Evaporación

EVAPORACIÓN
El objetivo de la evaporación es concentrar una solución consistente en un soluto no volátil y un solvente volátil. La evaporación se realiza vaporizando una parte del solvente para producir una solución concentrada de licor espeso. En la gran mayoría de los casos, la operación unitaria de evaporación se refiere a la eliminación de agua de una solución acuosa. Factores de proceso:Concentración del líquido: Por lo general, la alimentación a un evaporados es bastante por lo que su viscosidad es similar a la del agua y opera con coeficientes de transferencia de calor bastante altos. Solubilidad: A medida que se calienta la solución y aumenta la concentración del soluto, puede excederse el límite de solubilidad del material en solución y se formaran cristales. Esto limita laconcentración máxima que puede obtenerse por evaporación de la solución Sensibilidad térmica de los materiales: Muchos productos, en especial los alimentos y otros materiales biológicos, son sensibles a la temperatura y se degradan cuando ésta sube o el calentamiento es muy prolongado. Formación de espumas. En algunos casos, los materiales constituidos por soluciones cáusticas, soluciones dealimentos como leche desnatada y algunas soluciones de ácidos grasos, forman espuma durante la ebullición. Esta espuma es arrastrada por el vapor que sale del evaporador y puede producir pérdidas de material. Presión y temperatura. El punto de ebullición de la solución está relacionado con la presión del sistema. Cuanto más elevada sea la presión de operación del evaporador, mayor será la temperatura deebullición. Igualmente al aumentar la concentración del soluto se requiere de mayor temperatura para alcanzar la ebullición. Formación de incrustaciones y materiales de construcción. Algunas soluciones depositan materiales sólidos llamados incrustaciones sobre las superficies de calentamiento. Estas incrustaciones se forman a causa de los productos de descomposición o por disminución de lasolubilidad. TIPOS GENERALES DE OPERADORES 1. Marmita abierta o artesa. Se hierve el líquido. El suministro de calor proviene de la condensación de vapor de agua en una chaqueta o en serpentines sumergidos en el líquido. pero el desperdicio de calor es excesivo. 2. Evaporador de tubos horizontales con circulación natural. El vapor de agua entra a los tubos y se condensa; el condensado sale por el otroextremo de los tubos. La solución a ebullición está por fuera de ellos. El vapor se desprende de la superficie líquida; después, casi siempre se hace pasar por dispositivos de tipo deflector para impedir el arrastre de gotas de líquido y sale por la parte superior.

3. Evaporador vertical con circulación natural. se usan tubos verticales y el líquido esta dentro de los tubos, por lo que el vaporse condensa en el exterior. Debido a la ebullición y a la disminución de densidad, el líquido se eleva en los tubos por circulación natural y fluye hacia abajo a través de un espacio central abierto grande, o bajada. Esta circulación natural incrementa el coeficiente de transferencia de calor. 4. Evaporador vertical de tubos largos. el líquido esta en el interior de los tubos. Estos miden de 3 a10 m de alto, lo que ayuda a obtener velocidades de líquido muy altas. Por lo general, el líquido pasa por los tubos una sola vez y no se re circula. Los tiempos de contacto suelen ser bastante breves en este modelo. 5. Evaporador de caída de película. el líquido se alimenta por la parte superior de los tubos y fluye por sus paredes en forma de película delgada. Por lo general, la separación devapor y líquido se efectúa en el fondo. Este modelo se usa mucho para la concentración de materiales sensibles al calor. 6. Evaporador de circulación forzada. se emplea el modelo de tubos verticales largos teniendo una tubería conectada a una bomba entre las líneas de salida del concentrado y la de alimentación. Sin embargo, los tubos de un evaporador de circulación forzada suelen ser más cortos...