Fallfilmverdampfer werden in der Lebensmittelindustrie häufig zum Konzentrieren von Flüssigkeiten wie Fruchtsäften, Milch und anderen Lebensmitteln verwendet. Das Funktionsprinzip eines Fallfilmverdampfers umfasst die folgenden Schritte:
Vorwärmen: Die Speiseflüssigkeit, die typischerweise eine hohe Konzentration an Feststoffen oder gelösten Substanzen enthält, wird vor dem Eintritt in den Verdampfer vorgewärmt. Dieser Schritt trägt dazu bei, die für die Verdunstung erforderliche Energie zu reduzieren.
Zufuhrverteilung: Die vorgewärmte Flüssigkeit wird gleichmäßig über die Innenfläche vertikaler Rohre oder Platten im Verdampfer verteilt. Das Verteilungssystem sorgt dafür, dass aufgrund der Schwerkraft ein dünner, gleichmäßiger Flüssigkeitsfilm nach unten fließt.
Filmbildung: Wenn die Flüssigkeit an der erhitzten Oberfläche herunterfließt, bildet sie aufgrund der Schwerkraft einen dünnen Film. Durch die Hitze verdampft die Flüssigkeit, während das verbleibende Konzentrat weiter nach unten fließt.
Dampferzeugung: Die zur Verdampfung benötigte Wärme wird entweder durch den durch die Rohre oder Platten strömenden Dampf oder durch ein um diese zirkulierendes Heizmedium bereitgestellt. Durch die Hitze verdampft die Flüssigkeit und es entsteht Dampf über dem Flüssigkeitsfilm.
Dampf-Flüssigkeits-Trennung: Der erzeugte Dampf steigt durch den Verdampfer im Gegenstrom zur Abwärtsströmung des Flüssigkeitsfilms auf. Dampf und Flüssigkeit werden getrennt gehalten, um eine hohe Wärmeübertragungseffizienz aufrechtzuerhalten.
Dampfkondensation: Der Dampf wird dann typischerweise in einem separaten Kondensator kondensiert, wo er Wärme abgibt und wieder in einen flüssigen Zustand übergeht. Dieser Kondensationsschritt führt zur Bildung des konzentrierten Produkts.
Produktsammlung: Das konzentrierte Produkt wird separat gesammelt, normalerweise am Boden des Verdampfers, während die verbleibende Flüssigkeit abgelassen wird.
Das Design des Fallfilmverdampfers bietet mehrere Vorteile, darunter hohe Wärmeübertragungskoeffizienten, kurze Verweilzeit und effiziente Energienutzung. Es eignet sich besonders gut für wärmeempfindliche Produkte, da der dünne Film und die kurze Verweilzeit das Produkt weniger hohen Temperaturen aussetzen und so das Risiko einer thermischen Zersetzung verringern.
