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升膜蒸发器（Rising Film Evaporator）是一种高效的蒸发设备，广泛应用于食品、制药、化工等行业中的浓缩和提纯过程。它通过利用蒸汽泡的升力，使液体和蒸汽并流向上运动，从而实现高效的蒸发效果。升膜式蒸发器主要由蒸发室(或称分离器)、加热器及循环管道、止逆阀、水力喷射器（或冷凝器）、冷凝水罐（水箱），离心出料泵，水泵及操作台等所组成。它是自然循环蒸发器的一种。升膜蒸发器见下原理图：
一、基本结构或组成
加热器：加热器由钢制圆柱形外壳、加热管、上下管板、上下集箱以及上下器盖等组成。壳程通入加热介质（如蒸汽），管程与待蒸发的液体接触。上集箱收集加热后的蒸汽和部分液体。下集箱分配加热介质，确保均匀加热。上集箱与蒸发室连接，下集箱与外循环管连接，结构简单。进料口位于加热室的底部或侧面，用于引入待蒸发的液体。布料装置确保液体均匀分布在加热管的内表面上。
蒸发室：蒸发室(分离器)是由锥形底、集沫器与筒体组成的密闭容器，在筒体上装有灯孔、视孔、温度计、破真空放气装置、排气管、进料管、排液管等。分离器用于分离二次蒸汽和浓缩液。排气管排出蒸发过程中产生的蒸汽。排液管排出浓缩后的液体。进料管与加热器的上集箱连接，排液管与外循环管连接，排气管经止逆阀与冷凝器（或水力喷射器）连接。加热管一般用直径为30~50mm的管子，其长径比为100~300，一般长管式的管长为6~8m，短管式的3~4m。长管式加热器结构比较复杂，壳体应考虑热应力对结构的影响，需采用浮头管板或在加热器壳体上加膨胀节。有时可采用套管办法来缩短管长。
二、工作原理
升膜式蒸发器又称爬升膜蒸发器，它依据虹吸泵原理操作，根据在沸腾过程中产生的蒸汽气泡的升力，液体和蒸汽并流向上流动，同时，产生的蒸汽量增加，从而在管壁上产生流动的膜，即液体向上“爬”。并流向上运动有助于在液体中产生高度的湍流。料液由加热管底部进入，加热蒸汽在管外将热量传给管内料液。管内料液的加热与蒸发分三分：①最底部——管内完全充满料液，热量主要依靠对流传递；②中间部——开始产生蒸汽泡，使料液产生上升力；③最高部——由于膨胀的二次蒸汽而产生强的上升力，料液呈薄膜状在管内上行，在管顶部呈喷雾状，以较高速度进入汽液分离器，在离心力作用下与二次蒸汽分离，二次蒸汽从分离器顶部排出。浓缩液一部分通过下导管到底部再加热蒸发，达到浓度的浓缩液从分离器底部放出。升膜式蒸发器一般为单流型，即进料经一次浓缩就可达到成品浓度而排出。
三、工作流程描述
进料：待蒸发的液体通过进料口进入加热室的下集箱，然后均匀分布在加热管的内表面上。
加热：加热介质（通常是蒸汽）从下集箱进入加热管，与管壁接触，将热量传递给管内的液体。液体受热后开始蒸发，形成蒸汽泡。
升膜形成：由于蒸汽泡的升力作用，液体和蒸汽并流向上运动，形成薄膜状的液膜。这种并流运动增加了液体与加热面的接触面积，提高了传热效率。
分离：液体和蒸汽进入分离室后，由于速度和密度的差异，蒸汽和浓缩液被分离。二次蒸汽通过二次蒸汽出口排出，浓缩液通过浓缩液出口排出。
四、特点
升膜式蒸发器管内的静液面较低，因而由静压头而产生的沸点升高很小；蒸发时间短，仅几秒到10余秒，适用于热敏性溶液的浓缩；高速的二次蒸汽(常压时为20~30m/s，减压时80~200m/s) 具有良好的破沫作用，故尤其适用于易起泡沫的料液；二次蒸汽在管内高速螺旋式上升(其流速一般不得小于10m/s)， 将料液贴于管内壁并拉成薄膜状，薄膜料液的上升必须克服其重力与管壁的摩擦阻力，故不适用黏度较大的溶液。升膜式蒸发器一般组成双效或多效流程使用。
操作时，应很好地控制进料量，使之既能形成液膜又不会发生管壁结焦现象。另外，料液最好预热到接近沸点状态进入加热器体，这样可增加液膜在管内的比例，从而提高沸腾和传热系数。
优点：
传热效率高：升膜蒸发器通过蒸汽泡的升力，使液体形成薄膜状，提高了传热效率。
处理能力大：由于并流运动，液体在加热管内停留时间短，处理能力大，适合大规模生产。
操作简便：常为连续操作，也可间歇操作；结构简单，操作方便，易于维护和清洗，可用清洗液循环清洗；
能耗低：由于传热效率高，能耗相对较低，经济性好。
占地面积小，空间高度低，结构紧凑，造价低，投资少；
物料循环较好，正常操作时不易结焦。
缺点：
不适宜于高黏度物料的浓缩，也不适宜于终点浓度要求严格的物料浓缩；
操作要求较高，应严格控制料位，出料系统及加热器底部密封要求高；操作中不宜随意停车，否则易结焦；
在连续出料操作中，会有少量料液长期在蒸发器内循环，影响产品质量。
五、适用范围
食品工业：果汁浓缩、牛奶浓缩、糖浆浓缩等。
制药工业：药液浓缩、提取液浓缩等。
化工工业：盐溶液浓缩、有机溶剂回收等。
环保领域：废水处理、废液浓缩等。
六、注意事项
进料浓度：进料浓度不宜过高，否则可能导致结垢和堵塞。
加热温度：加热温度应适当，过高可能导致物料分解或变质。
维护保养：定期检查和清洗加热管，防止结垢和腐蚀。
排气系统：确保排气系统畅通，避免不凝气体积聚影响传热效果。
升膜蒸发器凭借其高效、节能、操作简便等优点，在多个行业中得到了广泛的应用，是现代工业中不可或缺的蒸发设备之一。
