Le tecnologie a livello di evaporazione sono fondamentalmente tre e possono essere combinate in vario modo per massimizzare la resa energetica dell\u2019intero impianto. In questo articolo passeremo in rassegna varie soluzioni tecnologiche, partendo dalla soluzione pi\u00f9 tradizionale, per arrivare alla soluzione pi\u00f9 all\u2019avanguardia.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n
Tecnologia di evaporazione a Multiplo Effetto<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
La tecnologia a multiplo effetto, incarnata dai nostri evaporatori Venus<\/strong><\/a> (per il concentrato di pomodoro), Mixflow<\/strong><\/a> (per le puree di frutta) e Poseidon<\/strong><\/a> (per i succhi di frutta), \u00e8 una tipologia di evaporazione tradizionale. L\u2019obiettivo finale \u00e8 ottenere, attraverso lo sviluppo di un processo in pi\u00f9 stadi di evaporazione, la concentrazione di un prodotto per sottrazione dell\u2019acqua, ottenendo approssimativamente un chilo di evaporato da ogni stadio dell\u2019impianto a fronte di un chilo di vapore speso come energia termica. L\u2019efficienza dell\u2019evaporatore \u00e8 pari quindi al numero degli effetti: dal singolo al quadruplo (nel caso della lavorazione della frutta<\/strong><\/a> se ne implementa un numero maggiore). Di conseguenza, con un\u2019unit\u00e0 di vapore di caldaia si evapora un\u2019unit\u00e0 di vapore di prodotto nel singolo effetto (efficienza 1:1) e quattro unit\u00e0 nel quadruplo effetto (efficienza 1:4). Nella produzione di concentrato di pomodoro<\/strong><\/a>, la soluzione pi\u00f9 economica in termini di costi di investimento ed esercizio \u00e8 l\u2019evaporatore a triplo effetto (efficienza 1:3).<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Immagine 1 – Funzionamento della tecnologia di evaporazione Effetto Multiplo<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n La ricompressione termica del vapore o TVR (Thermal Vapour Recompression)<\/strong> \u00e8 una tecnologia che sfrutta il principio di Venturi per recuperare vapore di prodotto a bassa temperatura ricomprimendolo mediante vapore di caldaia ad alta pressione. In questo modo, il consumo di vapore di caldaia viene dimezzato considerando un aumento di temperatura del vapore ricompresso di 10\u00b0C.\u00a0<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n La ricompressione meccanica dei vapori o MVR (Mechanical Vapour Recompression)<\/strong> \u00e8 la tecnologia che garantisce ancora oggi il massimo risparmio energetico negli evaporatori destinati al settore alimentare.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n L\u2019MVR si basa sul riutilizzo del vapore secondario e del suo calore latente, prodotto dal sistema di evaporazione stesso, come fonte di riscaldamento del liquido da evaporare. La temperatura del vapore generato in concentrazione viene aumentata dalla sua compressione meccanica in condizioni di saturazione. In questo modo, il vapore ricompresso (di circa 6-8\u00b0C) pu\u00f2 essere riciclato attraverso uno scambiatore, raggiungendo un duplice obiettivo:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n La soluzione CFT pi\u00f9 rappresentativa di questa tecnologia ad alta efficienza energetica \u00e8 l\u2019evaporatore a film cadente Apollo MVR.<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n La scelta della tipologia di compressore dell\u2019evaporatore MVR \u00e8 oggetto di un\u2019ulteriore analisi sul risparmio di energia. Il compressore dell\u2019evaporatore MVR pu\u00f2 infatti essere alimentato da:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Quando le condizioni in termini di servizi nello stabilimento lo permettono, la soluzione con turbina \u00e8 preferibile perch\u00e9 consente un risparmio energetico addizionale di energia elettrica. Essa pu\u00f2 essere sfruttata per creare una rete di bassa pressione, a partire dal vapore di scarico della turbina stessa, che viene recuperato per alimentare gli impianti a valle della linea, se presenti.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Le diverse tecnologie di evaporazione possono essere combinate tra di loro per ottenere ulteriori benefici in termini di risparmio energetico.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Per massimizzare l\u2019efficienza dell\u2019evaporatore MVR occorre che il prodotto in entrata abbia una temperatura superiore a quella di ebollizione interna di 75\u00b0C: in questo modo il processo di evaporazione inizier\u00e0 gi\u00e0 a partire dalla sommit\u00e0 del fascio tubiero, minimizzando gli sprechi energetici.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Questo \u00e8 ci\u00f2 che avviene quando il prodotto arriva all\u2019evaporatore MVR da un trattamento termico Hot Break (HB), mentre se arriva da un trattamento diverso e con una temperatura inferiore rispetto a quella di concentrazione, dovr\u00e0 essere preriscaldato. \u00e8 il caso del concentrato di pomodoro Cold Break, del latte e dei succhi di frutta.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n L\u2019immagine 3 mostra come sia possibile associare due tecnologie di ricompressione del vapore per ridurre il consumo energetico necessario per preriscaldare il prodotto. Questa soluzione prevede di riutilizzare una parte del vapore che non condensa nella calandra dell\u2019evaporatore MVR (freccia blu a sx), in quanto in eccesso, per alimentare un TVR. Grazie a tale configurazione, il TVR aumenta la temperatura del prodotto in entrata, con una quantit\u00e0 di vapore di caldaia dimezzata grazie al riutilizzo del vapore proveniente dall\u2019evaporatore MVR.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n L\u2019utilizzo combinato delle tecnologie MVR e TVR si applica anche quando occorre installare un finitore, ossia una colonna di concentrazione aggiuntiva.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n I motivi per cui occorre applicare un finitore sono molteplici:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n In entrambi i casi, per diminuire il consumo di vapore di caldaia che occorre per aumentare la temperatura del vapore nel finitore (e quindi il \u0394t), \u00e8 possibile utilizzare un TVR ed alimentarlo con una parte di vapori di prodotto provenienti dall\u2019evaporatore MVR. Questi vengono ricompressi con la stessa quantit\u00e0 di vapore di caldaia che risulta cos\u00ec dimezzata.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n La ricompressione termica dei vapori (TVR)\u00e8 una tecnologia che consente di aumentare l\u2019efficienza del multiplo effetto a cui viene applicato.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n Nell\u2019immagine 5 \u00e8 possibile osservare il funzionamento della tecnologia TVR applicata ad un evaporatore a doppio effetto (efficienza 1:2).\u00a0 Il vapore in uscita dal secondo effetto viene diviso in due parti uguali: una va al condensatore, mentre l\u2019altra viene inviata all\u2019eiettore per essere ricompressa con la stessa quantit\u00e0 di vapore di caldaia, aumentandone la temperatura di 10\u00b0C. La miscela di vapori cos\u00ec creata torna ad alimentare il primo effetto dando vita al nuovo ciclo. In questo modo con un solo chilo di vapore \u00e8 possibile evaporare fino a quattro chili di vapore di prodotto: in altre parole, un evaporatore a doppio effetto, a cui viene applicata la tecnologia TVR, ha la stessa resa di un quadruplo effetto, ma un costo di investimento molto inferiore.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n![\"Tecnologia](\"https:\/\/www.cft-group.com\/wp-content\/uploads\/sites\/61\/2024\/02\/Immagine-1-ITA-2.png?w=1024\")
<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\nTecnologia di evaporazione TVR<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
Tecnologia di evaporazione MVR<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
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Immagine 2 – Funzionamento della tecnologia di evaporazione MVR<\/h5>\r\n\r\n\r\n
![\"Tecnologia](\"https:\/\/www.cft-group.com\/wp-content\/uploads\/sites\/61\/2024\/02\/Immagine-2-ITA-1.png?w=1024\")
<\/figure>\r\n<\/div>\r\n\r\n\r\n\r\n
Combinare diverse tecnologie di evaporazione<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n
MVR e TVR come soluzione di preriscaldamento del prodotto<\/h3>\r\n\r\n\r\n\r\n
Immagine 3 – MVR e TVR come tecnologie di evaporazione combinate per il preriscaldamento<\/h5>\r\n\r\n\r\n\r\n
![\"MVR](\"https:\/\/www.cft-group.com\/wp-content\/uploads\/sites\/61\/2024\/02\/Immagine-3-ITA-1.png?w=1024\")
<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\nMVR e TVR come soluzione per efficientare il finitore<\/h3>\r\n\r\n\r\n\r\n
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Immagine 4 – MVR e TVR come tecnologie di evaporazione combinate per efficientare il finitore<\/h5>\r\n\r\n\r\n\r\n
![\"MVR](\"https:\/\/www.cft-group.com\/wp-content\/uploads\/sites\/61\/2024\/02\/Immagine-4-ITA-1.png?w=1024\")
<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\nTVR come soluzione per efficientare l\u2019Effetto Multiplo<\/h3>\r\n\r\n\r\n\r\n
Immagine 5 – TVR ed Effetto Multiplo come tecnologie di evaporazione combinate<\/h5>\r\n\r\n\r\n\r\n
![\"TVR](\"https:\/\/www.cft-group.com\/wp-content\/uploads\/sites\/61\/2024\/02\/Immagine-5-ITA-2.png?w=1024\")
<\/figure>\r\n\r\n\r\n\r\nConclusione<\/h2>\r\n\r\n\r\n\r\n