การประยุกต์ใช้เครื่องกลั่นแบบเส้นทางสั้นแบบฟิล์มเช็ด

I. บทนำ
เทคโนโลยีการแยกสารเป็นหนึ่งในสามเทคโนโลยีการผลิตสารเคมีที่สำคัญ กระบวนการแยกสารมีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพ ประสิทธิภาพ การบริโภค และประโยชน์ของผลิตภัณฑ์ เครื่องกลั่นแบบระยะสั้นแบบกวนด้วยกลไก TFE เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการแยกสารโดยอาศัยการระเหยของสาร อุปกรณ์นี้มีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง อุณหภูมิการระเหยต่ำ ระยะเวลาคงตัวของสารสั้น ประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูง และความเข้มข้นของการระเหยสูง มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี สารเคมีละเอียด สารเคมีทางการเกษตร อาหาร ยา และวิศวกรรมชีวเคมี เพื่อดำเนินกระบวนการระเหย การทำให้เข้มข้น การกำจัดตัวทำละลาย การทำบริสุทธิ์ การสกัดด้วยไอน้ำ การกำจัดก๊าซ การกำจัดกลิ่น และอื่นๆ

เครื่องกลั่นแบบ Short Path Distillation เป็นเครื่องระเหยแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพ ซึ่งสามารถระเหยฟิล์มที่ตกลงมาภายใต้สภาวะสุญญากาศ ซึ่งฟิล์มจะถูกสร้างโดยเครื่องพ่นฟิล์มแบบหมุน มีอัตราการไหลสูง ประสิทธิภาพการถ่ายเทความร้อนสูง และเวลาคงตัวสั้น (ประมาณ 5-15 วินาที) เครื่องนี้ยังมีค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนสูง ความแข็งแรงในการระเหยสูง ระยะเวลาการไหลสั้น และความยืดหยุ่นในการใช้งานสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการทำให้วัสดุไวต่อความร้อน วัสดุที่มีความหนืดสูง และวัสดุที่มีผลึกและอนุภาคได้ง่ายมีความเข้มข้นโดยการระเหย ไล่ก๊าซ กำจัดตัวทำละลาย กลั่น และการทำให้บริสุทธิ์ ประกอบด้วยกระบอกสูบหนึ่งกระบอกหรือมากกว่าพร้อมปลอกหุ้มสำหรับให้ความร้อน และตัวพ่นฟิล์มหมุนอยู่ภายในกระบอกสูบ ตัวพ่นฟิล์มจะขูดวัสดุป้อนเข้าอย่างต่อเนื่องให้เป็นฟิล์มของเหลวที่สม่ำเสมอบนพื้นผิวทำความร้อน และดันลงด้านล่าง ในระหว่างนั้น ส่วนประกอบที่มีจุดเดือดต่ำจะระเหยและสารตกค้างจะถูกระบายออกจากด้านล่างของเครื่องระเหย

II. ลักษณะการทำงาน
• แรงดันสูญญากาศต่ำ:
เมื่อก๊าซที่กลายเป็นไอของสารถ่ายเทจากพื้นผิวทำความร้อนไปยังคอนเดนเซอร์ภายนอก จะเกิดแรงดันต่าง ๆ ขึ้น ในเครื่องระเหยทั่วไป แรงดันตกคร่อม (Δp) มักจะค่อนข้างสูง บางครั้งถึงระดับที่ยอมรับไม่ได้ ในทางตรงกันข้าม เครื่องกลั่นแบบ Short Path Distillation Machine มีพื้นที่ว่างของก๊าซที่ใหญ่กว่า ซึ่งความดันเกือบจะเท่ากับแรงดันในคอนเดนเซอร์ ดังนั้นจึงมีแรงดันตกคร่อมเล็กน้อย และระดับสุญญากาศอาจอยู่ที่ ≤1Pa
• อุณหภูมิการทำงานต่ำ:
ด้วยคุณสมบัติข้างต้น กระบวนการระเหยจึงสามารถดำเนินการได้ที่อุณหภูมิสุญญากาศสูง เมื่อระดับสุญญากาศเพิ่มขึ้น จุดเดือดของวัสดุจะลดลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงสามารถดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำกว่า และลดการสลายตัวทางความร้อนของผลิตภัณฑ์ได้
• เวลาในการทำความร้อนสั้น:
ด้วยโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์ของเครื่องกลั่นแบบ Short Path Distillation Machine และการทำงานของปั๊มของตัวติดฟิล์ม ทำให้ระยะเวลาที่วัสดุคงอยู่ในเครื่องระเหยสั้นลง นอกจากนี้ ความปั่นป่วนอย่างรวดเร็วของฟิล์มในเครื่องระเหยความร้อนยังทำให้ผลิตภัณฑ์ไม่สามารถคงอยู่บนพื้นผิวของเครื่องระเหยได้ จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการระเหยวัสดุที่ไวต่อความร้อน

• ความเข้มข้นของการระเหยสูง:
การลดจุดเดือดของวัสดุจะเพิ่มความแตกต่างของอุณหภูมิของตัวกลางที่ให้ความร้อน หน้าที่ของตัวติดฟิล์มจะช่วยลดความหนาของฟิล์มของเหลวในสภาวะปั่นป่วนและลดความต้านทานความร้อน ขณะเดียวกัน กระบวนการนี้ยังช่วยยับยั้งการจับตัวเป็นก้อนและการเกาะตัวของวัสดุบนพื้นผิวทำความร้อน และยังมีการแลกเปลี่ยนความร้อนที่ดี ส่งผลให้ค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายเทความร้อนโดยรวมของเครื่องระเหยเพิ่มขึ้น

• ความยืดหยุ่นในการทำงานสูง:
เนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นเอกลักษณ์ ฟิล์มขูดระเหยจึงเหมาะสำหรับการบำบัดวัสดุที่ไวต่อความร้อนซึ่งต้องการการระเหยที่ราบรื่นและสม่ำเสมอ และวัสดุที่มีความหนืดสูงซึ่งความหนืดจะเพิ่มขึ้นอย่างมากเมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น เนื่องจากกระบวนการระเหยมีความราบรื่นและสม่ำเสมอ

เหมาะสำหรับการระเหยและกลั่นวัสดุที่มีอนุภาคหรือในกรณีของการตกผลึก การเกิดพอลิเมอไรเซชัน และการฟาวล์

III. พื้นที่การใช้งาน
เครื่องระเหยฟิล์มแบบขูดถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในโครงการแลกเปลี่ยนความร้อน ช่วยในการแลกเปลี่ยนความร้อนของวัสดุที่ไวต่อความร้อน (ระยะเวลาสั้น) โดยเฉพาะ และสามารถกลั่นผลิตภัณฑ์ที่มีความซับซ้อนด้วยฟังก์ชันที่หลากหลาย
เครื่องระเหยฟิล์มแบบขูดถูกนำมาใช้ในการทำให้เข้มข้นโดยการระเหย การกำจัดตัวทำละลาย การลอกไอน้ำ การทำปฏิกิริยา การกำจัดก๊าซ การขจัดกลิ่น (การเติมอากาศ) ฯลฯ ในพื้นที่ต่อไปนี้ และได้ผลลัพธ์ที่ดี:

ยาแผนจีนและยาแผนตะวันตก: ยาปฏิชีวนะ น้ำตาลอ้อย ยาพิษสายฟ้า ยาสมุนไพรอัสตราการัสและสมุนไพรอื่นๆ เมทิลอิมิดาโซล ไนไตรล์เอมีนเดี่ยวและสารตัวกลางอื่นๆ

อาหารอุตสาหกรรมเบา: น้ำผลไม้ น้ำเกรวี เม็ดสี สารสกัด น้ำหอม ไซมิน กรดแลคติก ไซโลส แป้งน้ำตาล โพแทสเซียมซอร์เบต ฯลฯ

น้ำมันและสารเคมีในชีวิตประจำวัน: เลซิติน, VE, น้ำมันตับปลาค็อด, กรดโอเลอิก, กลีเซอรอล, กรดไขมัน, น้ำมันหล่อลื่นเสีย, อัลคิลโพลีไกลโคไซด์, แอลกอฮอล์อีเธอร์ซัลเฟต ฯลฯ

เรซินสังเคราะห์: เรซินโพลีเอไมด์ เรซินอีพอกซี พาราฟอร์มาลดีไฮด์ PPS (โพลีโพรพีลีนเซบาเคตเอสเทอร์) PBT ฟอร์มิกแอซิดอัลลิลเอสเทอร์ ฯลฯ

เส้นใยสังเคราะห์: PTA, DMT, คาร์บอนไฟเบอร์, โพลีเตตระไฮโดรฟิวแรน, โพลีเอเธอร์โพลีออล ฯลฯ

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

สารกำจัดศัตรูพืชทางชีวภาพ: อะซีโตคลอร์, เมโทลาคลอร์, คลอร์ไพริฟอส, ฟูรานฟีนอล, โคลมาโซน, สารกำจัดแมลง, สารกำจัดวัชพืช, สารกำจัดไร ฯลฯ

น้ำเสีย: น้ำเสียเกลืออนินทรีย์