Evaporazione

Nell’ambito del trattamento delle acque, l’evaporazione è un processo che utilizza il calore per trasformare l’acqua in vapore, separandola dai contaminanti solidi disciolti. Questo metodo è spesso impiegato per ottenere acqua altamente pura o per ridurre il volume di acque reflue, concentrando i contaminanti in un residuo più gestibile.

Il funzionamento del trattamento di evaporazione prevede che l’acqua contaminata venga riscaldata fino al punto di ebollizione utilizzando vari tipi di fonti di calore, come caldaie, riscaldatori elettrici o energia solare. Successivamente, l’acqua trasformata in vapore lascerà dietro di sé i sali, i metalli pesanti e altri contaminanti solidi. Il vapore viene poi raccolto e raffreddato in un condensatore, dove torna allo stato liquido come acqua distillata (questo processo di condensazione può essere facilitato da scambiatori di calore), mentre i residui solidi rimasti nel sistema di evaporazione vengono concentrati e raccolti per lo smaltimento o il trattamento successivo.

Tecnologie per l’evaporazione

Evaporatori sottovuoto e a pompa di calore

Operano a pressioni ridotte rispetto all’atmosfera, riducendo il punto di ebollizione dell’acqua. Ciò permette l’evaporazione a temperature più basse, riducendo il consumo energetico e minimizzando la degradazione termica dei materiali sensibili al calore.

Gli evaporatori sottovuoto possono essere utilizzati dove è necessario evaporare soluzioni con componenti termicamente instabili, come nell’industria alimentare e farmaceutica, trovano inoltre grande impiego nelle industrie in cui sono disponibili fonti di calore disponibile a temperature inferiori a 100 °C.

La tecnologia sottovuoto permette inoltre l’applicazione di sistemi a pompa di calore.

Gli evaporatori a pompa di calore utilizzano una pompa di calore per recuperare e riutilizzare l’energia termica dal vapore condensato. La pompa di calore trasferisce il calore dal condensato freddo al liquido di alimentazione, riducendo significativamente il consumo energetico complessivo.

Questi sistemi sono ideali per processi industriali che richiedono un’elevata efficienza energetica e dove è possibile beneficiare del recupero di calore, come nel trattamento delle acque reflue industriali.

Evaporatori sottovuoto e a pompa di calore

Utilizzano una serie di stadi di evaporazione (effetti), dove il vapore prodotto in un effetto viene utilizzato come fonte di calore per il successivo. Questo sistema sfrutta al massimo il calore disponibile, aumentando l’efficienza energetica.

Gli evaporatori multieffetto sono largamente utilizzati in industrie come quella della desalinizzazione e della produzione di zucchero, dove la riduzione del consumo energetico è fondamentale. Sono particolarmente efficaci per grandi volumi di evaporazione.

Applicazioni dell’evaporazione

• Industria alimentare: per la produzione di succhi di frutta, latte, e altri prodotti alimentari.
• Trattamento delle acque reflue: per ridurre il volume di acque reflue industriali, facilitando lo smaltimento e il trattamento dei residui.
• Produzione di acqua distillata: per la produzione di acqua ultra-pura destinata ad applicazioni in laboratori chimici, farmaceutici, cosmetici e in altre industrie che richiedono acqua di alta qualità.
• Recupero di solventi e prodotti chimici: per la separazione e il recupero di solventi volatili da soluzioni acquose.