升膜蒸發器需要精心設計與操作，即加熱管內的二次蒸汽應具有較高速度，并獲較高的傳熱系數，使料液一次通過加熱管即達到預定的濃縮要求。通常，常壓下，管上端出口處速度以保持20～50ms為宜，減壓操作時，速度可達100～160ms。升膜蒸發器適宜處理蒸發量較大、熱敏性、粘度不大及易起沫的溶液，但不適于高粘度、有晶體析出和易結垢的溶液。相對于降膜蒸發器裝機功率比較小，但是升膜蒸發器需要較大的傳熱推動力。
工作原理：加熱器由換熱管和殼體組成，升膜蒸發器的加熱室由垂直長管束組成。通常加熱管徑為25～50mm，管長與管徑之比為100～150。原料液經預熱達到沸點或接近沸點后，由加熱室底部引入，為高速上升的二次蒸汽帶動，沿換熱管內壁邊流動邊蒸發，在加熱室頂部可達到所需的濃度，完成液由分離室底部排出，產生的二次蒸汽經設在上部分離板組除去汽泡、水珠、雜物后成為下一效的熱源。