L'evaporació: Operació Unitària de Transferència d'Energia

L'evaporació: Operació unitària de transferència d'energia

Objectiu: Concentrar una dissolució consistent en un solut no volàtil i un dissolvent volàtil.

Normalment, el dissolvent a evaporar és aigua. Es vaporitza part del dissolvent per produir una dissolució concentrada.

Diferències amb altres processos

• Assecat: L'evaporació difereix de l'assecat en què el residu és un líquid (a vegades molt viscós) en comptes d'un sòlid.
• Destil·lació: Difereix de la destil·lació en què el vapor és generalment un sol component i, encara que el vapor sigui una mescla, a l'evaporació no s'intenta separar el vapor en fraccions.
• Cristal·lització: Es diferencia de la cristal·lització en què el seu interès és el de concentrar la solució, i no formar o obtenir sòlids, encara que a vegades accidentalment se'n formin a l'interior dels evaporadors.

Normalment, en l'evaporació, el producte valuós és el líquid concentrat mentre que el vapor és condensat i rebutjat. No obstant això, en alguns casos pot passar el contrari.

L'aigua bruta s'evapora amb freqüència per obtenir un producte exempt de sòlids per a l'alimentació de calderes, per a processos amb requisits especials o per a consum humà. Aquesta tècnica de vegades rep el nom de destil·lació d'aigua, però és en realitat una evaporació.

Característiques d'un líquid en l'evaporació

Els factors clau a considerar són: la concentració, la formació d'escuma, la sensibilitat a la temperatura, la formació de crostes i els materials de construcció.

Concentració

Una solució suficientment diluïda i amb propietats similars a l'aigua, a mesura que a l'interior augmenta la concentració, veu com les seves propietats varien:

• La densitat i la viscositat augmenten amb la concentració de sòlid, fins que la dissolució es satura o resulta inadequada per a la transmissió de calor.
• L'ebullició continuada d'una solució saturada dona lloc a la formació de cristalls (necessari separar-los perquè, si no, obturen els tubs interiors de l'evaporador).
• La temperatura d'ebullició de la dissolució pot augmentar en incrementar el contingut en sòlid, de manera que la temperatura d'ebullició d'una dissolució concentrada pot ser molt major que la de l'aigua a la mateixa pressió.

Formació d'escuma

Alguns materials, especialment substàncies orgàniques, formen escuma durant la seva vaporització.

Una escuma estable acompanya el vapor que surt de l'evaporador, donant lloc a un important arrossegament. En casos extrems, tota la massa de líquid pot sortir amb el vapor i perdre's.