Evaporador De Doble Efecto

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA
FACULTAD DE INGENIERÍA

Evaporación Doble efecto

Max Roberto Salazar vanegas
Karla Caal López
Jorge A. Díaz Durán
Jose francisco López

1. Introducción

La evaporación es un proceso que encuentra una gran aplicación en la industria alimenticia en la elaboración de jugos, concentrados de frutas y soluciones acuosas, consiste en laseparación de un disolvente (agua) volátil de un soluto no volátil por vaporización parcial del disolvente, el medio calefactor es generalmente vapor de agua a baja presión, aunque para casos especiales se pueden emplear gases de combustión.
El vapor que sale de un evaporador puede utilizarse como medio de calentamiento de la calandria de un segundo evaporador siempre que la temperatura de ebulliciónde este evaporador sea lo suficientemente baja para mantener una diferencia de temperatura apropiada.
Esto se consigue mediante la operación de efectos sucesivos a presiones cada vez más reducidas. La reutilización del calor por este método puede extenderse a varios efectos y se denomina evaporación de efectos múltiples. El calor del vapor de agua original es reutilizado en el segundo efecto, yla evaporación obtenida por unidad de masa del vapor de agua de alimentación al primer efecto es aproximadamente el doble.
El objeto de la operación de efectos múltiples consiste en mejorar la economía térmica global del proceso y no en aumentar la capacidad de la planta.
El sistema de evaporación de doble efecto del laboratorio de operaciones unitarias consiste en 2 vasos de evaporación, 2intercambiadores de calor, 2 trampas de vapor, un condensador de contacto directo, se realizará la toma de datos tales como masa, temperaturas, presiones y tiempo para cada condensado hasta llegar a un estado estacionario deseado, con el sistema de evaporación de doble efecto ya establecido el estado estacionario se miden las presiones, temperaturas en cada evaporador así como también los flujosmásicos de los condensados y presión del condensador barométrico.

2. Resumen

En la práctica de laboratorio se analizó un evaporador de dos efectos, conformado por dos vasos, dos intercambiadores de coraza y tubos conectados directamente a ellos, un condensador barométrico y dos intercambiadores de calor de tubos concéntricos en la salida de condensado de cada efecto. El sistema cuanta ademáscon termómetros y manómetros conectados en las entradas y salidas de vapor y agua, así como un rotámetro. Se realizó la medición de las variables temperatura, masa, tiempo y presión, con el fin de determinar el balance energético y másico del sistema.

Para establecer el balance de masa y energía, se determinó el flujo másico del vapor vivo de caldera con el que se alimentó el primer efecto, elflujo másico del condensado del primer efecto y el flujo másico del condensado del segundo efecto y mediante el uso de tablas de vapor se estableció un valor para los cambios de entalpía en el sistema.

A partir del balance de masa se determinó la economía de vapor para el doble efecto y la capacidad del evaporador en lb/s. A partir del balance de energía, se determinó la pérdida de calor en elsistema en BTU/s y el coeficiente de transferencia de calor global.

Se obtuvo como resultado dos gráficas con el comportamiento del flujo másico con respecto al tiempo para un estado transitorio y otro estacionario. Se determinó que el comportamiento para el régimen transitorio es variable en ambos efectos de manera significante mientras que en el estado estacionario es casi constante. Seobtuvo una tercera gráfica a partir de la cual se determinó que la temperatura de ebullición es mayor para sistemas al vacío que para sistemas a presión atmosférica. Se obtuvo también como resultado, 5 gráficas con los valores de economía de vapor, capacidad del evaporador, pérdidas de calor y coeficientes de transferencia de calor.

Se determinó un valor máximo de 2 para la economía del vapor,...