Evaporacion circulacion natural

Objetivos
Que el alumno al término de las sesiones correspondientes al estudio de este equipo experimental sea capaz de:
a) Explicar el funcionamiento del Evaporador de simple efecto de circulación natural del tipo de película ascendente-descendente.
b) Operar el equipo realizando cambios en las variables que puedan ser controladas a voluntad del operador.
c) Analizar los efectos delos cambios de las variables y como lograr un aumento en la capacidad de producción.
Introducción
Evaporador de circulación natural
En un evaporador de circulación natural se distribuyen una serie de tubos cortos verticales (calandria de tubos) dentro de una carcasa por donde circula el vapor. Cuando se calienta el producto, la propia evaporación de este hace que vaya subiendo por el interiorde los tubos (evaporación súbita que arrastra el líquido), mientras que por el exterior de los mismos condensa el vapor calefactor.
El producto concentrado junto con el vapor generado pasa a una cámara de vacio, donde el vapor se destina al condensador (si tiene valor añadido) o se libera, y el producto concentrado puede volver a introducirse como alimentación si se requiere mayor concentración, oextraerlo del equipo como producto final.
Evaporador de película ascendente
Un evaporador de película ascendente consta de una calandria de tubos dentro de una carcasa, la bancada de tubos es más larga que en el resto de evaporadores (10-15m). El producto utilizado debe ser de baja viscosidad debido a que el movimiento ascendente es natural. Los tubos se calientan con el vapor existente en elexterior de tal forma que el líquido asciende por el interior de los tubos, debido al arrastre que ejerce el vapor formado. El movimiento de dichos vapores genera una película que se mueve rápidamente hacia arriba.
Al igual que en otros evaporadores, el líquido concentrado puede realimentarse (problema porque su viscosidad habrá aumentado) o extraerse como producto final.
Evaporador de películadescendente
Los evaporadores de película descendente generan una fina película de líquido dentro de los tubos, la cual desciende por gravedad. Para lograr la película se usan unos difusores llamados boquillas de pulverización. Es más apropiado para líquidos viscosos que caen fácilmente por gravedad.
Estos tipos de evaporadores son los más difundidos en la industria alimenticia, por las ventajasoperacionales y económicas que los mismos poseen. Estas ventajas se pueden resumir de la siguiente forma:
Alta eficiencia, economía y rendimiento.
Alta flexibilidad operativa.
Altos coeficientes de transferencias térmicos.
Capacidad de trabajar con productos termosensibles o que puedan sufrir deterioro parcial o total de sus propiedades.
Limpieza rápida y sencilla (CIP)
En estos evaporadoresla alimentación es introducida por la parte superior del equipo, la cual ha sido normalmente precalentada a la temperatura de ebullición del primer efecto, mediante intercambiadores de calor adecuados al producto
Se produce una distribución homogénea del producto dentro de los tubos en la parte superior del evaporador, generando una película descendente de iguales características en la totalidadde los tubos. Este punto es de suma importancia, ya que una insuficiente mojabilidad de los tubos trae aparejado posibles sitios en donde el proceso no se desarrolla correctamente, lo cual lleva a bajos rendimientos de evaporación, ensuciamiento prematuro de los tubos, o eventualmente al taponamiento de los mismos.
Dentro de los tubos se produce la evaporación parcial, y el producto que estasiendo concentrado, permanece en íntimo contacto con el vapor que se genera. Los dos fluidos, tanto el producto como su vapor, tienen igual sentido de flujo, por lo que la salida de ambos es por la parte inferior de los tubos. En la parte inferior del evaporador se produce la separación de estas dos fases. El concentrado es tomado por bombas y el vapor se envía al condensador (simple efecto),...