Evaporasyon ve Evaporatörler

Evaporasyon

• Evaporasyon çözücünün kaynatılarak uzaklaştırılması yolu ile çözeltinin su eldesi derişiklendirilmesi işlemidir.

• Evaporasyonda buhar tek bir bileşenden meydana gelir ya da buharda birkaç bileşen bulunsa bile bunları birbirinden ayırmak için herhangi bir işlem yapılmaz.

• Evaporasyon sonucunda ortaya çıkan atık sıvıdır. Genellikle istenilen derişiklendirilmiş çözeltidir. Fakat bazen, buharlaştırılan çözücü ana üründür.(deniz suyunun buharlaştırılması ile içilebilir su eldesi)

• Derişiklendirme, genellikle çözeltideki çözünenin çökmeye başlamasından önce durdurulur. Temel olarak evaporatör çözeltinin kaynaması için bir ısı değiştirici, ve buhar fazını kaynayan sıvıdan ayırmaya yarayan bir cihaz içerir.

• Evaporasyon yapılan sıvı sudan daha akıcı veya güçlükle akabilecek kadar viskoz olabilir.

Evaporasyonda genel olarak buharlaştırılması gereken kısım su kısmıdır.

Sıvı haldeki suyu buhar haline getirmek için gereken ısı miktarına veya yoğunlaşma sırasında buhardan alınan ısı miktarına “buharlaşma gizli ısısı” denilmektedir.

Tüm sıvılar içinde su en fazla buharlaşma ısısına sahip olanıdır.

Su molekülleri katı solüsyondan ya da kolayca buharlaşamayan sıvıdan buhar olarak ayrılabilmek için yeterli enerjiyi elde ettiklerinde evaporasyon oluşur

Evaporasyonda Sıvıya İlişkin Özellikler

Evaporasyon sırasında sıvının bazı özelliklerinde değişimler olmaktadır. Sıvıya ilişkin en önemli özellikler şunlardır:

1. Konsantrasyon: Buharlaştırılacak çözeltiler genellikle seyreltiktir. Evaporatörde ise işlem boyunca konsantrasyon gittikçe derişik olur. Çözeltideki katı maddenin konsantrasyonu arttıkça çözeltinin viskozite ve yoğunluğu da artar. Ancak konsantrasyon ısı transferi için uygun olmayan bir durum yaratır, yani evaporasyonun ilerleyen zamanında daha çok ısı enerjisi gerektirir. Çözelti konsantre hale geldikçe kaynama noktası da yükselir

2.Köpürme: Bazı maddeler, özellikle yağsız süt gibi organik maddeler evaporasyon sırasında köpürürler. Bazen bu köpükler buhar ile birlikte kaçabilir, bu da evapore olacak madde için bir kayıp oluşturur.

3.Isı duyarlılığı: Birçok saf kimyasal madde, özellikle eczacılıkta kullanılanlar, orta ısısında bile kısa zamanda bozulurlar. Bunlar için özel teknik uygulanır.

4.Kabuk: Bazı organik materyaller ısıtıcı boru (18/10 krom-nikel alaşımı) yapılmalıdır. yüzeyinde evaporasyonun ilerleyen döneminde kabuk oluştururlar. Bu durumda ısının geçişi azaldığından buharlaştırıcı durdurulur, temizlik yapılır ve tekrar çalıştırılır.

5.Yapım malzemesi: Birçok çözelti demiri oksitlediğinden evaporatörler, gıda ve süt sanayinde mutlaka paslanmaz çelikten yapılır.

EVAPORATÖRLER (Buharlaştırıcılar)

Gıda endüstrisinde kullanılan hammaddelerin çoğunun yapısında örneğin sütte %83 sebze ve meyvelerde %98’lere varan oranlarda su bulunur.Evaporasyon ,basit tanımı ile yapıdaki suyun  kısmi uçurulmasıdır.

Suyun yapıdan alınması katı ve sıvı arsındaki  uçuculuk farkından kaynaklanır.Evaporasyon, kurutma öncesi bir ön konsantre(koyulaştırma) işlemi olarak hacim ve ağırlığı azaltıldığından evaporasyon ile elde edilen avantajlar  sağlar.

evaporasyonun etkileri aşağıdaki gibi özetlenebilir.

Ürün işlenmesi için gerekli olan enerjiden ekonomi sağlar

Taşıma, Depolama,yapı ve ambalajlama maliyetlerini azaltır.

Kuru maddeyi arttırarak su aktivitesine dönüştürür.

Üründeki tat,koku ve renk özelliklerini değiştirir.

Üretimde istenilen bazı teknik ve teknolojik özelliklere örneğin; ürüne mikrobiyolojik yönden bozulmayan bir nitelik kazandırmak gibi sonuçlara ulaşmayı sağlar.

Gıda endüstrisinde fabrikalarda koyulaştırma ve kurutma işlemleri ile ilgili tesisler,bunların çeşitli yardımcı donanımları ile en karışık ve maliyetleri en yüksek olan tesislerdir.

Kristalizasyon ve evaporasyon,sıvı ürünlerde ürünün yapısındaki su oranını düşürmek için uygulanan bilinen iki yöntemdir.Örneğin;kış mevsiminde kısmi dondurma işlemi uygulaması gibi

Günümüzde meyve suları Üretiminde  bazı fraksiyonel kristalizastiyon uygulamaları halen varsa da pratik nedenlerden dolayı genel olarak bu yöntemin yerini evaporasyon almıştır.

Kristalizasyon öncesi şeker veya tuz çözeltilerinin evaporasyonu, karemelizasyon yada şekerli ürünlerin(karamela,akide şekeri vs) yapımında gerekli olan görünüm ve belirli tat ve aroma değişikliklerinin sağlanması amacıyla şekerli çözeltilerin kaynatılması,süt, meyve-sebze sularının konsantırasyonu evaporasyon uygulamalarına yaygın bir örnektir.

Günümüzde reçel ve marmelat yapımı sayesinde milyonlarca litre çeşitli meyve suyunun ve nektarın kutulanması ve milyonlarca litre kayısı,şeftali ve armut  konsantratının muhafazası sağlanmaktadır.

Modern Tavukçuluk işletmeleri konsantre yayık-altı, dondurma imalatçıları ise meyveli dondurma yapımında tonlarca çeşitli meyve konsantratının muhafazasını sağlamaktadır.

Bazı konsantre ve komprime yiyecekler,alkolden arındırılmış şarap ve bira tadındaki içeçekler ile çeşitli vitamin ve besleyici öğelerle zenginleştirilmiş değişik tat ve aromada kurutulmuş adeta bir kağıt haline( yemek kartı) getirilmiş yiyecekler evaporasyon ve kurutma tekniklerinin ilginç son buluşudur.

…