Evaporador de película descendente de múltiplos efeitos
O evaporador espalha a alimentação em um filme uniforme dentro de tubos verticais. O vácuo reduz o ponto de ebulição, de modo que a evaporação ocorre suavemente com uma pequena variação de temperatura (ΔT), enquanto o filme se move rapidamente. Essa lógica térmica preserva ingredientes sensíveis e limita a formação de incrustações.
O layout de múltiplos efeitos direciona o vapor secundário de um efeito para aquecer o próximo a uma pressão mais baixa, o que aumenta a economia de vapor e reduz a demanda da caldeira.
As usinas podem ainda adicionar TVR (termocompressor a jato de vapor) ou MVR (recompressor mecânico) para reciclar o vapor em vez de queimar combustível adicional. A estrutura, a tubulação e os vasos utilizam superfícies de contato em aço inoxidável com design sanitário.
O sistema de controle é baseado na Siemens, com interface homem-máquina (IHM) que analisa tendências, intertravamentos e gerenciamento de receitas; os operadores visualizam os pontos de ajuste na tela e mantêm a repetibilidade das operações ao longo dos turnos.
Os produtores de alimentos e bebidas concentram sucos, polpas, xaropes, produtos lácteos, café e extratos vegetais, tanto claros quanto turvos, mantendo a alta qualidade.
A combinação de vácuo e tempo de permanência reduzido diminui as notas de "cozido" e a perda de cor, o que melhora os resultados sensoriais subsequentes e aumenta o rendimento da secagem.
Os intermediários químicos e farmacêuticos se beneficiam do baixo estresse térmico e do controle estável do vácuo.
Uma variação suave de temperatura (ΔT) sob vácuo é crucial para o tempo de atividade e a qualidade. Os compostos aromáticos evaporam instantaneamente se a pressão for alta; o vácuo os protege e reduz as perdas durante a extração.
As normas de higiene exigem superfícies de contato lisas em aço inoxidável e ciclos CIP automatizados com parâmetros registrados.
Este projeto industrial oferece aos operadores pontos de ajuste e mecanismos de intertravamento claros, para que eles se concentrem na produtividade e na conformidade, em vez de combater desvios.
1. Recepção e triagem de ração → estabilizar sólidos, remover partículas grandes.
2. Pré-aquecimento → elevar a temperatura de alimentação até atingir uma temperatura próxima à necessária para a formação de um filme estável.
3. Ajuste de vácuo e verificação do condensador → atingir a pressão desejada; verificar a capacidade de refrigeração.
4. Distribuição do filme → umedecer todos os tubos uniformemente; proteger o valor U e o sabor.
5. Efeito 1: evaporação → ebulição da água; direcionamento do vapor para aquecer o próximo efeito.
6. Transferência de vapor por efeito intermediário → cascata para pressão mais baixa; reciclagem do calor latente.
7. Efeito da evaporação de N → concentração final na ΔT mais suave possível.
8. Separação de vapor e líquido → remover partículas arrastadas; proteger o condensador e o aroma.
9. Condensação e tratamento do condensado → retornar o condensado limpo aos coletores.
10. Produto para tanque de armazenamento / próxima unidade → conectar ao UHT, desaerador ou envasador asséptico.
11. CIP → executar enxágue/álcali/ácido/enxágue final; registrar tempo e temperatura.
A) Corpo de filme em queda
Estrutura: tubos verticais com coletores sanitários e placa tubular otimizada.
Objetivo: formar uma película fina, impulsionada pela gravidade, para uma evaporação suave e rápida.
Princípio de funcionamento: o vácuo diminui o ponto de ebulição; a diferença de temperatura (ΔT) permanece baixa; o tempo de residência é curto para preservar o sabor e a cor.
Aplicações: sucos, polpas, laticínios, extratos.
Diferenciais: altos coeficientes de transferência de calor e curto tempo de fluxo; superfícies de contato higiênicas em aço inoxidável.
Impacto: alta qualidade, menos incrustações, vazão constante em longos períodos de produção.
B) Sistema de Distribuição de Filmes
Estrutura: cabeçote de distribuição de ração e dispositivos internos que umedecem cada tubo uniformemente.
Finalidade: evitar manchas de gesso e marcas de calor na parede.
Princípio de funcionamento: a taxa de molhagem controlada mantém uma película contínua em todos os tubos.
Aplicação: essencial em polpas de frutas e rações com sólidos mistos.
Diferenciais: a molhabilidade uniforme mantém os valores U e prolonga o comprimento das corridas.
Impacto: menos paradas para limpeza; qualidade estável do produto ao longo dos turnos.
C) Pré-aquecedores e trocadores de calor de múltiplos efeitos
Estrutura: pré-aquecedor mais aquecedores de efeito em série.
Objetivo: reutilizar o calor latente do efeito anterior para reduzir o consumo de vapor.
Princípio de funcionamento: o vapor do efeito i aquece o efeito i+1 a uma pressão mais baixa.
Aplicação: efeitos triplos ou quádruplos como base; mais efeitos onde a utilidade o justificar.
Características diferenciais: compatível com TVR/MVR e fontes de calor residual.
Impacto: maior economia de vapor e menor custo por quilo.
D) Separadores de vapor-líquido
Estrutura: separadores verticais/de vórtice com desembaçadores.
Finalidade: remover gotículas antes dos condensadores e recompressores.
Princípio de funcionamento: o arrastamento é limitado pela gravidade e pelo controle do fluxo.
Aplicação: todos os efeitos; especialmente o último efeito para retenção do aroma.
Diferenciais: condensado mais limpo; vácuo e cargas do compressor estáveis.
Impacto: maior vida útil do equipamento e menos perdas de aroma.
E) Condensador de superfície e ambiente de vácuo
Estrutura: condensador de casco e tubos, circuito de água de refrigeração, bombas/ejetores de vácuo.
Objetivo: converter vapor em condensado e manter o vácuo dentro da meta.
Princípio de funcionamento: a rejeição de calor a uma temperatura de aproximação estável estabiliza a pressão.
Aplicações: alimentos, laticínios, produtos químicos; vácuo profundo para alimentos sensíveis ao calor.
Diferenciais: o vácuo constante melhora a qualidade do produto e o balanço energético.
Impacto: menos alarmes; funcionamento consistente nas temperaturas desejadas.
F) Módulo TVR (Recompressão Térmica de Vapor)
Estrutura: ejetor a jato de vapor (sem partes móveis) com controle de vapor motriz.
Objetivo: recomprimir um fluxo de vapor e alimentá-lo novamente como meio de aquecimento.
Princípio de funcionamento: o vapor motriz arrasta o vapor secundário e eleva sua temperatura/pressão.
Aplicação: quando há vapor disponível e o CAPEX precisa ser mantido moderado.
Diferenciais: simplicidade e confiabilidade, "como adicionar um efeito extra".
Impacto: significativa redução de despesas operacionais em comparação com trens convencionais.
G) Módulo MVR (Recompressão Mecânica de Vapor)
Estrutura: soprador/compressor, acionamento do motor, inversor de frequência, gerenciamento de condensado.
Objetivo: recomprimir a maior parte do vapor com eletricidade em vez de vapor vivo.
Princípio de funcionamento: o trabalho mecânico eleva a temperatura de saturação para ser reutilizada como aquecedor primário.
Aplicação: locais com baixo consumo de energia elétrica ou projetos de descarbonização.
Diferenciais: menor demanda específica de vapor; reduz a exposição a combustíveis fósseis.
Impacto: reduções significativas no consumo de energia e nas emissões de CO₂ com perfis térmicos estáveis.
H) PLC + IHM e CIP automatizado
Estrutura: PLC Siemens, IHM com tela sensível ao toque, componentes elétricos de marcas renomadas, gerenciamento de receitas, intertravamentos; função CIP integrada e válvulas.
Objetivo: manter os valores de referência, mostrar tendências e reduzir o tempo de troca de ferramentas com ciclos CIP automatizados.
Princípio de funcionamento: controle em circuito fechado de temperatura, níveis, vácuo e fluxos; três modos de operação disponíveis para combinações de efeitos.
Diferenciais: controle independente da Siemens, controle de interligação para transições de estado seguras e componentes de marcas internacionais.
Impacto: menos operadores por linha, transições mais seguras e operações limpas e repetíveis.
Processe sucos claros/turvos, polpas, concentrados lácteos, extratos vegetais e xaropes em cronogramas industriais. A película que desce protege a qualidade sob vácuo.
A engenharia pode alinhar efeitos, vácuo e integração de calor em todo o trem de pouso.
As fábricas podem encaminhar o concentrado para UHT, desaerização ou envase asséptico com tubulações curtas para limitar as perdas e simplificar as auditorias.
Os operadores gerenciam receitas de CLP, pontos de ajuste e alarmes a partir de telas IHM, enquanto intertravamentos coordenam bombas, válvulas e vácuo para que as partidas e paradas sejam seguras. O sistema registra tendências e registros de lotes para controle de qualidade e revisões da planta; a exportação de dados auxilia na melhoria contínua.
O design do EASYREAL utiliza controles da Siemens e componentes elétricos de marcas reconhecidas para garantir confiabilidade.
O evaporador suporta três modos de operação (por exemplo, todos os efeitos juntos, 3º + 1º ou apenas 1º), permitindo que as usinas se adaptem às variações de matéria-prima, às janelas tarifárias ou à operação com carga parcial sem perder a estabilidade.
O processo CIP é executado a partir da mesma IHM (Interface Homem-Máquina) com etapas definidas e verificações de temperatura/tempo.
Compartilhe informações sobre a faixa de alimentação (°Brix ou sólidos na entrada/saída, viscosidade), carga diária de remoção de água, temperatura permitida do produto e utilidades (tipo/custos do vapor, energia elétrica, água de resfriamento).
Iremos propor a contagem de efeitos, opções de TVR/MVR, oportunidades de integração térmica e um layout/P&ID com etapas de comissionamento e um plano de peças sobressalentes.
Contact EASYREAL: [email protected].
