薄膜蒸發器的運作原理是，利用多孔性物質的選擇滲透作用，使溶液中的溶劑透過微孔滲析到溶液中，實現傳質的過程。當溶液的濃度增加時，由于膜的滲透壓的作用，溶液中的溶劑會透過膜的微孔進入另一側的溶液中。

       設備是物料液體沿加熱管壁呈膜狀流動而進行傳熱和蒸發。具體流程是將待蒸發的液體通過進料管道進入薄膜蒸發器，經過預熱后進入加熱器。加熱器內部有一組加熱管，通過加熱管向內部傳遞熱量，使得加熱器表面形成一層薄膜。待蒸發的液體在加熱器表面形成一層薄膜，通過加熱器提供的熱量，使液體在薄膜表面蒸發，從而將液體中的溶質分離出來。蒸發后的氣體通過氣體出口排出，而未蒸發的液體則通過液體出口流出。蒸發后的氣體進入冷凝器，被冷卻后變成液體，再通過回流管道回流到加熱器中，形成循環。

       薄膜蒸發器的傳熱和蒸發過程是：加熱介質在加熱管內加熱，熱量通過管壁傳遞到管外的物料液體，使物料液體受熱沸騰產生汽化。產生的蒸汽被迅速抽出設備，進入冷凝器冷凝成液體。液態產品從冷凝器排出，經出料泵輸送至下一道工序。