Ebullicion

EVAPORACIÓN
La operación consiste en la separación de un disolvente volátil de un soluto no volátil por vaporización del disolvente; el agua es el disolvente que con más frecuencia se separa. La calefacción se efectúa por medio del vapor condensante.
Los problemas de evaporación, se resuelven por aplicación de los conceptos generales de transmisión de calor DESDE EL VAPOR CONDENSANTE HASTA LADISOLUCIÓN A CONCENTRAR. La cantidad de calor será .
Las partes esenciales de un evaporador son la cámara de calefacción y la cámara de evaporación, separadas por la superficie de calefacción A, a través de la que se trasmite q. t, es la diferencia de temperaturas, entre la temperatura de condensación del vapor calefactor y la temperatura de ebullición del líquido que se concentra. Este valor de tdepende de:
 las condiciones del vapor de calefacción: en general no se utilizan altas presiones, aunque al hacerlo así, seria mayor la temperatura de condensación y en consecuencia, el gradiente entre ambas cámara y q transmitido. La razón es la carestía y el aprovechamiento para producir energía mecánica. Revísese una tabla que exprese las propiedades termodinámicas del vapor de aguasaturado y en concreto las relaciones tª/p/entalpia y el calor latente de condensación.
 La presión mantenida en la cámara de evaporación. Claramente si se disminuye la presión se desciende la temperatura de ebullición. Esta cámara trabaja a vacío.
 La concentración de la disolución.
Si se trata de un disolvente puro, su temperatura de ebullición sería la correspondiente a la presión que semantuviera en la cámara de evaporación, pero al tratarse de disoluciones, la presión de vapor de la disolución es menor que la del disolvente puro y por tanto la temperatura de ebullición de la disolución es mayor, produciéndose UN INCREMENTO DEL PUNTO DE EBULLICIÓN (recuérdese la ley de Raoult y el aumento ebulloscopico).
El incremento en el punto de ebullición no se determina teóricamente, sinoexperimentalmente debido a las desviaciones respecto a lo ideal. Esto se hace mediante la conocida regla de Dühring: “si se representa el punto de ebullición de una disolución frente al punto de ebullición del disolvente, los puntos correspondientes a distintas presiones, caen en una linea recta”.
El cálculo de evaporadores utiliza todo lo expuesto, junto a balances de materia y de calor o entalpicos.Cuando un simple evaporador no rinde los resultados, se recurre a evaporación en múltiples efectos (directa, paralela, contracorriente, mixta).
EJEMPLO DE UN EVAPORADOR SIMPLE
W, S, F y E son caudales de alimentación en kg/h de vapor calefactor (W), disolución concentrada (S), disolución diluida (F), disolvente evaporado(E).
Las entalpías o contenidos caloríficos en Kcal/s Kg se representanpor “H” (si es de vapor) y “h” (si es líquido).
El evaporador esta dividido en dos cámaras: la cámara de calefacción (a) y la cámara de condensación (b).
a) Balance de materia
| TOTAL | SÓLIDO | LIQUIDO |
Sol. Diluida | | | |
Sol. Concentrada | | | |
Disolvente evaporado | | | |
b) Balance de calor o entalpicos
Si el condensado procedente del vapor de calefacción, abandona lacámara de calefacción a la temperatura de condensación tenemos y como quedaría .
El líquido concentrado y el vapor que salen de la cámara de evaporación están en equilibrio y si la disolución no tiene incremento en el punto de ebullición estarán ambos a temperatura ts. Tomando esta como referencia para las entalpías se anula Shs. Por otra parte He es el calor latente de vaporización de ladisolución a ts y hF será .
La ecuación anterior queda:
Si existe incremento en el punto de ebullición el vapor procedente de la disolución es vapor recalentado y tomando como referencia ts su entalpía sería el calor latente a más la entalpía debida al recalentamiento que a su vez es .
Algunas aclaraciones a LOS PROBLEMAS DE EVAPORACIÓN REALIZADOS
Los problemas realizados cabe encuadrarles en dos...