Evaporación

Práctica 6

Evaporación
OBJETIVOS

• General
o Desarrollar habilidades en el manejo del equipo de evaporación de simple efecto, así como evaluar la economía del proceso de una solución diluida de sacarosa-agua, sal-agua.
• Particular
o El alumno será capaz de elaborar un protocolo de funcionamiento del equipo de evaporación de simple efecto del laboratorio debioseparaciones.
o El alumno evaluara las variables involucradas en un proceso de evaporación, manipulando la información del balance de materia y energía para el sistema sacarosa-agua.


MARCO TEÓRICO


En la evaporación se elimina el vapor formado por ebullición de una solución líquida de la que se obtiene una solución más concentrada. En la gran mayoría de los casos, la operaciónunitaria de evaporación se refiere a la eliminación de agua de una solución acuosa. Normalmente, en evaporación el producto valioso es el líquido concentrado mientras que el vapor se condensa para la alimentación de calderas, para procesos con requerimientos especiales.

Ejemplos:

La concentración de soluciones acuosas de azúcar, cloruro de sodio, hidróxido de Por lo general, la alimentaciónlíquida a un evaporador es bastante diluida, por lo que su viscosidad, bastante baja, es similar a la del agua y se opera con coeficientes de transferencia de calor bastante altos.

sodio, glicerina, gomas, leche y jugo de naranja.

En estos casos, la solución concentrada es el producto deseado y el agua evaporada suele desecharse

Factores que definen el proceso

Las propiedades físicas yquímicas de la solución que se está concentrando y del vapor que se separa tienen un efecto considerable sobre el tipo de evaporador que debe usarse y sobre la presión y la temperatura del proceso.



1. Concentración en el líquido.

A medida que se verifica la evaporación, la solución se concentra y su viscosidad puede elevarse notablemente, causando una marcada disminución delcoeficiente de transferencia de calor.



2. Solubilidad.

A medida que se calienta la solución y aumenta la concentración del soluto o sal, puede excederse el límite de solubilidad del material en solución y se formaran cristales. Esto limita la concentración máxima que puede obtenerse por evaporación de la solución.



3. Sensibilidad térmica de los materiales.

Muchos productos, enespecial los alimentos y otros materiales biológicos, son sensibles a la temperatura y se degradan cuando ésta sube o el calentamiento es muy prolongado. Entre ellos están los materiales farmacéuticos; productos alimenticios como leche, jugo de naranja y extractos vegetales; y materiales químicos orgánicos delicados.



4. Formación de espumas.

En algunos casos, los materiales constituidospor soluciones cáusticas, soluciones de alimentos 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.



5. Presión y temperatura.

El punto de ebullición de la solución está relacionado con la presión del sistema. Cuanto más elevada sea la presión de operacióndel evaporador, mayor será la temperatura de ebullición. Además, la temperatura de ebullición también se eleva a medida que aumenta la concentración del material disuelto por la acción de la evaporación (Propiedades Coligativas).



6. Formación de incrustaciones y materiales de construcción.

Algunas soluciones depositan materiales sólidos llamados incrustaciones sobre las superficies decalentamiento. Estas incrustaciones se forman a causa de los productos de descomposición o por disminución de la olubilidad. El resultado es una reducción del coeficiente de transferencia de calor, lo que obliga a limpiar el evaporador.







Tipos generales de evaporadores



1. Marmita abierta o artesa.

La forma más simple de un evaporador es una marmita abierta o artesa...