Evaporazione e concentrazione non sono reazioni chimiche, ma sono il recupero di sostanze in soluzione: recupero di un solvente o di un soluto.
Queste operazioni si realizzano con un cambio di stato della materia che da liquida diventa vapore e poi ancora liquida.
L’evaporazione separa due sostanze con volatilità diversa: scaldando la soluzione, evapora prima la più volatile.
La sostanza meno volatile che rimane vede aumentare la sua concentrazione. A questo punto si misura la densità raggiunta o si osserva con l’indice di rifrazione la nuova concentrazione della soluzione.
Concentratori
Esistono differenti tipi di concentratore: a singolo, a doppio e a triplo effetto.
Nel concentratore-evaporatore a singolo effetto il vapore in uscita viene inviato al condensatore.
Nel concentratore-evaporatore a multiplo effetto il vapore in uscita viene invece riutilizzato per evaporare altro prodotto nella fase successiva.
Il concentratore è composto da uno scambiatore a fascio tubiero orizzontale o verticale.
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Il tubo orizzontale ostacola i movimenti convettivi, per cui è preferibile il tubo verticale.
Negli scambiatori verticali il vapore di rete è surriscaldato a 150° C e la pressione è di 5 atm. Il trasferimento di calore è elevato e la pulizia delle parti è facile. I tubi possono essere corti 1,20 m o lunghi fino a 7 metri.
L’evaporatore a multiplo effetto aumenta l’efficienza dei concentratori.
Questi funzionano in unicorrente o in controcorrente.
Regolazione dei concentratori
La regolazione si basa sull’assunto che se aumenta la temperatura, aumenta anche la densità.
Quando la concentrazione in uscita aumenta, bisogna intervenire rallentando l’evaporazione: allora si riduce il vapore di riscaldamento.
Se nel condensatore entra una soluzione più diluita, anche la densità in uscita cala: allora bisogna intervenire aumentando il vapore di riscaldamento.