TRANSFERENCIA DE CALOR































EVAPORACIÓN POR LOTES

1. RESUMEN
En el proceso de elaboración de concentrados de fruta – Bocadillo, se desea elevar la concentración de sólidos solubles (de X carga °Brix , seleccionada) de la mezcla de pulpa de guayaba para la elaboración de zumo por lotes, ésta operación tiene lugar en un evaporador de tubos horizontales, con elcual, se retira la cantidad de agua necesaria para obtener un producto con un contenido de sólidos solubles de y 66ºBrix.

2. OBJETIVOS

2.1. Objetivo general
Estudiar la operación de concentración de soluciones por evaporación simple.

2.2. Objetivo específico
Evaluar el desempeño de un evaporador por lotes en la concentración de pulpa de guayaba para la elaboración de zumo.Determinar la variación del volumen en el tanque de condensado, en función del tiempo de operación y de la concentración de la solución inicial.

Observar la tendencia de la solución a elevar su temperatura de ebullición.

3. SUPOSICIONES Y RESTRICCIONES

ƒ Las pérdidas de calor con los alrededores no son despreciables. (No es posible suponer esto en un equipo tan grande, que maneja tanaltas temperaturas y que No tiene acondicionado un sistema de aislamiento totalmente efectivo). Por ello, se supone Una pérdida de calor del 10%.
Las incrustaciones en las paredes de los tubos se consideran despreciables (el equipo se limpia después de cada operación).

4. PROCEDIMIENTO
En esta práctica, el estudiante deberá asignar una carga de alimentación al evaporador, esto es, un caudalen la carga para un tiempo de carga calculado (como dato de salida), requiriendo que terminado este tiempo se suspenda la alimentación de la solución insaturada. Luego elegirá la concentración de la solución de alimentación, la presión manométrica del vapor de calentamiento y la presión manométrica del vapor de vacío. Por último tomará luego los datos de temperaturas en el evaporador, nivel devapor de proceso condensado en el tanque recolector al transcurso del tiempo de operación, y el flujo de vapor de servicio condensado, correspondientes a cada intervalo de tiempo, para poder realizar análisis de variables.

5. VARIABLES DE ENTRADA Y SALIDA

5.1. Variables de entrada

Caudal de alimentación en la carga.
Concentración de la solución inicial.
Presión manométrica de vacío enel evaporador.
Presión manométrica del vapor de calentamiento.

5.2. Variables de salida
Tiempos totales de operación.
Temperatura en el fondo del evaporador a inicio y al final del tiempo de operación.
Nivel de vapor de proceso condensado en el tanque V-101
Temperatura en la sima del evaporador.

6. LISTA DE EQUIPOS
Evaporador de calandria.
Báscula.
Bomba de centrífuga.Condensador.
Bomba de vacío.
Báscula e instrumentos de medida.
7. VARIABLES Y PARÁMETROS DE OPERACIÓN Y EQUIPOS




8. IMAGEN DE LA PRÁCTICA
La imagen de la práctica es evaporación_por_lotes.jpg















9. VARIABLES DE LA PRÁCTICA







10. FÓRMULAS
Al establecer los parámetros que definen la dimensión de los tubos de la calandria y del espacio dellenado de solución en el evaporador, y al tener seleccionados los valores de las variables de entrada tenemos que:
Llevamos las presiones manométricas a presión absolutas:



Teniendo estas dos presiones, determinamos su temperatura de saturación, respectivamente, con regresión sobre las tablas de vapor del agua.




Ahora se determina la elevación del punto de ebullición para laconcentración inicial y final, al hacer regresión polinomial sobre la gráfica que nos da el libro de Kern en su gráfica 14.34a:


Y se la sumamos a la temperatura de saturación antes calculada, para tener una aproximación más real de la temperatura de ebullición.
Ahora tomamos el valor de coeficiente de transferencia de calor de diseño, que nos sugiere el libro de Kern en su apéndice A, en la...