلاب ضروری هستند. تبخیرکننده ها، سه وظیفه اصلی دارند: تعلیظ، تصفیه و خنک کننده. اواپراتورها با حذف محتوای آب، به تغلیظ مواد کمک می کنند. این در صنایعی مانند فرآوری مواد غذایی، که در آن شیر یا آب میوه با حذف آب غلیظ می شود، بسیار مهم است. در نمک زدایی، اواپراتورها آب خالص را از نمک ها و سایر ناخالصی ها جدا می کنند و آب دریا را برای آشامیدن مناسب می کنند. در تبرید و تهویه مطبوع، اواپراتورها گرما را جذب کرده و هوا یا مایع اطراف را خنک می کنند.

انواع اواپراتورها (تبخیر کننده ها)

اواپراتورها بر اساس نحوه انتقال حرارت به انواع مختلفی تقسیم می شوند. به عنوان مثال، کار اواپراتورهای با گردش اجباری به پمپ ها برای گردش خوراک متکی است در حالی که محاسبات طراحی اواپراتور فیلم سقوطی، به گرانش متکی است. اواپراتورها بر اساس طراحی آنها به انواع زیر تقسیم می شوند:

• گردش طبیعی
• گردش اجباری
• فیلم سقوطی
• فیلم افزایشی
• چند اثر

در بخش زیر، به جزئیات هر یک، به تفصیل می پردازیم:

1. اواپراتورهای گردش طبیعی:

اینها به جریان های همرفت طبیعی متکی هستند، جایی که مایع گرم شده بالا می رود و مایع خنک کننده جایگزین آن می شود و گردش مایع بدون پمپ ایجاد می کند. آنها ساده هستند و معمولاً در برنامه های کوچکتر استفاده می شوند.

2. اواپراتورهای با گردش اجباری:

 اینها از پمپ ها برای گردش مایع استفاده می کنند، که هنگام برخورد با مایعات چسبناک یا مایعاتی که تمایل به بلور شدن آسان دارند، ضروری است. اینها اغلب در کاربردهای صنعتی استفاده می شوند.

 

3. اواپراتورهای فیلم در حال سقوط:

در این نوع، مایع به صورت یک لایه نازک در امتداد سطح لوله های گرم شده به سمت پایین جریان می یابد. این امکان انتقال حرارت کارآمد را فراهم می کند و برای مواد حساس به حرارت مانند صنایع غذایی و دارویی مناسب است.

4. اواپراتورهای فیلم افزایشی:

 اینها به بخار ایجاد شده در انتهای اواپراتور متکی هستند تا مایع را در لوله ها به سمت بالا فشار دهند و یک لایه در امتداد دیواره ها تشکیل دهند. این نوع در تولید آب میوه های غلیظ رایج است.

5. اواپراتورهای چند اثر (MEE):

 اینها از یک سری اواپراتور برای دستیابی به راندمان بالاتر استفاده می کنند. بخار تولید شده از یک مرحله به عنوان منبع گرمایش برای مرحله بعدی استفاده می شود و مصرف انرژی و هزینه های عملیاتی را به حداقل می رساند.

اجزای تشکیل دهنده اواپراتورها

تبخیر کننده از اجزای مختلفی تشکیل می شوند: مبدل حرارتی، که گرما را به مایع منتقل می کند و عملیات تبخیر را ممکن می کند. یک کندانسور که در صورت نیاز بخار را جمع آوری و به مایع تبدیل می کند. اواپراتور در انواع گردش اجباری، دارای یک پمپ است که مایع را در سیستم به گردش در می آورد. نهایتا، یک سیستم کنترل که دما، فشار و نرخ جریان را برای اطمینان از عملکرد کارآمد تنظیم می کند.

---

 همچنین بخوانید:

♣ رسوب زدایی مبدل های حرارتی؛ انواع روش و کاربرد آن ها

♣ رسوب زدایی اکسترودر و ماشین های قالب گیری تزریقی

---

کاربردهای اواپراتورها

تبخیر کننده ها در بخش های مختلف، کاربردهای متفاوتی دارند، برای تغلیظ آب میوه، شیر، و سایر مایعات برای افزایش طعم و افزایش عمر مفید، در داروسازی، جهت تولید داروهای مایع غلیظ و حذف حلال ها، حذف نمک از آب دریا برای تولید آب آشامیدنی و در تبرید و تهویه مطبوع، به عنوان بخشی از چرخه خنک کننده استفاده می شود. جزئیات کابردها به شرح زیر است:

1. افزایش انتقال حرارت در صنایع غذایی:

صنایع غذایی به طور گسترده از اواپراتورهای فیلم برای تغلیظ و تبخیر استفاده می کنند. این اواپراتورها حذف رطوبت اضافی را تسهیل می‌کنند و به غلظت محصولات غذایی اجازه می‌دهند. لایه لایه نازک و کارآمد ایجاد شده توسط این اواپراتورها، منطقه بزرگ انتقال حرارت را تضمین می کند، نرخ تبخیر را به حداکثر می رساند و زمان پردازش را کاهش می دهد. این امر صنایع غذایی را قادر می سازد تا با حفظ کیفیت عالی محصول، به بهره وری بالاتری دست یابد.

2. صنعت داروسازی جهت تصفیه و تغلیظ:

صنعت داروسازی از اواپراتورهای فیلم برای تصفیه و تغلیظ استفاده می کند. این تبخیر کننده ها به طور موثر ترکیبات فرار، ناخالصی ها و حلال ها را از محصولات دارویی جدا می کنند و در نتیجه سطوح خلوص بالاتری را به همراه دارند. لایه نازکی که در طول فرآیند تبخیر تشکیل می شود، قرار گرفتن ترکیبات دارویی در دمای بالا را به حداقل می رساند. در نتیجه یکپارچگی آنها را حفظ کرده و کیفیت آنها را تضمین می کند. علاوه بر این، اواپراتورهای فیلم با کنترل دقیق شرایط عملیاتی، سطوح غلظت بهینه را تضمین می کنند.

3. صنعت پتروشیمی جهت بازیافت و پالایش:

صنعت پتروشیمی به شدت به تبخیرکننده های فیلم برای بازیافت و پالایش مواد مختلف متکی است. اواپراتورهای فیلم جداسازی اجزای مختلف یک مخلوط را بر اساس نقطه جوش آنها امکان پذیر می کند. این به ویژه در هنگام پالایش نفت خام یا بازیافت حلال های ارزشمند از جریان های زباله مفید است. صنعت پتروشیمی با استفاده از اواپراتورهای فیلم، بازیافت اجزای ارزشمند را به حداکثر می رساند و اثرات زیست محیطی دفع زباله را کاهش می دهد.

4. صنعت عطر جهت غلظت اجزای عطر:

اواپراتورهای فیلم در نتیجه توانایی خود در تمرکز موثر اجزای عطر، ارزش بالایی در صنعت عطر دارند. این اواپراتورها یک لایه نازک ایجاد می کنند که امکان تبخیر سریع حلال ها را فراهم می کند و ترکیبات معطر غلیظی را پشت سر می گذارد. این فرآیند غلظت برای اطمینان از دستیابی به مشخصات بویایی مطلوب عطر حیاتی است. اواپراتورهای فیلم همچنین از تخریب اجزای عطر ظریف جلوگیری می کنند و کیفیت کلی محصول نهایی را حفظ می کنند.

5. کاربردهای زیست محیطی اواپراتور جهت تصفیه فاضلاب:

انواع اواپراتورهای فیلم به دلیل توانایی آنها در تمرکز و جداسازی موثر آلاینده ها در زمینه تصفیه فاضلاب محبوبیت پیدا می کنند. این اواپراتورها به حذف آب از فاضلاب صنعتی، کاهش حجم آن و تسهیل فرآیندهای تصفیه بعدی کمک می کنند. فناوری لایه نازک بکار رفته انتقال حرارت کارآمد را تضمین می کند و تبخیر آب را ممکن می کند در حالی که آلاینده های متمرکز را پشت سر می گذارد. این منجر به کاهش هزینه های دفع و رویکرد پایدارتر برای مدیریت فاضلاب می شود.

رسوب زدایی از اواپراتورها چگونه انجام می شود؟

تجمع رسوب در اواپراتورها یک مشکل رایج است که می تواند راندمان و انتقال حرارت را کاهش دهد. در بخش بعد، چند روش موثر و محلول های شیمیایی که معمولاً برای حذف رسوب و سرویس اواپراتور چیلر و مبردها استفاده می شود، آورده شده است:

1. تمیز کردن شیمیایی اواپراتور ها

با استفاده از محلول های اسیدی معمولاً برای حل کردن رسوبات های معدنی به ویژه آنهایی که از کربنات کلسیم یا منیزیم تشکیل شده اند استفاده می شود. اسید هیدروکلریک (HCl) یا اسید سولفامیک اغلب استفاده می شود، اما باید به دقت مورد استفاده قرار گیرد تا از آسیب به مواد تبخیر کننده جلوگیری شود. عوامل کیلیت، EDTA (اتیلن دی آمین تتراستیک اسید) یک عامل کیل کننده است که می تواند به مواد معدنی در رسوب متصل شود و به حل آنها بدون اسیدیته بیش از حد کمک کند. این گزینه معمولاً در تجهیزات ملایم تر است.

2. مواد شیمیایی رسوب زدایی از اواپراتور

اسید سیتریک یا استیک، اسیدهای ملایم تری هستند که اغلب برای تجهیزات ظریف تر یا در مقیاس کوچکتر مانند مبدل های حرارتی استفاده می شوند و می توانند برای تجمع متوسط ​​بدون آسیب رساندن به مواد بعنوان تمیز کننده اواپراتور مفید باشند. اسید فسفریک، برای از بین بردن رسوبات معدنی سخت تر موثر است و می تواند جهت رسوب زدایی از اواپراتور به شمل قوی عمل کند. این به طور گسترده در صنایع غذایی و نوشیدنی استفاده می شود، زیرا رسوب می تواند در عناصر گرمایشی و اواپراتورها جمع شود. از این روش، در شستشوی اواپراتور خودرو نیز استفاده می شود.

3. روش های مکانیکی حذف رسوب از تبخیر کننده

یک جت آب پرفشار برای شکستن و از بین بردن رسوب‌ها استفاده می‌شود. این یک روش فیزیکی است که شامل مواد شیمیایی نیست، اما به تجهیزات و جابجایی مناسب نیاز دارد. برخی از اواپراتورها، امکان تمیز کردن دستی را با برس ها یا خراش های تخصصی فراهم می کنند. اگرچه این روش ممکن است برای سیستم های بزرگ یا پیچیده غیر عملی باشد.

4. رویکردهای پیشگیرانه برای پیشگیری از رسوب در اواپراتورها

تصفیه آب برای کاهش سختی (با استفاده از نرم کننده ها، اسمز معکوس یا دییونیزاسیون) می تواند از تشکیل رسوب جلوگیری کند و به رسوب زدایی از اواپراتور کمک کند. افزودنی‌های ضد رسوب  را می توان به خوراک آب وارد کرد تا از تشکیل رسوب جلوگیری کند، به‌ویژه در سیستم‌هایی که مشکلات رسوب ثابت دارند.

کلام آخر:

اواپراتورها، به دلیل کارایی بالا، در فرآیند تبخیر به طور گسترده در صنایع مختلف استفاده می شوند. این دستگاه ها می توانند طیف وسیعی از ویسکوزیته ها و مواد حساس به حرارت را کنترل کنند و آنها را به گزینه ای محبوب در صنایعی مانند فرآوری مواد غذایی، داروسازی و مهندسی شیمی تبدیل کرده است. از این رو، نگاهداری این تجهیزات با استفاده از تعمیر و نگاهداری دوره ای، حائز اهمیت است. شرکت آرال شیمی، تولید کننده انواع رسوب زداهای صنعتی برای تجهیزات مختلف است. محصولات دسکالین، دسکالین 201 و دسکالین 202، حاوی مواد ضدخوردگی هستند که از آن ها می توان با اظمینان برای رسوب زدایی از اواپراتور، استفاده کرد.