Bioseparaciones

INTRODUCCIÓN
Los términos evaporación o vaporización se aplican al paso del estado líquido al estado gaseoso. Cuando el fenómeno se produce únicamente en la superficie de la masa líquida se designa como evaporación. Si el paso a vapor tiene lugar afectando toda la masa líquida se denomina vaporización o ebullición.
La vaporización y la evaporación aumentan con la temperatura, puesto que setrata de fenómenos endotérmicos. También se incrementan al aumentar la superficie libre del líquido. Generalmente no se distingue entre evaporación y vaporización, definiéndose simplemente la evaporación como el proceso mediante el cual una fase líquida se transforma en vapor. Cuando un líquido llena parcialmente un recipiente cerrado, las moléculas que abandonan el estado líquido ocupan el espaciolibre hasta saturar el recinto, produciendo una presión determinada que se denomina presión de vapor. Esta presión varía según sea la naturaleza del líquido y con la temperatura, pero es independiente del volumen; es decir, si sobre este recinto saturado con una presión de vapor se ejerce una presión externa, sin variar la temperatura, una parte del vapor pasará de nuevo al estado líquido, ya quela presión de vapor del líquido se mantiene constante a una temperatura dada.
Cuando la presión de vapor, que aumenta al incrementar la temperatura, se iguala a la presión atmosférica se produce la ebullición del líquido.
Evaporación en efecto simple y múltiple
El modo más sencillo en que puede llevarse a cabo la evaporación es empelando una sola etapa, o evaporación de "efecto simple". Estemodo de operación se emplea cuando la cantidad de disolución a tratar es relativamente pequeña y/o el coste del vapor es barato comparado con la inversión necesaria para un evaporador más complejo.
Cuando la capacidad requerida es grande, es necesario mejorar el aprovechamiento energético para reducir los costes operativos, lo que conduce al empleo de evaporadores de "múltiple efecto" que presentanuna mejor "economía" del vapor. En los evaporadores de múltiple efecto, el vapor generado en un efecto se aprovecha en otro como medio de calefacción. En la figura 10.5 se presentan estos distintos modos de operación. Está claro que para que el sistema funcione hay que rebajar la presión de modo que T3 < T2 <T1, porque P3 <P2 < P1.

Fig. 10.5. Modos de operación de los evaporadores:a) Efecto simple; b) y c) efecto múltiple. (Fuente: Calleja Pardo et al., 1999, pp. 317).
OBJETIVOS

* General:
Desarrollar habilidades de manejo del equipo de evaporación de simple efecto, así como evaluar la economía del proceso de una solución diluida de sal-agua.

* Particulares:
El alumno:
* Será capaz de elaborar un protocolo de funcionamiento del equipo de evaporación desimple efecto del Laboratorio de Bioseparaciones.
* Evaluará las variables involucradas en un proceso de evaporación, manipulando la información del balance de materia y energía para el sistema de sal-agua.

ACOTACIONES
Alimentación
Vapor de servicio
Vapor de proceso
4 Vapor condensado
5 Sol. Concentrada

1

2

3

ACOTACIONESAlimentación
Vapor de servicio
Vapor de proceso
4 Vapor condensado
5 Sol. Concentrada

1

2

3

DIAGRAMA DE BLOQUES
1

Evaporador
3

5

2

4

1

Evaporador
3

5

2

4



ACOTACIONES
Alimentación
Clarificado
Solidos

1

2

3

ACOTACIONES
Alimentación
Clarificado
Solidos

1

2

3

1

Filtro prensa2

3

1

Filtro prensa
2

3

DIAGRAMA DE FLUJO:

Temperatura °C
Presión (KPa)
Puntos de balance
Temperatura °C
Presión (KPa)
Puntos de balance

Nomenclatura del equipo Nomenclatura de corrientes:
Etiquetas | Descripción |
1 | Alimentación |
2 | Recirculación de vapor de proceso |
3 | Vapor de proceso condensado |
4 | Solución concentrada |
Equipo |...