MEE – évaporateur à effets multiples
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Catégories de produits
- Extraction de plantes, botaniques et nutraceutiques(9)
- Huiles essentielles, épices et oléorésines(6)
- Transformation des fruits et légumes(8)
- Amidon, farine, huiles alimentaires et transformation alimentaire(7)
- Systèmes de séchage et de déshydratation(5)
- Évaporation, concentration et récupération de solvants(4)
- Équipements de procédé pharmaceutiques et industriels(4)
- Cacao, karité, huile de palme et oléagineux(6)
- Céréales, tubercules et transformation du sucre(6)
- Botaniques africains de spécialité et ingrédients naturels(11)
- Aliments et boissons de spécialité et valorisation des sous-produits(7)
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MEE – évaporateur à effets multiples
Un évaporateur à effets multiples convient au transformateur dont la facture de vapeur est le principal coût de concentration d’un liquide et dont le volume quotidien est assez grand et assez régulier pour justifier plusieurs cuves reliées. Les charges africaines typiques comprennent les jus de fruits et les liqueurs de canne à sucre, les extraits de plantes et de botaniques, et les liqueurs de procédé de l’agro-transformation ; la concentration des eaux usées dans les lignes à rejet liquide nul en est un autre usage. Avant de dimensionner un tel train, l’acheteur doit fixer les matières sèches de la charge ou son Brix et la concentration visée, la quantité d’eau à évacuer par heure, la tendance du liquide à l’encrassement ou à l’entartrage, l’élévation de son point d’ébullition à mesure qu’il s’épaissit, la vapeur et l’eau de refroidissement disponibles sur le site, et la tolérance du produit aux températures en jeu. Dans le train, la vapeur vive chauffe la première cuve ; la vapeur qu’elle produit chauffe la cuve suivante, qui fonctionne à plus basse pression et température, et ainsi de suite le long de la ligne : la même chaleur sert donc plusieurs fois. Le système est présenté complet, le nombre et le type d’effets étant fixés à partir de ces données.
Un évaporateur à effets multiples est une série de corps d’évaporation reliés par une tuyauterie de vapeur, avec un condenseur à la fin et un système de vide lorsque le procédé fonctionne sous la pression atmosphérique. Les cuves et les pièces en contact avec le produit sont en inox 316L ou dans une autre nuance adaptée au liquide, et le circuit en contact peut être nettoyé en place. Chaque effet peut être à film tombant, à film montant, à circulation forcée ou un mélange, choisi selon la viscosité, la sensibilité à la chaleur et la tendance à l’encrassement. L’ordre dans lequel le liquide traverse les effets est lui aussi fixé lors de la conception du procédé. Le nombre d’effets est une décision économique : davantage d’effets réutilisent la chaleur plus de fois, mais ajoutent des cuves, de la tuyauterie et du capital. Les liquides riches en sucre bouillent à des températures croissantes à mesure qu’ils se concentrent : le comportement à l’ébullition, l’encrassement et la viscosité entrent donc tous dans les informations sur la charge utilisées pour le fixer. Une commande à automate programmable avec instruments intégrés est montée à l’assemblage. Les effets, la surface d’échange, la capacité et les utilités sont confirmés par la conception du procédé et un essai pilote sur la charge réelle.
Données clés de spécification
Brix de la charge, élévation du point d’ébullition, encrassement, économie de vapeur, vide.
Caractéristiques techniques
| Produit | MEE – évaporateur à effets multiples |
|---|---|
| Technologie | Évaporation à effets multiples avec des cuves d’évaporation (effets) en série |
| Principe de fonctionnement | La vapeur d’un effet chauffe le suivant ; chaque effet suivant fonctionne à une pression et à une température plus basses |
| Nombre d’effets | Choisi selon le service et la charge, et confirmé lors de la conception du procédé |
| Type d’effet | À film tombant, à film montant, à circulation forcée ou disposition mixte, choisi selon la viscosité de la charge, sa sensibilité à la chaleur et son comportement à l’encrassement |
| Chauffage du premier effet | Vapeur vive |
| Condensats | Collectés dans le train ; leur emploi comme eau de procédé ou d’alimentation de chaudière dépend de l’application et de leur qualité |
| Matériau en contact | Inox 316L, ou une autre nuance adaptée au liquide |
| Nettoyage | Circuit en contact avec le produit prévu pour le nettoyage en place |
| Automatisation | Commande par automate programmable avec instrumentation intégrée ; un système de supervision peut être ajouté |
| Capacité | Dimensionnée selon le besoin, du service pilote au service commercial, avec possibilité d’extension modulaire |
| Utilités | Vapeur, eau de refroidissement et électricité ; vide et air comprimé selon les besoins du projet |
| Produit sortant | Produit concentré et condensats |
Capacités de l’usine
| Échelle | Service type | Configuration |
|---|---|---|
| Pilote | Validation du procédé et services de concentration d’essai | Petit train d’effets dimensionné pour un service d’essai |
| Production | Concentration continue à l’échelle de l’usine | Train à effets multiples ; type et nombre d’effets configurés selon la charge |
| Grande échelle commerciale | Fortes charges d’évaporation | Effets et auxiliaires de plus grande taille, avec extension modulaire |
Le nombre d’effets, la surface d’échange, le débit d’évaporation et les utilités découlent de la charge et du service confirmé. Un essai pilote sur la charge réelle est conseillé avant le passage à l’échelle de l’usine.
Voie de procédé type
Fixer la charge et la concentration visée
Les matières sèches de la charge, la concentration visée, l’eau à évacuer par heure, la tendance à l’encrassement et les limites de chaleur sont convenues d’abord. Elles déterminent le type d’effet, le nombre d’effets et le niveau de vide.
Entrée de la charge
La charge est pompée dans le train. L’ordre dans lequel elle traverse les effets est choisi selon le service.
Ébullition dans le premier effet
La vapeur vive chauffe le premier effet, où le liquide bout et libère de la vapeur.
Transmission de la chaleur
Cette vapeur devient le fluide de chauffage de l’effet suivant, qui fonctionne à plus basse pression et température. La chaleur d’une seule alimentation en vapeur est ainsi utilisée plusieurs fois.
Séparation de la vapeur et du liquide
Chaque effet sépare la vapeur du liquide partiellement concentré avant que l’un ou l’autre ne poursuive son chemin.
Atteinte de la concentration finale
Le produit atteint sa cible dans le dernier effet et est pompé vers le séchage, le mélange ou le stockage.
Condensation et collecte des condensats
La vapeur sortant du dernier effet est condensée, sous vide lorsque le procédé fonctionne ainsi, et les condensats sont rassemblés. Les condensats des services de jus entraînent avec l’eau des arômes, des acides organiques et des sucres : leur réutilisation dépend donc de leur qualité et de l’application.
Nettoyage en place
Entre les séries, le circuit en contact avec le produit est nettoyé en place ; la vitesse d’encrassement détermine la fréquence.
Principaux équipements de l’usine
- Corps d’évaporation (effets) avec séparateurs vapeur-liquide
- Conduites de vapeur reliant les effets
- Échangeurs de chaleur pour le chauffage et la charge
- Condenseur
- Système de vide, lorsque le procédé fonctionne sous vide
- Pompes pour la charge, la circulation et le concentré
- Réservoir et pompe de condensats
- Raccords de nettoyage en place
- Instruments de température, de pression ou de vide, de niveau et de débit
- Armoire de commande avec automate programmable
Produits de l’usine
Applications
- Concentration d’extraits botaniques et de plantes
- Liqueurs de procédé dans les lignes pharmaceutiques et nutraceutiques
- Concentrés de jus, d’arômes et de type laitier
- Liqueurs de procédé chimiques
- Réduction du volume d’effluents dans les dispositifs à rejet liquide nul (ZLD)
Caractéristiques principales
Chaleur réutilisée d’un étage à l’autre
La vapeur de chaque effet chauffe le suivant : on consomme donc moins de vapeur vive que si chaque étage fonctionnait seul.
Type d’effet adapté au liquide
Des corps à film tombant, à film montant, à circulation forcée ou mixtes peuvent être combinés : les charges fluides sensibles à la chaleur et les charges encrassantes n’ont donc pas à partager une seule conception de compromis.
Fonctionnement continu
La charge entre et le concentré sort sans interruption, ce qui convient mieux à des volumes quotidiens plus grands et plus réguliers que des cuves discontinues.
Nettoyage en place
Des raccords de nettoyage en place permettent un nettoyage régulier entre les séries, ce qui compte lorsque le liquide entartre ou brûle sur les surfaces de chauffe.
Possibilité d’extension
La capacité peut être étendue par modules : un train peut donc démarrer au volume disponible aujourd’hui.
Produits associés
Questions fréquentes
Quand un évaporateur à effets multiples a-t-il du sens ?
Comment fonctionne la réutilisation de la vapeur ?
Combien d’effets choisir ?
Pourquoi le comportement à l’ébullition et l’encrassement comptent-ils pour le dimensionnement ?
Quels types d’évaporateurs peuvent servir d’effets ?
Comment un évaporateur à effets multiples se compare-t-il à un évaporateur MVR ?
Le concentré peut-il aller directement au séchage ?
Que préparer pour une proposition technique ?
Que demande un évaporateur à effets multiples au site ?
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