การระเหย Evaporation

การระเหย Evaporation

การระเหยข้นเพื่อการเพิ่มความเข้มข้นของของเหลว เป็นหนึ่งในการกรรมวิธีแปรรูปที่มีการใช้มากที่สุดในอุตสาหกรรม อาหาร ยา และเคมีภัณฑ์ เนื่องจากกระบวนการระเหยข้นนั้นมีคุณประโยชน์อย่างมากในแง่ของการลดต้นทุนการขนส่ง แปรสภาพเพื่อการเก็บรักษา (Preservation) เพิ่มมูลค่าสินค้า ส่งเสริมเศรษฐกิจทั้งระบบ ระบบการระเหยข้นแบบฟิล์มบาง ( Falling film evaporator ) เป็นเทคโนโลยียุโรปขั้นสูงที่ถูกคิดค้นมาอย่างยาวนาน ใช้อย่างแพร่ในหลายอุตสหกรรมต่างๆทั่วโลก

การระเหยข้นในครัวเรือนทั่วไปนั่น เราใช้หม้อต้มในการเคี่ยวอาหารเพื่อให้มีความเข้มข้นมากขึ้น        แต่ในอุตสาหกรรมนั้นการลดต้นทุนเป็นสิ่งสำคัญอันดับต้นๆที่ต้องคำนึงถึง การระเหยแบบในครัวเรือนนั้นสิ้นเปลืองพลังงานมาก และผลิตภัณฑ์หลายๆอย่างถ้าระเหยที่อุณหภูมิที่สูงเกินไปจะทำให้ผลิตภัณฑ์ ไม่ได้คุณภาพ จึงมีความพยายามคิดค้น ประดิษฐ์ เครื่องระเหยข้นที่สามารถระเหยด้วยอุณภูมิที่ต่ำ และประหยัดพลังงาน จนกระทั่งได้นำหลักการการระเหยในความดันอากาศต่ำมาใช้ ทำให้เกิดการปฏิวัติเปลี่ยนแปลงอุตสาหกรรมครั้งใหญ่

ในสภาวะความดันบรรยากาศทั่วไป ( ระดับน้ำทะเล ) น้ำจะระเหยที่อุณหภูมิที่ 100ᵒc แต่ในที่ความดันต่ำกว่าบรรยากาศ น้ำระเหยในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า 100 c°  หลังจากเครื่องระเหยข้นในระบบสูญญากาศเครื่องแรกถูกคิดค้นขึ้นก็ได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ปัจจุบันมีเครื่องระเหยข้นหลากหลายรูปแบบ เช่นแบบ Batch pan, Rising film, Falling film

เครื่องระเหยข้นแบบฟิล์มบาง Falling film evaporator

หลักการทำงาน

         การระเหยของเหลวด้วยเครื่องระเหยข้นแบบฟิล์มบาง Falling film evaporator ใช้ ปัจจัยหลัก 3 อย่างในการระเหยข้น

1. ลดความดัน

ใช้เครื่องปั๊มสูญญากาศ Vacuum pump ในการสร้างแรงดันสูญญากาศภายในเครื่อง เมื่อไอระเหยมาควบแน่นที่ถังควบแน่น condenser จะยิ่งเพิ่มแรงสูญญากาศ ทำให้สามารถระเหยน้ำได้ที่อุณหภูมิต่ำ 40-60°c

2. เพิ่มพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อน

ถังอุ่น Pre-heater และ ถังระเหย Evaporator ภายในเป็นท่อ Shell and tube จำนวนมาก เพิ่มพื้นที่แลกเปลี่ยนความร้อนให้มีการแลกเปลี่ยนที่ประสิทธิภาพสูง

3. การไหลวน

ต่างจากระบบถังต้ม หรือ batch pan ระบบเดิมที่จะอุ่นแช่ของเหลวภายในถัง ระบบ Falling film evaporator จะทำการไหลวนต่อเนื่อง ทำให้ระยะเวลาในการสัมผัสกับความร้อนลดลง

ของเหลวจากถ้งป้อน feed tank จะถูกอุ่นภายในถังอุ่น pre-heater จากนั้นจะไหลเป็นฟิล์มบบางผ่านท่อแลกเปลี่ยนความร้อนที่ถังระเหย Evaporator ด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก ด้วยเทคโนโลยี falling film evaporator นี้ ส่งผลให้พื้นผิวในการแลกเปลี่ยนความร้อนมากขึ้นหลายเท่า เมื่อของเหลวไหลลงสู่ถังแยกไอ Separator ไอที่ถูกระเหยจะถูกดูดไปยังถังควบแน่น condenser  ถังควบแน่นcondenser จะทำหน้าที่กลั่นไอเป็นน้ำทำให้เกิดสูญญากาศภายในระบบ ของเหลวจะถูกปั๊มไปยังถังป้อน feed tank และไหลวนในระบบอย่างต่อเนื่องจนกว่าจะได้ความเข้มข้นที่ต้องการ

ภาพที่1: แผนผังการทำงานของ Single-effect Falling film evaporator

ภาพที่2: แผนผังการทำงาน  Double effect – Falling film evaporator

Double-effect Falling film evaporator เป็นระบบการระเหยข้นแบบ 2 ขั้นตอนมีถังระเหย Evaporator และ ถังแยกไอ Separator 2 ชุด ซึ่งเป็นระบบการระเหยข้นที่ประหยัดพลังงาน และมีประสิทธิภาพมากกว่า single-effect  ในระบบ Double-effect falling film evaporator ใช้พลังงานความร้อนน้อยกว่า single-effect ถึง 2  เท่า หากมีการใช้งานมากยิ่งคุ้มค่ามาก เหมาะสมต่อการใช้งานในอุตสาหกรรมใหญ่ที่ต้องการระเหยข้นปริมาณมาก

 

หากท่านสนใจสินค้า Falling film evaporator ท่านสามารถ คลิก เพื่อไปอ่านรายละเอียดต่อได้