Evaporacion

EVAPORACION

La evaporación es un de las operaciones unitarias claves en la ingeniería química, ya que se utiliza para incrementar la concentración de sólidos de soluciones líquidas por eliminación de disolvente por ebullición. El objetivo de la evaporación es concentrar una disolución consistente en un soluto no volátil y un disolvente no volátil. En la mayoría de los casos, la evaporación serefiere a la eliminación de agua de una solución acuosa.
Entre las aplicaciones de la evaporación están; la concentración de soluciones acuosas de sal, azúcar, hidróxido de sodio, glicerina, leche y jugo de naranja.
Los sistemas de evaporadores industriales normalmente constan de: Un intercambiador de calor para aportar calor sensible y latente de evaporación al alimento liquido. Para lograresto se utiliza generalmente vapor de agua. Un separador en el que el vapor se separa de la fase liquida concentrada, un condensador para condensar el vapor producido y una bomba de vacío.
En las plantas de proceso existen muchos tipos de evaporadores, cuya clasificación generalmente se basa en el diseño de su intercambiador de calor.

Métodos de operación de evaporadores
En cualquier operaciónde evaporación, el costo más importante del proceso es el vapor de agua consumido. Por lo tanto los métodos que tiendan a reducir este consumo (o de economía) son muy atractivos. Cuando se utiliza un solo evaporador, el vapor procedente del líquido en ebullición se condensa y se desecha. Este método recibe el nombre de evaporación de simple efecto. De otra forma; si el calor suministrado en elprimer efecto se utiliza para vaporizar al solvente; este vapor, a su vez, se utiliza como medio de calentamiento del siguiente efecto y así sucesivamente, hasta que el vapor generado en el último efecto se envía al condensador, este método de operación de evaporadores en serie es el llamado evaporación de múltiple efecto.
Es de esperar entonces que la presión en el efecto donde se produzca elcalentamiento, tenga una presión inferior que el efecto anterior; normalmente, el primer efecto se encuentra a presión superior a la atmosférica o a la atmosférica y el segundo y los demás siguientes han de estar por ello al vacío.
Dada la naturaleza del proceso, la evaporación es una de las operaciones unitarias que requiere un mayor consumo de energía. Es por ello que la evaporación en múltipleefecto es comúnmente utilizada en las industrias químicas, ya que es una manera muy efectiva de minimizar el consumo de energía y el agua de enfriamiento empleada en el condensador.
Es conveniente señalar que debido a razones económicas, se acostumbra diseñar a estos evaporadores de tal manera que sean del mismo tamaño, es decir, que sus áreas de transferencia de calor sean iguales.
En el estudio delos evaporadores de múltiple efecto, cada uno se denomina “cuerpo o efecto” y se van a numeran siempre en la dirección del flujo del vapor de agua producida.
El presente trabajo se enfoca a los cálculos de diseño de este último tipo de arreglo, por lo que se describirá a continuación con mayor detalle.

Métodos de alimentación en evaporadores de múltiple efecto
Para el diseño de un sistema demúltiple efecto se debe tomar una decisión para ensamblar el diagrama de flujo. Esto tiene que ver con la dirección del flujo del líquido a concentrar.
Existen diversas formas en que la solución a concentrar puede ser alimentada a los evaporadores de múltiple efecto, las más comunes pueden ser:
1) Corriente directa o paralela. La solución a concentrar se alimenta al primer efecto y fluye haciael siguiente evaporador en la misma dirección que el vapor de calefacción. La concentración de la solución aumenta desde el primer efecto hasta el último.
2) Contracorriente. La alimentación entra en el último evaporador y se retira como producto concentrado en el primer efecto.
3) Corrientes mixtas. Se trata de una combinación de los tipos de arreglos anteriores para formar un arreglo...