Evaporadores

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE ZACATECAS

UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS

Campus Universitario Siglo XXI, Edificio 6

Programa de
INGENIERÍA QUÍMICA

Área de FORMACIÓN PROFESIONAL

Programa para el Curso de:

Transferencia de calor

Tema

ANÁLISIS y DISEÑO DE EQUIPO PARA LA EVAPORACIÓN
(Badger y Banchero)

RESPONSABLE DEL CURSO

DR. VICTOR MANUEL GARCÍASALDIVAR

Semestre Enero – Junio del 2010.

CAPÍTULO 5

E V A P O R A C I Ó N

5.1.- INTRODUCCIÓN

Esta operación consiste en la separación de un disolvente volátil de un soluto no volátil por vaporización del disolvente.

Las condiciones en que se efectúa la evaporación son muy variadas en la práctica. El líquido a evaporar puede ser menos viscoso que el agua o tan viscoso quedifícilmente fluya; puede depositar incrustaciones sobre la superficie de calefacción; puede precipitar cristales; puede tender a la formación de espuma; puede tener una gran elevación en el punto de ebullición o puede ser dañado por aplicación de altas temperaturas. Toda esta variedad de problemas ha producido una variedad considerable en los tipos de construcción mecánica utilizados.Consideraciones prácticas y las costumbres seguidas en algunas industrias han influido considerablemente en el proyecto de evaporadores.

5.2.- TIPOS DE EVAPORADORES
Los diferentes tipos de evaporadores pueden clasificarse como sigue:
A. Aparatos calentados a fuego directo.
B. Aparatos con el medio calentador en camisas, dobles paredes. etc.
C. Evaporadores calentados por vaporcon tubos como superficies calefactoras.
a) Tubos horizontales (vapor por el interior de los tubos)
b) Tubos verticales.
1. Tipo estándar.
2. Tipo cesta.
3. Tipo de tubos largos.
4. Tipo de circulación forzada.
c. De tubos de formas especiales: serpentines, tubo en “U” etc.

5.3.- APARATOS CALENTADOS A FUEGO DIRECTO
El dispositivo más importante que cae dentro de esteapartado es la caldera de vapor, que no puede ser objeto de estudio aquí, ésta se analiza en otras asignaturas tales como “Ingeniería de Servicios”, entre otras.

5.4.- APARATOS DE CAMISA CALEFACTORA
Cuando se desea evaporar líquidos en pequeñas cantidades, la operación se efectúa en uno cualquiera de los tipos de caldera con camisa de vapor que existen, construidas con una gran variedad demateriales, modelos y tamaños. El material de construcción más empleado es la fundición. En estos aparatos la camisa puede ser fundida de una pieza con la caldera, o puede hacerse con una chapa de metal unida exteriormente. En muchas industrias, tales como las de preparación de alimentos se emplean las calderas de acero inoxidable, aluminio, cobre y metales similares. En ellas la camisa estáconstruida de chapa de metal roblonada, o soldada al cuerpo; en industrias farmacéuticas y químicas especiales se emplean con gran profusión las calderas esmaltadas.
En la figura 5.1 se muestra un diagrama esquemático de este tipo de aparatos. El vaso interior o caldera propiamente dicha, se construye de una sola pieza para pequeños tamaños y de varias chapas soldadas para grandes tamaños. La uniónentre la caldera y la camisa se hace bien por soldadura o por medio de juntas y tornillos. El fondo de la camisa lleva una tubería para salida del agua condensada, y un drenaje para la salida del producto. En la parte superior de la camisa va la entrada de vapor y una salida para descarga de los gases incondensables.

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Fig. 5.1. Caldera con camisa de vapor

La velocidad detransferencia de calor en estos aparatos puede variar de 250 a 1,400 kcal/(h m2 °C), dependiendo de la viscosidad del líquido que se va a evaporar, de la intensidad de la agitación y, en menor escala, del material de que está construida la caldera. La figura 5.2 presenta esquemáticamente algunos detalles de construcción de las calderas metálicas provistas de camisa.

5.5.- EVAPORADORES DE...