Capitolo 8 CONCENTRAZIONE E CRISTALLIZZAZIONE 8.1 ASPETTI GENERALI DELLA CONCENTRAZIONE La è una operazione unitaria che ha l’obiettivo di ottenere una soluzione concentrata a partire da una relativamente più diluita. Lo scopo si raggiunge portando la soluzione alla temperatura di ebollizione e vaporizzando una certa quantità di solvente. La soluzione risultante sarà tanto più concentrata quanto più solvente sarà stato evaporato. L’operazione è possibile quando la tensione di vapore del soluto è inferiore di qualche ordine di grandezza rispetto a quella del solvente. In questo modo il vapore prodotto non conterrà soluto, a parte eventuali trascinamenti di soluzione liquida. L’operazione richiede il trasferimento di grandi quantità di calore, la maggior parte del quale è necessario per fornire il calore latente di evaporazione mentre una frazione molto minore serve per portare la soluzione dalla temperatura di ingresso a quella di ebollizione. I concentratori, le apparecchiature in cui si effettua la concentrazione, sono dei particolari modelli di scambiatore di calore muniti di tutti gli accorgimenti utili a trattare una soluzione in ebollizione. Inoltre, in relazione all’importanza che il trasferimento di calore assume per l’operazione, vengono ricercate tutte le soluzioni tecnologiche atte ad ottenere elevati valori del coefficiente di trasferimento termico globale. concentrazione Per soddisfare il fabbisogno energetico, la soluzione adottata più di frequente è quella di utilizzare, come vettore termico, il vapore prodotto da una caldaia centralizzata e distribuito, tramite una rete interna, ai vari punti di utenza dell’impianto. Il vapore di rete presenta il vantaggio di acquisire e cedere grandi quantità di calore senza escursione termica. Inoltre, la temperatura di condensazione del vapore a bassa pressione è compatibile con la maggior parte delle temperature di esercizio delle applicazioni più comuni, in particolare di quelle relative all’industria alimentare. In alternativa al vapore, per capacità produttive limitate, il riscaldamento può essere assicurato da una resistenza elettrica mentre, quando le temperature di esercizio lo consentono, si possono utilizzare acqua in pressione o miscele ad alto punto di ebollizione. La necessità di ridurre i costi del vettore termico porta alla adozione di particolari soluzioni impiantistiche come gli impianti a multiplo effetto e gli impianti a termocompressione. Queste soluzioni consentono di produrre grandi quantità di vapore di solvente utilizzando modeste quantità di vapore di rete. Fabbisogno energetico