Un évaporateur est un dispositif, principalement un type d'échangeur de chaleur, utilisé dans un processus industriel pour séparer le liquide, principalement l'eau, d'un composé chimique en gaz ou en vapeur d'eau.Les évaporateurs sont couramment utilisés dans l'industrie alimentaire pour concentrer les aliments en évaporant la teneur en eau des aliments.
Au début, le composé chimique est introduit dans l'évaporateur. Il passe ensuite à travers une source de chaleur qui transforme le composé en une forme gazeuse (vapeur). Après cela, la partie restante du composé est condensée et introduite dans un deuxième évaporateur s'il s'agit d'un système d'évaporateur à effets multiples. S'il s'agit d'un système à évaporateur unique, le condensat (matériau condensé) est éliminé.
Les évaporateurs sont utilisés dans plusieurs industries comme:·La nourriture·Pharmaceutique·Pétrochimique·Papier et pâte·La gestion des déchets·Textile
Il existe plusieurs types d'évaporateurs disponibles sur le marché, en fonction de leur utilisation, nous pouvons choisir parmi la liste complète mentionnée ci-dessous: ·Évaporateur à circulation naturelle/forcée·Évaporateur à film tombant·Évaporateur à film ascendant (long tube vertical)·Évaporateur à tube court· Évaporateur à plaques à film grimpant et tombant·Évaporateur multi-effet·Évaporateur à couche mince agité·Évaporateur vertical à tube court·Évaporateur de bouilloire·Évaporateur à surface raclée/large·Évaporateur Centri therm·Évaporateur à plaques avec joints·Évaporateur à circulation naturelle de type Robert·Évaporateur flash·Évaporateur compact
1.Considérations thermiques:
Taille du tube, disposition du tube et matériau du tube : le diamètre du tube, la disposition du tube et la longueur du tube sont déterminés par des calculs d'essais et d'erreurs, tandis que les matériaux du tube sont sélectionnés en fonction de la corrosivité du composé et des situations de travail :
Coefficients de transfert de chaleur : Le coefficient de transfert de chaleur côté calandre est généralement très élevé par rapport au côté liquide. Le dernier coefficient de transfert de chaleur contrôle le taux de transfert de chaleur. Le coefficient global est calculé à partir des données de performance d'un évaporateur en fonctionnement du même type et traitant la même solution.
Élévation du point d'ébullition (BPE) : lorsque le point d'ébullition de la liqueur concentrée est supérieur à celui du solvant pur (ou de l'eau), on parle d'élévation du point d'ébullition (BPE). Le point d'ébullition du solvant est plus élevé lorsqu'un autre composant est ajouté. Le BPE (Boiling Point Elevation) se produit parce que la pression de vapeur est inférieure à celle du solvant pur à la même température.
Note: Sélection de l'évaporateur approprié: La sélection du type d'évaporateur le plus approprié dépend de plusieurs facteurs. Il s'agit principalement de :(i) débit, (ii) viscosité de la solution (et son augmentation pendant l'évaporation), (iii) nature du produit et du solvant (comme la sensibilité à la chaleur et la corrosivité), (iv) caractéristiques d'encrassement et, (v) caractéristiques de moussage.
2.Considérations mécaniques:
Température et pression de fonctionnement : la température de fonctionnement est la température qui est maintenue pour le fonctionnement spécifique du récipient en métal convenablement sélectionné lors de la conception.
Pression de fonctionnement : la pression de fonctionnement est la pression au sommet du récipient à laquelle il fonctionne normalement. Elle doit être inférieure à la pression de conception ou à la pression de réglage de tout dispositif de décompression.
Température et pression de conception : La température de conception est généralement la somme de la pression maximale admissible et de la hauteur statique du fluide dans le récipient sous pression. La température de conception est la température qui correspond à la pression de conception.
Pression de service maximale admissible : la pression de service maximale admissible est la pression maximale admissible au sommet du récipient dans sa position de fonctionnement normale à une température spécifique, généralement la température de conception.
Dilatation thermique : la dilatation thermique entre les différentes parties de l'équipement a un effet significatif sur la conception mécanique. La dilatation thermique peut également déterminer la manière dont les tubes sont fixés à la plaque tubulaire.
La chaleur spécifique de l'aliment est constante pour toutes les températures et concentrations.
Le coefficient de transfert de chaleur global reste constant pendant le fonctionnement de l'évaporateur.
L'évaporateur fonctionne en régime permanent.