Laboratorio de evaporacion uni

1.- OBJETIVO:

➢ Concentrar una solución que consta de un soluto no volátil y un disolvente volátil.

➢ Evaluar el COEFICIENTE GLOBAL DE TRANSFERENCIA DE CALOR del evaporador que tenemos, en este caso, del evaporador de tubos verticales de un sólo efecto.

➢ Determinar la economía del vapor.

2.- FUNDAMENTO TEÓRICO:

La evaporación es una operación que consiste en laseparación de un disolvente volátil de un soluto no volátil por vaporización del disolvente; el agua es el disolvente que con más frecuencia hemos de separar. La evaporación se lleva a cabo vaporizando una parte del disolvente con el fin de obtener una solución concentrada. La evaporación se diferencia del secado en que el residuo es un líquido en vez de un sólido; de la destilación, en que el vapores generalmente un solo componente, y aún cuando el vapor sea una mezcla, en la evaporación no se pretende separar el vapor en fracciones; de la cristalización, en que el interés se centra en concentrar una solución y no en la formación y crecimiento de cristales. Generalmente, en evaporación el líquido concentrado es el producto valiosos mientas que el vapor se condensa y desprecia. Sin embargo,en algún caso concreto puede ocurrir lo contrario. Así, el agua conteniendo sales se somete con frecuencia a evaporación con el fin de obtener un producto libre de sólidos para alimentación de calderas, para procesos especiales o para el consumo humano.
La resolución de los problemas de evaporación se lleva a cabo por aplicación de los conceptos generales referentes a la transmisión del calordesde el vapor condensante hasta la disolución a concentrar. Esta cantidad de vapor viene dada por la expresión:

q= U A (T

COEFICIENTE INTEGRAL DE TRANSMISIÓN DE CALOR:

Para la determinación de este coeficiente hemos de conocer el coeficiente de condensación del vapor de calefacción, la resistencia de conducción del material que forma la superficie de intercambio de calor entre el vaporcondensante y la disolución, incluyendo los depósitos sólidos, y el coeficiente de convección del líquido hirviente. En la práctica este coeficiente ha de determinarse experimentalmente en cada caso, aunque se dispone de una serie de gráficas, correspondientes a los distintos tipos de evaporadores, que permiten determinar el valor de este coeficiente para distintas condiciones de operación.
Ladiferencia de temperaturas entre el valor condensante y el líquido hirviente es función de los siguientes factores:

Las condiciones del vapor de calefacción
La presión de la cámara de evaporación
La concentración de la disolución.

La gran variedad de características del líquido que existe, es lo que hace que esta operación constituya un arte distinto de la simple transmisión de calor. Acontinuación se consideran algunas de las propiedades más importantes de los líquidos que se someten a evaporación:

a).- Concentración: Aunque el líquido que entra como alimentación a un evaporador puede ser suficientemente diluido y poseer muchas de las propiedades físicas del agua, a medida que aumenta la concentración, la solución adquiere cada vez un carácter más particular. La densidad yviscosidad aumentan con el contenido de sólidos hasta que la solución se satura o se hace demasiado dificultosa para la adecuada transmisión de calor. La ebullición continuada de una solución saturada da lugar a la formación de cristales que es preciso retirar con el fin de evitar la obstrucción de los tubos. A medida que aumenta la proporción de sólidos aumenta también la temperatura deebullición de la solución, que puede ser mucho mayor que la del agua pura a la misma presión.

b).- Formación de espuma: Algunos materiales, especialmente sustancias orgánicas, forman espuma durante la vaporización. Con el vapor sale del evaporador una espuma estable que origina un gran arrastre. En los casos extremos toda la masa del líquido es arrastrada por el vapor.

c).- Sensibilidad a la...