evaporacion

EVAPORACION:



FUNDAMENTO: Se fundamenta en lograr disminuir la cantidad , de agua de un soluto no volátil, y un disolvente volátil, mediante la trasferencia de calor indirecta que se basa en la mezcla liquido-vapor, por medio de los mecanismos de transferencia de calor, conducción, convección y radiación, con la finalidad de reducir costos, alargar la vida de anaquel, e innovar productos.DIFERENCIAS DE LA EVAPORACIÓN, CON RESPECTO A OTRAS OPERACIONES: La evaporación difiere del secado en que el residuo es un líquido (a veces altamente viscosos) en vez de un sólido; difiere de la destilación en que el vapor es generalmente un solo componente y, aun cuando el vapor sea una mezcla, en la evaporación no se intenta separar el vapor en fracciones; difiere de la cristalización en quesu interés reside en concentrar una disolución y no en formar y obtener cristales. (TREYBAL)

OBJETIVOS DE LA EVAPORACION:

Reducción de peso y volumen de los fluidos por lo que disminuyen los gastos de almacenamiento, transporte y distribución.
Eliminación de grandes cantidades de agua de modo efectivo y eficiente (por ejemplo: zumos de frutas, leche y café) antes de su deshidratación,congelación o esterilización.
Aumento en el contenido en sólidos totales (por ejemplo: mermeladas y melazas) y mejora su conservación por reducción de su actividad de agua
Suministra un producto de uso más cómodo para el consumidor (concentrados de frutas para diluir, sopas y pastas de tomate o ajo) o el fabricante (por ejemplo: pectina líquida o fruta concentrada utilizada en la elaboración dehelados o productos de pastelería).
Cambia el aroma y/o el color de los alimentos (por ejemplo: jarabes caramelizados para su utilización en productos de panadería y pastelería)
(McCabe, 1991).
Los factores que influyen sobre la velocidad de transferencia de calor y que determinan los tiempos de evaporación son:
La diferencia de temperatura entre el vapor y el líquido en ebullición. Evaporando apresión reducida esta diferencia se aumenta ya que desciende el punto de ebullición del líquido.
Como a medida que el líquido se concentra el punto de ebullición aumenta, la diferencia de temperatura entre el líquido en evaporación y el elemento calefactor disminuye, por lo que la velocidad de transferencia de calor se reduce.
Depósito de residuos en las superficies de intercambio. El aumentode residuos en la superficie de intercambio reduce la velocidad de transferencia de calor. Desnaturalizaciones de proteínas o depósitos de polisacáridos sobre estas superficies, dan lugar a chamuscamientos.
Película superficial. La resistencia a la transmisión de calor en el evaporador suele ser debida principalmente a la capa superficial de líquido. En muchos alimentos su viscosidad aumenta amedida que progresa su concentración, lo que disminuye la velocidad de transferencia de calor, además de permanecer el alimento más tiempo en contacto con las superficies calefactoras, lo que actúa en detrimento de su calidad.
Los principales factores que influyen en los gastos de un proceso de evaporación son las perdidas de concentrado y los gastos energéticos. Las pérdidas de producto se deben a:La formación de espumas, que disminuyen la velocidad de transferencia de calor y dificultan la separación del vapor.


LEYES:
LEY DE FOURIER:
Sea J la densidad de corriente de energía (energía por unidad de área y por unidad de tiempo), que se establece en la barra debido a la diferencia de temperaturas entre dos puntos de la misma. La ley de Fourier afirma que hay una proporcionalidadentre el flujo de energía J y el gradiente de temperatura.

Siendo K una constante característica del material denominada conductividad térmica.

Esquema 1. Flujo de energía por conducción.
Consideremos un elemento de la barra de longitud dx y sección S. La energía que entra en el elemento de volumen en la unidad de tiempo es JS, y la que sale es J’S. La energía del elemento cambia, en la...