capc3adtulo 10 evaporadores

Ingeniería del calor
Antonio Valiente Barderas

Capítulo X
Evaporadores.

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Ingeniería del calor
Antonio Valiente Barderas

Introducción
La evaporación es una operación de transferencia de calor utilizada para concentrar un
sólido disuelto en un líquido. En esta operación la disolución se pone a la temperatura de
ebullición de manera que el líquido se volatilice y deje al sólido másconcentrado en la
solución remanente. Para lograr eso se suministra calor a la solución y se separa los vapores
formados.
OBJETIVO

EQUIPO
Evaporadores,

Condiciones De Operación
Gasto de fluido, concentraciones, presión,
Temperatura, gasto de

vapor

LEYES DE LA NATURALEZA
Transferencia de calor por
Ebullición, aumento
Del punto de ebullición

Objetivos de la evaporación
La evaporación es quizás una delas operaciones unitarias más antiguas empleadas por el
hombre, pues casi con la operación de las primeras culturas comenzó la obtención de sal a
partir de la evaporación de agua marina, proceso que aún se sigue utilizando. La obtención
del azúcar impulsó el desarrollo de aparatos llamados evaporadores o tachos. En la
industria alimentaria es frecuente que se necesite eliminar parte del solvente quese
encuentra en ciertos alimentos líquidos
Los equipos empleados para tal efecto se llaman evaporadores, estos pueden adoptar
formas muy diversas. Una clasificación primaria los dividiría en evaporadores de contacto

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directo y de contacto indirecto. En la actualidad se emplea la evaporación para concentrar
ciertas sales o sustancias y paramejorar el sabor de las comidas.
Leyes de la evaporación
Los factores básicos que afectan a la evaporación son:
a) La rapidez con que se transfiere el calor. b) La cantidad de calor requerido para evaporar.
c) La temperatura máxima permisible del líquido. d) La presión a la que se lleva a cabo la
evaporación. e) Los posibles cambios en el producto concentrado, tanto químicos como
físicos que afectanla calidad nutritiva y sensorial. f) La elevación en el punto de ebullición
de la solución que se da sobre todo en las soluciones muy concentradas.
Para lograr la evaporación se requiere transferir calor, ya sea mediante la radiación solar o
mediante otro medio calentante (gases de combustión, vapor). En los evaporadores de
contacto indirecto, la transferencia de calor se hace a través de lasparedes de tubos
metálicos que separan el medio de calentamiento de la disolución, previniendo el mezclado.
Estos últimos evaporadores son los más usados pues evitan la contaminación de la
disolución
Para lograr una operación más eficiente se suele hacer vacío en el equipo de evaporación,
lográndose que la ebullición se efectúe a temperaturas más bajas y previniendo la
descomposición de los materialesorgánicos.
El medio de calentamiento más usual es el vapor de agua que cede su calor latente de
condensación. El cálculo del coeficiente de transferencia de calor para esta operación se
complica por el hecho de que las soluciones en ebullición presentan diversos patrones de
flujo. En general en la evaporación se puede tener la ebullición llamada nucleada, (formada
por numerosas burbujas que sedesprenden de la superficie agitando la solución o la
ebullición pelicular en la que se forma una película gaseosa pegada a los tubos calentantes.
El punto de ebullición de la solución que se evapora es muy importante y está regido por la
presión de trabajo y por la concentración de la solución que aumenta la temperatura de
ebullición
Con frecuencia la ebullición se emplea junto con lacristalización, fenómeno que se da
cuando la solución se sobresatura.
Equipo empleado
Evaporadores calentados por vapor o evaporadores sencillos.
Consisten en recipientes semiesféricos provistos con
un doble fondo para la circulación del vapor y se
utilizan en procesos intermitentes y para bajas
producciones.
Fig.1.- Esquema de un evaporador sencillo
Pueden ser abiertos o cerrados según que se trabaje a la...