Evaporación

Instituto Tecnológico de Tepic
Evaporación
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El objetivo de la evaporación, es concentrar una disolución consistente en un soluto no volátil y un disolvente volátil. La evaporación se realiza vaporizando una parte del disolvente para producir una disolución concentrada. La evaporación difiere del secado, en que le residuo esun líquido en vez de un sólido; difiere de la destilación en que le vapor es generalmente un solo componente y, aun cuando el vapor sea una mezcla, en la evaporación no se intenta separar el vapor en fracciones; difiere de la cristalización en que su interés reside en concentrar una disolución y no en formar y obtener cristales.
Normalmente, en evaporación el producto valioso es el líquidoconcentrado mientras el vapor se condensa y se desecha. Sin embargo, en algún caso concreto puede ocurrir lo contrario.
Características del líquido. La solución práctica a un problema de evaporación está profundamente afectada por el carácter del líquido que se concentra.
Concentración. A medida que aumenta la concentración, la disolución adquiere cada vez un carácter másindividualista. La densidad yla viscosidad aumentancon el contenido del solido hasta que la disolución o bien se transforma en saturada, o resulta inadecuada para una transmisión de calor adecuada. La ebullición continuada de una disolución saturada da lugar a la formación de cristales, que es preciso separar pues de lo contrario obstruyen los tubos. La temperatura de ebullición de la disolución puede también aumentarconsiderablemente al aumentar el contenido del sólido, de forma que la temperatura de ebullición de una disolución concentrada puede ser mucho mayor que la del agua a la misma presión.
Formación de espuma. Algunos materiales, especialmente sustancias orgánicas, forman espuma durante la vaporización. Una espuma estable acompaña al vapor que sale del evaporador dando lugar a un importante arrastre. Encasos extremos toda la masa de líquido puede salir con el vapor y perderse.
Sensibilidad a la temperatura. Muchos productos químicos finos, productos farmacéuticos y alimentos se dañan cuando se calientan a temperaturas moderadas durante tiempos relativamente cortos. En la concentración de estos materiales se necesitan técnicas especiales para reducir tanto la temperatura del líquido como el tiempode calentamiento.
Formación de costras. Algunas disoluciones depositan costras sobre las superficies de calefacción. En estos casos el coeficiente global disminuye progresivamente hasta que llega a un momento en que es preciso interrumpir la operación y limpiar los tubos.
Materiales de construcción. Por lo general los evaporadores se construyen de algún tipo de acero. Sin embargo, muchasdisoluciones atacan a los metales férreos y se produce contaminación. En estos casos se utilizan materiales especiales tales como el cobre, níquel, acero inoxidable, grafito y plomo. Puesto que estos materiales son caros, resulta especialmente deseable obtener elevadas velocidades de transmisión de calor con el fin de eliminar los costes del equipo.
Debido a la gran variedad de propiedades de lasdisoluciones, se han desarrollado diferentes tipos de evaporadores. La elección para el caso de un problema específico depende esencialmente de las características del equipo.
Operación de simple y múltiple efecto. 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, y aunque essencillo utiliza ineficazmente el vapor.
Si el vapor procedente de uno de los evaporadores se introduce como alimentación en el elemento calefactor de un segundo evaporador, y el vapor procedente de este se envía al condensador, la operación recibe el nombre de doble efecto.
El método general para aumentar la evaporación por kilogramo de vapor de agua utilizando una serie de evaporadores entre el...