Tenkovrstvý výparník je typ výparníku, který se vyznačuje tím, že materiálová kapalina proudí podél stěny topné trubice filmovým-způsobem pro přenos tepla a odpařování. Mezi jeho přednosti patří vysoká účinnost přenosu tepla, rychlé odpařování a krátká doba zdržení materiálu, díky čemuž je zvláště vhodný pro odpařování látek citlivých na teplo-. Lze jej rozdělit na stoupací filmové odparky a klesající filmové odparky.
(1) Stoupající filmový výparník
Stoupací filmový výparník je konstruován tak, že kapalina vstupuje do topných trubek pro ohřev na principu sifonového čerpadla. Po průtoku do separátoru se kapalina a pára oddělí a kapalina proudí zpět do výparníku cirkulačním potrubím, kde vytváří uzavřenou-cirkulaci, známou také jako externí cirkulační výparník.
1.1 Stoupající filmová odparka: Kapalina suroviny vstupuje ze spodní části odparky a je hnána vzhůru podél trubek sekundární párou. Výparník s padajícím filmem: Kapalina suroviny vstupuje z horní části výparníku a gravitací proudí dolů podél stěny trubky.
1.2 „Film“ ve stoupajícím filmu a klesajícím filmu se týká optimálního filmového-toku kapaliny suroviny podél stěny topné trubky během provozu výparníku, kde je přenos tepla nejúčinnější. 1.3 Oblast použití: Vhodné pro odpařování látek s vysokou rychlostí odpařování, citlivostí na teplo, viskózními vlastnostmi a pěnivými vlastnostmi, ale není vhodné pro roztoky s vysokou viskozitou, krystaly s vysokou viskozitou.
(2) Výparník s padajícím filmem
2.1 Odpařování s klesajícím filmem zahrnuje přidávání napájecí kapaliny z horní trubkové skříně topné komory odpařovače se klesajícím filmem. Prostřednictvím zařízení pro distribuci kapaliny a vytváření filmu- je kapalina rovnoměrně distribuována do každé teplosměnné trubice. Vlivem gravitace, vakuové indukce a proudění vzduchu vytváří jednotný film, který proudí shora dolů. Během proudění se kapalina zahřívá a odpařuje topným médiem na straně pláště-. Vytvořená pára a kapalná fáze vstupují do separační komory výparníku společně. Po důkladném oddělení pára vstupuje do kondenzátoru ke kondenzaci (jedno-efektový provoz) nebo vstupuje do dalšího efektového výparníku jako topné médium, čímž je dosaženo více-činného provozu. Kapalná fáze se vypouští ze separační komory a odpadní voda se odpařuje a koncentruje.
2.2 Rozsah použití: Široce se používá při odpařování a koncentraci vody nebo roztoků organických rozpouštědel ve farmaceutickém, potravinářském, chemickém a lehkém průmyslu. Toto zařízení pracuje nepřetržitě ve vakuu a za nízkých-teplotních podmínek, vyznačuje se vysokou odpařovací kapacitou, úsporou energie a snížením spotřeby, nízkými provozními náklady a zajišťuje, že materiál zůstane během odpařování nezměněn.
2.3 Procesní tok: Procesní tok má čtyři formy: ko-proud (paralelní tok), protiproud, -proud, smíšený tok (cross{3}}tok) a paralelní tok.
Sou{0}}proud: Roztok a pára proudí stejným směrem, postupně od prvního účinku k poslednímu. Když roztok vstoupí do dalšího efektu z předchozího efektu, trochu vody problikne a vytvoří se větší množství sekundární páry. Protože koncentrace v pozdějším efektu je vyšší než v předchozím efektu a provozní teplota je nižší, je koeficient přestupu tepla prvního efektu často mnohem vyšší než u posledního efektu. Obecně vhodné pro zpracování materiálů citlivých na teplo-ve vysokých koncentracích.
Protiproud: Surovina je čerpána postupně od posledního efektu k předchozím efektům a hotová kapalina je vypouštěna z prvního efektu. Kapalina a pára proudí v opačných směrech. Obecně vhodné pro zpracování roztoků, jejichž viskozita se velmi mění s teplotou a koncentrací, ale není vhodné pro materiály citlivé na teplo. Vysoká-koncentrace slané vody naší společnosti s nulovým vypouštěním využívá proces proti-trojitého{7}}efektu.
Smíšený-tok: Spojuje výhody jak{1}}souběžných, tak proti{2}}proudých procesů, přičemž se vyhýbá jejich nevýhodám, ale jeho provoz je složitý a vyžaduje vysoký stupeň automatizace.
Horizontální-tok: Každý efekt přijímá přívod a vydává hotovou kapalinu a v každém efektu se vysrážejí krystaly. Krystaly lze rychle oddělit a to se obecně používá pro odpařování nasycených roztoků.
2.4 Princip klesajícího filmu: Materiál, který se má odpařovat, vstupuje z horní části odparky se klesajícím filmem přes podávací čerpadlo a proudí odpařovacími trubkami (strana trubek). Materiál je distribuován ve formě fólie uvnitř teplosměnných trubek pomocí rozdělovače fólie. Když materiál teče dolů dutinou trubky gravitací, je ohříván párou vně trubek, dosahuje vypařovací teploty a vypařuje se. Materiál spolu se sekundární párou stéká po trubkách jako tenký film. Sekundární pára je stlačována parním kompresorem a posílána na stranu pláště topné komory s padajícím filmem jako topná pára. Strana pláště topné komory s padajícím filmem má desky pro vedení sekundární páry, její kondenzaci a vypouštění nekondenzovatelných plynů. Během procesu se tepelná energie samotného výparníku přenáší z vnějšku trubek na materiál, který se odpařuje uvnitř. Po výměně tepla sekundární pára kondenzuje na vodu a je odváděna z odparky s klesajícím filmem.
2.5 Charakteristiky systémů odpařování padajícího filmu:
2.5.1 V odparce s klesajícím filmem se přiváděná kapalina přidává z horní části odparky a padá podél stěny trubky ve tvaru filmu působením gravitace. Během tohoto procesu se odpařuje a koncentruje, což má za následek koncentrovanou kapalinu na dně. Odpařovače s padajícím filmem mohou odpařovat materiály s vysokou koncentrací a vysokou viskozitou.
2.5.2 Protože roztok proudí ve tvaru filmu v jednoprůchodovém výparníku, je koeficient přenosu tepla vysoký.
2.5.3 Krátká doba zdržení snižuje riziko poškození materiálu, takže je vhodný pro zpracování materiálů citlivých na teplo-.
2.5.4 Nízká retence kapaliny umožňuje, aby odpařovač s klesajícím filmem fungoval rychle podle změn v dodávce energie, úrovni vakua, rychlosti podávání a koncentraci.
2.5.5 Protože procesní tekutina proudí pouze gravitací, místo aby byla poháněna teplotním rozdílem, lze použít odpařování s nízkým-rozdílem teplot.
2.5.6 Odpařovače s klesající vrstvou jsou vhodné pro odpařování a zahušťování pěnivých materiálů. Když se kapalina vypařuje filmovým-způsobem uvnitř ohřívací trubice, dosáhne se oddělení obou-kapalin. Současně je na dně výparníku většina kapaliny odváděna a pouze malá část kapaliny a veškerá sekundární pára vstupuje do separátoru pro zlepšení separace. Kapalina nevytváří během celého procesu příliš velký náraz, čímž se zabrání tvorbě pěny.