गिरती हुई फ़िल्म वाष्पीकरण यंत्र: डिज़ाइन, ऊर्जा और चयन मार्गदर्शिका

वाष्पीकरण एवं सांद्रण

गिरती हुई फिल्म वाष्पीकरण यंत्र: ऊष्मा-संवेदनशील द्रवों का सांद्रण करना, बिना उन्हें पकाए

ऊष्मा-संवेदनशील द्रवों का सांद्रण करना बिना उन्हें पकाए — कैसे काम करता है गिरती हुई फिल्म वाष्पीकरण, कब यह उठती हुई फिल्म या बल प्रवाहित वाष्पीकरण से श्रेष्ठ होता है, और कौन-से निर्णय आपकी उत्पाद गुणवत्ता और आपके भाप बिल को निर्धारित करते हैं

प्रत्येक सांद्रण परियोजना एक ही संघर्ष में फँस जाती है: जल को निकालने के लिए ऊष्मा की आवश्यकता होती है, और वह उत्पाद जिसे आप सुरक्षित रखना चाहते हैं, वही ऊष्मा से क्षतिग्रस्त होता है। एक फॉलिंग फिल्म इवैपोरेटर इस संघर्ष का समाधान करता है, जो किसी उबलते हुए बर्तन के विपरीत कार्य करता है। यह घंटों तक बड़ी मात्रा को तापमान पर रखने के बजाय, उत्पाद को इतनी पतली फिल्म में फैला देता है कि वह एकल पास में सांद्रित हो जाए, उत्पाद के सहनशील तापमान पर, और आवास समय केवल कुछ सेकंड का हो।

इस लेख में फॉलिंग फिल्म इवैपोरेटर क्या है, अन्य इवैपोरेटर प्रकारों के मुकाबले यह कहाँ फिट बैठता है, बहु-प्रभाव, तापीय और यांत्रिक वाष्प पुनर्संपीड़न कैसे ऊर्जा के चित्र को बदलते हैं, और किसी प्रणाली के निर्माण से पहले निपटाए जाने योग्य प्रश्नों पर चर्चा की गई है। यहाँ दिखाया गया संपूर्ण उपकरण हमारे स्वयं के निर्माणों से है।

चल रही इकाई पर फिल्माया गया: उपकरणित बर्तन का शीर्ष, दृश्य ग्लास के माध्यम से स्तर और प्रवाह, तथा प्राप्ति टैंक में उत्पाद का निर्वहन।

वीडियो फ़ाइल: https://sc02.alicdn.com/kf/H74328f887453403b9092073e11cffb4fj.mp4

गिरती हुई फ़िल्म वाष्पीकरण को क्या अलग बनाता है

उत्पाद को एक ऊर्ध्वाधर ट्यूब बंडल के शीर्ष पर पंप किया जाता है और इसे इस प्रकार वितरित किया जाता है कि वह प्रत्येक ट्यूब की आंतरिक दीवार पर एक पतली, निरंतर फ़िल्म के रूप में नीचे की ओर बहे। गर्म करने वाला माध्यम — भाप, गर्म पानी या पुनः संपीड़ित वाष्प — शेल साइड पर प्रवाहित होता है। चूँकि उत्पाद एक फ़िल्म है, न कि एक भरा हुआ स्तंभ, इसलिए उसके द्वारा उत्पन्न वाष्प उसके साथ-साथ नीचे की ओर यात्रा कर सकती है, बजाय इसके कि वह तरल के माध्यम से ऊपर की ओर बलपूर्वक जाए, और पूरे द्रव्यमान को वाष्पीकरण शुरू होने से पहले क्वथनांक तक पहुँचने की आवश्यकता नहीं होती है।

• छोटा निवास समय। उत्पाद गर्म करने वाले क्षेत्र में कुछ सेकंड तक रहता है, घंटों के बजाय, इसलिए रंग, सुगंध और ऊष्मा-संवेदनशील सक्रिय पदार्थ उन परिस्थितियों में बचे रहते हैं जो उन्हें कैटल में नष्ट कर देतीं।
• कम तापमान पर संचालन। निर्वात के तहत प्रभाव को बनाए रखने से क्वथनांक कम हो जाता है, इसलिए सांद्रण उत्पाद के लिए चुने गए तापमान पर होता है, वातावरण के लिए नहीं।
• Ek chhota tapman antar hi kaafi hai. Girti film ek samanya prerak tapman antar ke saath kaam karti hai, jismein garam karne wala madhyam aur upaj ke beech mein antar hota hai—jo ki bahut-prabhavshali bahut-prabhavshali aur vapour pun: sampressan vyavasthaon ko vyavaharik banata hai.
• Kam drav rakhdhan. Ek chhota bhandar ka matlab teji se shuruat aur bandi, parivartan ke samay pranali mein fas gaye kam upaj, aur sanyantrit sthal par rukne ke samay kam samay.
• Ek bhari hui bundle ke tulna mein jhag ke saath aur madhyam shottikta wale aaharon ke liye behtar vyavhaar, kyunki film ghoomti nahi hai.

Jahan girti film fit hoti hai, aur jahan nahi

Girti film har kaarya ke liye sahi uttar nahi hai. vyavahar mein mahatvapurna antar yeh hain ki upaj garam karne wale kshetra ke andar kaise chalti hai, aur yeh nivas samay aur gandagi ke jokhim par kya prabhav dalta hai.

ऊर्जा संबंधी प्रश्न: बहु-प्रभाव, टीवीआर या एमवीआर

वाष्पीकरण एक सांद्रण संयंत्र की अधिकांश संचालन लागत का स्थान है, और आपके द्वारा चुनी गई व्यवस्था मुख्य रूप से उपयोगिता संबंधी प्रश्न है, न कि यांत्रिक प्रश्न

बहु-प्रभाव

एक बहु-प्रभाव वाष्पीकरण यंत्र बर्तनों को इस प्रकार जोड़ता है कि एक प्रभाव में उबलकर निकलने वाली वाष्प अगले प्रभाव के लिए गर्म करने वाले माध्यम के रूप में काम करती है। प्रत्येक अतिरिक्त प्रभाव, वाष्प का पुनः उपयोग करता है जिसे अन्यथा संघनित करना पड़ता। इसलिए, प्रति किलोग्राम वाष्पीकृत जल के लिए आवश्यक भाप की मात्रा प्रभावों की संख्या बढ़ने के साथ घटती जाती है। समझौता निवेश लागत, स्थान की आवश्यकता और नियंत्रण की जटिलता के रूप में होता है—इसी कारण आर्थिक रूप से उचित प्रभावों की संख्या ऊर्जा की कीमतों और संयंत्र के संचालन की अपेक्षित अवधि पर निर्भर करती है।

तापीय वाष्प पुनर्संपीड़न (टीवीआर)

एक भाप जेट बूस्टर वाष्प का कुछ हिस्सा लेकर गतिशील भाप के साथ उसे पुनः संपीड़ित करता है, जिससे उसका दाब और तापमान इतना बढ़ जाता है कि उसे गर्म करने वाले माध्यम के रूप में पुनः उपयोग किया जा सके। यह बिना किसी विद्युत भार के भाप की खपत कम करने का एक संक्षिप्त तरीका है, और यह विकल्प आमतौर पर तब विचार किया जाता है जब स्थल पर पहले से ही मध्य-दाब भाप उपलब्ध हो।

यांत्रिक वाष्प पुनर्संपीड़न (एमवीआर)

एमवीआर प्रणाली वैपर को एक पंखा या कंप्रेसर के साथ संपीड़ित करती है और इसे प्राथमिक ऊष्मा स्रोत के रूप में तापन वाली ओर वापस भेज देती है। इसके बाद संयंत्र मुख्य रूप से भाप के बजाय बिजली पर चलता है, जो उन स्थानों पर आकर्षक है जहाँ भाप महँगी है, अउपलब्ध नहीं है या नियमित है, और जहाँ बिजली का टैरिफ अनुकूल है। एमवीआर के द्वारा एक पारंपरिक ट्रेन के अधिकांश कंडेनसर कार्य और शीतलन जल की मांग भी समाप्त कर दी जाती है — यह उन स्थलों के लिए निर्णायक बिंदु है जहाँ शीतलन क्षमता सीमित है या निर्वहन प्रतिबंध हैं।

कोई सार्वभौमिक रूप से सर्वश्रेष्ठ उत्तर नहीं है। सही व्यवस्था आपके उपयोगिता मूल्यों, आपके फीड की स्थिरता और आपको वास्तव में जितना टर्नडाउन चाहिए, उसके अनुसार निर्धारित होती है। एक ऐसी प्रणाली का निर्दिष्टीकरण करना, जो किसी उपयोगिता के आसपास किया गया हो और जो बाद में दुर्लभ या महँगी हो जाए, वाष्पीकरण परियोजनाओं में सबसे आम गलती है — और यह निर्दिष्टीकरण के पहले पृष्ठ पर निर्णीत किया जाता है, न कि चालू करने के दौरान।

प्रणाली के अंदर: वे मॉड्यूल जो प्रदर्शन का निर्धारण करते हैं

चित्र 1. अपने स्किड पर स्थित गिरती हुई फिल्म वाष्पीकरण ट्रेन: ऊर्ध्वाधर वाष्पीकरण स्तंभ, सेवा एवं पृथक्करण पात्र, तथा स्वच्छता-अनुकूल नलिकाएँ जो चरणों को आपस में जोड़ती हैं।

गिरती हुई फिल्म ट्रेन केवल एक गरम किया गया स्तंभ नहीं है। ये वे भाग हैं जो यह निर्धारित करते हैं कि जब आपूर्ति में परिवर्तन आए, तो यह डिज़ाइन के अनुसार कार्य करता है या नहीं।

• कैलैंड्रिया – नलिका बंडल और शेल। नलिका का व्यास, लंबाई और सतह की स्थिति ऊष्मा स्थानांतरण क्षेत्रफल तथा दाब पात को निर्धारित करती है, जबकि शेल की ओर की व्यवस्था आपके द्वारा चुने गए तापन माध्यम के अनुसार की गई होती है।
• आपूर्ति वितरण प्रणाली। गिरती हुई फिल्म डिज़ाइन का सबसे महत्वपूर्ण घटक: असमान वितरक कुछ नलिकाओं को अपर्याप्त आपूर्ति प्रदान करता है, और अपर्याप्त आपूर्ति वाली नलिका पर जमाव (स्केलिंग) हो जाती है।
• वाष्प-द्रव पृथक्करण पात्र, जिसका आकार इस प्रकार निर्धारित किया गया है कि वाष्प के साथ उत्पाद का वाहन न हो।
• संघनक, निर्वात प्रणाली और संघनित द्रव का निपटान, जो अंतिम प्रभाव के संचालन दाब के अनुरूप हों।
• स्वच्छता-अनुकूल संयोजनों वाले संचरण एवं स्थानांतरण पंप, तथा वे नलिकाएँ जो चरणों के बीच फिल्म को स्थिर रखती हैं।
• उपकरण: प्रत्येक प्रभाव पर तापमान और दबाव, बर्तनों और पृथक्कारकों पर स्तर नियंत्रण, प्रवाह संकेतन और दृश्य कांच, और - खाद्य और फार्मास्यूटिकल कार्यों के लिए - ऑन-लाइन सांद्रता माप।
• सफाई की सुविधा: ड्रेन करने योग्य व्यवस्था, स्वच्छता संगत वेल्ड, ट्राई-क्लैंप कनेक्शन और सीआईपी मार्ग जिसका आकार इतना है कि सफाई कम समय में पूरी हो जाए और उसकी पुष्टि की जा सके, न कि अनुमान लगाया जाए।

चित्र २। पृथक्कारक बर्तनों पर दृश्य कांच और दाब गेज के साथ बर्तन का शीर्ष; दो-हाउसिंग फिल्ट्रेशन मॉड्यूल अग्रभाग में स्थित है।

चित्र ३। ड्राइव छोर से वही ट्रेन: कॉलम शीर्ष पर ऊष्मा विनिमयक, उत्पाद पंप और स्किड पर संग्रह बर्तन।

उत्पाद गुणवत्ता निर्धारित करने वाले नियंत्रण बिंदु

• अधिकतम उत्पाद तापमान — यह आपके उत्पाद द्वारा निर्धारित किया जाता है, मशीन द्वारा नहीं। निर्वात स्तर यह निर्धारित करने का माध्यम है, और यह नीचे की ओर उपलब्ध प्रत्येक तापमान अंतर को सीमित करता है।
• निवास समय — एकल-पास डिज़ाइन इसे छोटा रखती है; प्रत्येक पुनर्चक्रण लूप तापमान पर समय जोड़ता है।
• प्रति पास सांद्रता – उच्च अनुपात ऊर्जा बचाता है, लेकिन निकास श्यानता बढ़ा देता है और ट्यूब की दीवार पर शुष्क स्थानों के बनने का खतरा बढ़ा देता है।
• पोषण स्थिरता – वाष्पीकरण एक स्थायी-अवस्था प्रक्रिया है। यदि पोषण में ठोस पदार्थों या प्रवाह में उतार-चढ़ाव होता है, तो आपकी निकास सांद्रता भी उसी के साथ उतार-चढ़ाव दिखाएगी।
• दूषण सीमा – जो सतह क्षेत्रफल आप खरीदते हैं, उसे सीआईपी चक्रों के बीच चलाने के लिए आकारित किया जाना चाहिए, पहले दिन कुशल दिखने के लिए नहीं।

जहाँ गिरती हुई फिल्म वाष्पीकरणकर्ताओं का उपयोग किया जाता है

• फल और सब्जी के रस की सांद्रता, जहाँ रंग और सुगंध बिक्री का मुख्य आकर्षण है
• डेयरी और व्हे प्रसंस्करण
• चीनी, ग्लूकोज शर्बत और स्टार्च हाइड्रोलाइजेट्स
• ग्लिसरीन और पॉलिओल्स
• पौधे और जड़ी-बूटियों के अर्क
• रासायनिक मध्यवर्ती पदार्थ और प्रक्रिया धाराएँ
• फार्मास्यूटिकल और जैविक प्रक्रिया द्रव
• शून्य-द्रव-निष्कर्षण कार्यों के लिए खाद्य उद्योग के अपशिष्ट जल और निकासी सांद्रण

एक प्रणाली का चयन: डिज़ाइन को निर्धारित करने वाले प्रश्न

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: गिरती हुई फ़िल्म और उठती हुई फ़िल्म वाष्पीकारक के बीच क्या अंतर है?

ऊपर की ओर बढ़ती हुई फिल्म इकाई में द्रव और वाष्प एक साथ ऊपर की ओर यात्रा करते हैं, इसलिए वाष्प को द्रव स्तंभ के माध्यम से धकेलना पड़ता है। गिरती हुई फिल्म इकाई में उत्पाद नली के अंदरूनी हिस्से पर एक पतली फिल्म के रूप में नीचे की ओर बहता है, जिससे निवास समय कम हो जाता है, आवश्यक तापमान अंतर कम हो जाता है और अधिक श्यानता को सहन किया जा सकता है।

प्रश्न: क्या गिरती हुई फिल्म वाष्पीकरण इकाई एक श्यान उत्पाद को संभाल सकती है?

एक सीमा तक हाँ। जैसे-जैसे श्यानता बढ़ती है, फिल्म को निरंतर बनाए रखना कठिन हो जाता है और शुष्क स्थानों के बनने का खतरा बढ़ जाता है। उस सीमा के बाद सामान्य उत्तर होता है कि गिरती हुई फिल्म के बाद एक बल प्रवाह चरण (फोर्स्ड-सर्कुलेशन स्टेज) जोड़ा जाए, बजाय खराब गीला होने वाली फिल्म को स्वीकार करने के।

प्रश्न: उत्पादन अभियान के दौरान क्षमता कम क्यों हो जाती है?

लगभग हमेशा ट्रेन के कहीं न कहीं फूलिंग के कारण, और अक्सर यह उत्पाद के बजाय फीड वितरण से शुरू होता है। यदि वितरक प्रत्येक नली को समान रूप से फीड नहीं कर रहा है, तो कम फीड वाली नलियाँ पहले फूलिंग का शिकार होती हैं और सतह क्षेत्रफल में कमी के कारण क्षमता कम हो जाती है।

प्रश्न: क्या एमवीआर (MVR) का संचालन हमेशा सस्ता होता है?

नहीं। एमवीआर भाप की लागत को बिजली पर स्थानांतरित करता है, इसलिए यह उन स्थानों पर लाभदायक होता है जहाँ भाप महँगी है या उपलब्ध नहीं है और बिजली का दर अनुकूल है। इसमें संपीड़क की पूंजी लागत और रखरखाव भी शामिल है। तुलना डिज़ाइन चरण में, आपके वास्तविक उपयोगिता दरों के साथ की जानी चाहिए।

प्रश्न: मुझे कितना निर्वात स्तर आवश्यक है?

यह आपके उत्पाद द्वारा सहन की जा सकने वाले अधिकतम तापमान से निर्धारित होता है, कोई मानक आंकड़ा नहीं। एक बार जब तापमान सीमा ज्ञात हो जाती है, तो निर्वात स्तर आपके द्वारा प्राप्त की जा रही सांद्रता पर आपके द्रव के क्वथनांक द्वारा निर्धारित किया जाता है।

प्रश्न: क्या एक इकाई कई अलग-अलग उत्पादों को सांद्रित कर सकती है?

हाँ, जब इसे उसी के लिए डिज़ाइन किया गया हो: ड्रेन करने योग्य व्यवस्था, प्रभावी सीआईपी और रेसिपी-आधारित नियंत्रण इसकी सक्षम करने वाली विशेषताएँ हैं। उस स्थिति में आप जो खरीद रहे हैं, वह एकल निश्चित कार्य के बजाय परिवर्तन की गति और पुनरावृत्ति योग्यता है।

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