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Cours d'évaporation: évaporation multiple effets à co-courant, contre-courant ou courants parallèles

On appelle évaporateur multiple-effet un ensemble d'évaporateurs dans lesquels la vapeur (de solvant) générée dans un évaporateur (i) est réutilisée comme vapeur de chauffage dans l'évaporateur suivant (i+1). Seul le premier évaporateur est chauffé à l'aide de vapeur vive. Ce principe de fonctionnement est obtenu en décalant les pressions de chacun des évaporateurs, de façon à obtenir dans l'évaporateur (i) une vapeur se condensant à une température supérieure à la température d'ébullition de l'évaporateur (i+1) (de 1 à 20°C par exemple).

 

Ainsi, avec 1kg de vapeur vive, on peut générer +/-1kg de vapeur (de solvant) dans le premier effet, lui-même générant +/-1kg de vapeur (de solvant) dans le deuxième effet, et ainsi de suite jusqu'au dernier effet, en général sous vide. Dans une évaporation à n effets, 1 kg de vapeur de chauffe peut ainsi évaporer +/-n kg de vapeur d'évaporation. En pratique, le débit évaporé par évaporateur est plus faible.

 

L'économie d'une installation d'évaporation multiple effet est le rapport (V1+V2+...+Vn)/G, avec G débit de vapeur de chauffe.

 

 

Evaporation triple effet à co-courant

  • évaporateur 1er effet à gauche (pression et température la plus élevée)
  • évaporateur 3ème effet à droite (pression et température la plus faible, éventuellement sous vide)
  • solution la plus concentrée sortant de l'évaporateur à la plus basse température
  • minimise le risque de dégradation pour les produits thermosensibles
  • peut générer des problèmes si le concentrat est visqueux à faible température

 Evaporation triple effet à contre courant

  • évaporateur 1er effet à droite (pression et température la plus élevée)
  • évaporateur 3ème effet à gauche (pression et température la plus faible, éventuellement sous vide)
  • solution la plus concentrée sortant de l'évaporateur à la température la plus élevée
  • risque de dégradation pour les produits thermosensibles
  • avantageux dans le cas ou le concentrat est visqueux à faible température
  • nécessité d'une pompe de reprise des concentrats de chaque évaporateur vers le suivant, à pression plus élevée

 Evaporation triple effet à alimentations parallèles

  • alimentation de chaque évaporateur réglable indépendament
  • possibilité de régler plusieurs qualité de concentrats
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