Exercice 3
Soit un évaporateur sous vide permettant de concentrer un sirop de menthe, le débit massique d'alimentation de cet évaporateur est de 8 t.h-1. Le titre massique de la solution d'alimentation est wA = 5 %, le titre du concentrat, objectif de qualité de cette évaporation, est wC = 30 %.
Question
Faire un schéma de principe représentant cet évaporateur.
Question
Indiquer pour chacun des fluides entrant et sortant l'état.
Etat | |
|---|---|
Alimentation | Liquide |
Solvant | Vapeur |
Concentrat | Liquide |
Vapeur | Vapeur |
Condensat | Liquide |
Question
Déterminer le débit de concentrat et la capacité évaporatoire (débit de solvant).
BMG : A = S +C (1)
On ne connait pas S et C, il faut donc trouver une deuxième équation indépendante et ayant les mêmes inconnues.
Bilan partiel en soluté :
(2)
Il n'y a pas de soluté qui s'évapore avec le solvant donc :
Ainsi (2) devient :
= 1333,33 kg.h-1
Donc d'après (1) : S = A -C = 8000 -1333.33 = 6666.67 kg.h-1
Conclusion : Le débit massique de concentrat est donc de 1333.33 kg.h-1 et la capacité évaporatoire est donc de 6666.67 kg.h-1.
Question
Quel est le taux de concentration ?
= 6
Conclusion : Le taux de concentration est de 6.
Question
En considérant que le solvant est de l'eau à 60 °C, donnez la pression de travail dans l'évaporateur, (vous pouvez vous servir des courbes de l'exercice précédent).
Conclusion : La vapeur produite est en équilibre avec le concentrat, on peut donc considérer, que donc c'est une vapeur saturante. En se servant du graphe ou d'une des formules empiriques mettant en relation la température d'ébullition et la pression de vapeur.
Ici par la lecture graphique on trouve environ 0.2 bar, et si on utilise la loi d'Antoine :
= 5,00
Tv = exp(5,00) = 149,43 mmHg =
= 19922 Pa = 0,199
0,2 Bar
