การประยุกต์ใช้เครื่องกลั่นเส้นทางสั้นฟิล์มเช็ด

I. บทนำ
เทคโนโลยีการแยกเป็นหนึ่งในสามเทคโนโลยีการผลิตสารเคมีที่สำคัญ กระบวนการแยกส่งผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพผลิตภัณฑ์ ประสิทธิภาพ การบริโภค และคุณประโยชน์ เครื่องกลั่นแบบสั้นที่ปั่นด้วยกลไก TFE เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการแยกสารผ่านความผันผวนของวัสดุ อุปกรณ์นี้มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง อุณหภูมิการระเหยต่ำ ระยะเวลาการคงตัวของวัสดุสั้น ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูง และความเข้มข้นของการระเหยสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี สารเคมีชั้นดี เคมีเกษตร อาหาร ยา และวิศวกรรมชีวเคมี เพื่อดำเนินกระบวนการระเหย ความเข้มข้น การกำจัดตัวทำละลาย การทำให้บริสุทธิ์ การแยกไอน้ำ การกำจัดก๊าซ การกำจัดกลิ่น ฯลฯ

การกลั่นแบบเส้นทางสั้นเป็นเครื่องระเหยแบบใหม่และมีประสิทธิภาพซึ่งสามารถดำเนินการระเหยฟิล์มตกภายใต้สภาวะสุญญากาศ ซึ่งฟิล์มถูกบังคับให้ทำโดยเครื่องพ่นฟิล์มแบบหมุน และมีความเร็วการไหลสูง ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูง และเวลาพักสั้น (ประมาณ 5-15 วินาที) นอกจากนี้ยังมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง ความแข็งแรงในการระเหยสูง ระยะเวลาการไหลสั้น และความยืดหยุ่นในการทำงานสูง ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับความเข้มข้นโดยการระเหย การกำจัดก๊าซ การกำจัดตัวทำละลาย การกลั่นและการทำให้บริสุทธิ์ของวัสดุที่ไวต่อความร้อน วัสดุที่มีความหนืดสูงและง่าย คริสตัลและวัสดุที่มีอนุภาค ประกอบด้วยกระบอกสูบหนึ่งกระบอกขึ้นไปพร้อมแจ็คเก็ตเพื่อให้ความร้อนและอุปกรณ์ติดฟิล์มที่หมุนอยู่ในกระบอกสูบ เครื่องติดฟิล์มจะขูดวัสดุป้อนอย่างต่อเนื่องให้เป็นฟิล์มของเหลวที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวทำความร้อนและดันลงด้านล่าง ในระหว่างนี้ส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำจะระเหยและสารตกค้างจะถูกระบายออกจากด้านล่างของเครื่องระเหย

ครั้งที่สอง ลักษณะการทำงาน
•แรงดันสุญญากาศตกต่ำ:
เมื่อก๊าซไอของวัสดุถ่ายโอนจากพื้นผิวทำความร้อนไปยังคอนเดนเซอร์ภายนอก จะมีแรงดันแตกต่างอยู่ ในเครื่องระเหยทั่วไป แรงดันตกคร่อม (Δp) มักจะค่อนข้างสูง ซึ่งบางครั้งก็อยู่ในระดับที่ยอมรับไม่ได้ ในทางตรงกันข้าม เครื่องกลั่นแบบ Short Path มีพื้นที่ก๊าซมากกว่า ซึ่งมีความดันเกือบเท่ากับแรงดันในคอนเดนเซอร์ ดังนั้นจึงมีแรงดันตกเล็กน้อยและระดับสุญญากาศสามารถอยู่ที่ ≤1Pa
• อุณหภูมิในการทำงานต่ำ:
ด้วยคุณสมบัติข้างต้น กระบวนการระเหยจึงสามารถดำเนินการได้ในระดับสุญญากาศที่สูง เนื่องจากระดับสุญญากาศเพิ่มขึ้น จุดเดือดของวัสดุจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงสามารถดำเนินการได้ที่อุณหภูมิต่ำลงและการสลายตัวทางความร้อนของผลิตภัณฑ์จึงลดลง
• ระยะเวลาทำความร้อนสั้น:
เนื่องจากโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของเครื่องกลั่นแบบ Short Path และการปั๊มของเครื่องพ่นฟิล์ม ทำให้ระยะเวลาการคงอยู่ของวัสดุในเครื่องระเหยสั้น นอกจากนี้ความปั่นป่วนอย่างรวดเร็วของฟิล์มในเครื่องระเหยความร้อนทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่สามารถอยู่บนพื้นผิวเครื่องระเหยได้ ดังนั้นจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการระเหยของวัสดุที่ไวต่อความร้อน

• ความเข้มข้นของการระเหยสูง:
การลดลงของจุดเดือดของวัสดุจะเพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิของตัวกลางที่ให้ความร้อน ฟังก์ชั่นของ applicator ฟิล์มจะลดความหนาของฟิล์มของเหลวในสภาวะปั่นป่วนและลดความต้านทานความร้อน ในขณะเดียวกัน กระบวนการนี้จะยับยั้งการแข็งตัวและการเปรอะเปื้อนของวัสดุบนพื้นผิวที่ให้ความร้อน และมาพร้อมกับการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดี ซึ่งจะเป็นการเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมของเครื่องระเหย

• ความยืดหยุ่นในการดำเนินงานสูง:
เนื่องจากคุณสมบัติเฉพาะตัว เครื่องระเหยฟิล์มแบบขูดจึงเหมาะสำหรับการบำบัดวัสดุที่ไวต่อความร้อนซึ่งต้องการการระเหยที่ราบรื่นและสม่ำเสมอ และวัสดุที่มีความหนืดสูงซึ่งความหนืดจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากกระบวนการระเหยจะราบรื่นและมั่นคง

นอกจากนี้ยังเหมาะสำหรับการระเหยและการกลั่นวัสดุที่มีอนุภาคหรือในกรณีของการตกผลึก การเกิดปฏิกิริยาโพลีเมอร์ และการเปรอะเปื้อน

III. พื้นที่ใช้งาน
เครื่องระเหยฟิล์มมีดโกนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในโครงการแลกเปลี่ยนความร้อน ช่วยแลกเปลี่ยนความร้อนของวัสดุที่ไวต่อความร้อน (เวลาสั้น) โดยเฉพาะ และสามารถกลั่นผลิตภัณฑ์ที่ซับซ้อนด้วยฟังก์ชันต่างๆ ของมัน
เครื่องระเหยฟิล์มแบบขูดถูกนำมาใช้เพื่อให้ความเข้มข้นโดยการระเหย การกำจัดตัวทำละลาย การแยกไอน้ำ การทำปฏิกิริยา การกำจัดก๊าซ การกำจัดกลิ่น (การเติมอากาศ) ฯลฯ ในพื้นที่ต่อไปนี้ และได้ผลลัพธ์ที่ดี:

ยาจีนโบราณและยาตะวันตก: ยาปฏิชีวนะ สุราน้ำตาล เถาวัลย์ฟ้าร้อง ตาตุ่ม และสมุนไพรอื่น ๆ เมทิลลิมิดาโซล เอมีนไนไตรล์เดี่ยว และตัวกลางอื่น ๆ

อาหารอุตสาหกรรมเบา: น้ำผลไม้ น้ำเกรวี่ เม็ดสี สาระสำคัญ น้ำหอม ไซมิน กรดแลคติค ไซโลส น้ำตาลแป้ง โพแทสเซียมซอร์เบต ฯลฯ

น้ำมันและสารเคมีรายวัน: เลซิติน, VE, น้ำมันตับปลา, กรดโอเลอิก, กลีเซอรอล, กรดไขมัน, น้ำมันหล่อลื่นเสีย, อัลคิลโพลีไกลโคไซด์, แอลกอฮอล์อีเทอร์ซัลเฟต ฯลฯ

เรซินสังเคราะห์: เรซินโพลีเอไมด์, อีพอกซีเรซิน, พาราฟอร์มัลดีไฮด์, PPS (โพลีโพรพีลีนซีบาเคตเอสเทอร์), PBT, กรดฟอร์มิกอัลลิลเอสเทอร์ ฯลฯ

เส้นใยสังเคราะห์: PTA, DMT, คาร์บอนไฟเบอร์, polytetrahydrofuran, polyether polyols ฯลฯ

ปิโตรเคมี: TDI, MDI, ไตรเมทิลไฮโดรควิโนน, ไตรเมทิลอลโพรเพน, โซเดียมไฮดรอกไซด์ ฯลฯ

สารกำจัดศัตรูพืชทางชีวภาพ: อะซิโตคลอร์, เมโทลาคลอร์, คลอร์ไพริฟอส, ฟูแรนฟีนอล, โคลมาโซน, ยาฆ่าแมลง, สารกำจัดวัชพืช, ยาฆ่าแมลง ฯลฯ

น้ำเสีย: น้ำเสียจากเกลืออนินทรีย์