Gli evaporatori concentratori sottovuoto comunemente utilizzati nell’industria sono quelli che utilizzano come energia termica di scambio il sistema a pompa di calore.
Questa tecnologia è basata su di un principio noto ai fisici da oltre un secolo: il principio Carnot presentato da Lord Kevin che prevedeva di utilizzare la stessa macchina per riscaldare e raffreddare un ambiente, questo sistema è attualmente utilizzato nell’industria frigorifera.
Tale principio, già razionale sotto l’aspetto fisico, diventa anche attuale sul piano industriale ed economico, considerando che il sistema a pompa di calore risulta molto equilibrato in quanto il campo di lavoro ottimale di questo insieme è perfettamente corrispondente alle richieste di energia termica e frigorifera dei nostri evaporatori concentratori sottovuoto.
Nel dettaglio il funzionamento della pompa di calore si compone essenzialmente di un circuito sigillato all’interno, nel quale un gas, normalmente Freon, compie un intero ciclo termodinamico, lo stesso consiste in pratica in una compressione quasi adiabatica a volume praticamente costante avvenendo in un compressore volumetrico ermetico.
Durante la prima fase del ciclo, detta compressione, il freon aumenta di pressione e di temperatura con un incremento del proprio contenuto entalpico, questa energia termica è utilizzata nei nostri evaporatori sottovuoto per riscaldare e evaporare il liquido cedendogli calore.
Nel successivo ciclo termodinamico, lo stesso freon degli evaporatori sottovuoto attraversa una valvola di espansione ove subisce un processo di “laminazione” e una conseguente riduzione di pressione e quindi un calo della temperatura drastico. Questo cambiamento di stato da gas a liquido è utilizzato nell’evaporazione sottovuoto per sottrarre calore al condensato poco prima evaporato; il freon assorbendone il calore evapora nuovamente e torna al compressore per riprendere il ciclo.
Sulla base della tipologia di liquido da concentrare e sulle aspettative finali questi evaporatori concentratori sottovuoto possono essere realizzati in varie esecuzioni: con bollitore a sviluppo orizzontale o verticale, con serpentino immerso o a camicia esterna, dotato di sistemi di raschiamento delle pareti nel caso di utilizzo di prodotti incrostanti, a dischi quando esiste la necessità di una maggiore densità del prodotto senza minare il rendimento del concentratore sottovuoto.
La scelta del materiale di cui sono costituiti gli evaporatori concentratori sottovuoto è ampiamente diversificata per garantire sempre tollerabilità del liquido trattato; è importante che il sistema di concentrazione ed evaporazione controlli automaticamente le densità del trattato per ottenere un prodotto da riciclare idoneo; la bassa temperatura di ebollizione controllata non compromette durante l’evaporazione sottovuoto una degradazione della matrice biologica del concentrato prodotto.
Il continuo impegno e l’evoluzione della progettazione ha portato a realizzare una linea di evaporatori concentratori sottovuoto denominati ad “alta Efficienza”; l’utilizzo di una tipologia diversa di freon, il bilanciamento, la massimizzazione degli scambi termici e la scelta accurata dei vari componenti, hanno portato alla presentazione e alla commercializzazione di un impianto di concentrazione ed evaporazione sottovuoto con rese di distillazione superiori anche del 20 %.
