EVAPORADORES


1. EVAPORACIÓN
La evaporación es la operación de concentrar una solución mediante la eliminación de disolvente por ebullición. El objetivo de la evaporación es concentrar una disolución consistente en un soluto no volátil y un disolvente volátil. En la mayor parte de las evaporaciones el disolvente es agua. La evaporación se realiza vaporizando una parte del disolvente para producir unadisolución concentrada. Por lo general se detiene antes que el soluto comience a precipitarse de la solución.

2. EVAPORADOR
Un evaporador consiste básicamente de un intercambiador de calor capaz de hervir la solución y un dispositivo para separar la fase vapor del líquido en ebullición. En su forma más simple puede ser una charola de líquido colocada sobre una placa caliente. La superficie de laplaca caliente es un intercambiador de calor simple y el vapor se desprende en la gran área para flujo de vapor y su consecuente de baja velocidad de flujo. En la operación industrial se construye para una operación continua, la superficie de intercambio de calor se incrementa de un modo notable, la ebullición es sensiblemente más violenta y la evolución del vapor es rápida.

3. COMPONENTESBÁSICOS DE UN EVAPORADOR
Según Brennan y Butters (1980) menciona lo siguiente:

Los sistemas de evaporadores industriales normalmente constan de:
3.1 Un sistema de calentamiento (calandria). Un intercambiador de calor para aportar el calor sensible y el calor latente de evaporación del alimento liquido. En la industria de los alimentos normalmente se utiliza como medio de calentamiento vaporsaturado con una energía suficiente para alcanzar el punto de ebullición del líquido.

3.2 Un separador. Sección libre de evaporación. En el que el vapor se separa de la fase líquida concentrada. En los sistemas que operan a presión atmosférica el separador puede omitirse (puede estar incluida en la misma estructura o en otro equipo por separado).


3.3 Un condensador. Para condensar el vapor yeliminar el condensado del sistema.


4. MÉTODOS DE OPERACION PARA EVAPORADORES
La mayoría de los evaporadores se calientan con vapor de agua que condensa sobre tubos metálicos. Generalmente el vapor es de baja presión, inferior a 3 atm absolutas, y con frecuencia el líquido que hierve se encuentra a un vacío moderado, de hasta 0,05 atm absolutas. Al reducir la temperatura de ebullición dellíquido aumenta la diferencia de temperatura entre el vapor condensante y el líquido de ebullición y, por tanto, aumenta la velocidad de transmisión de calor en el evaporador.

4.1 EVAPORADORES DE SIMPLE EFECTO
Se utiliza un solo evaporador, el vapor procedente del líquido en ebullición se condensa y desecha. Este método recibe el nombre de evaporación de simple efecto, y aunque es sencillo,utiliza ineficazmente el vapor.




En la figura se muestra un diagrama simplificado del evaporador de una sola etapa o de efecto simple. La alimentación entra a TF K y en la sección de intercambio de calor entra vapor saturado a Ts. El vapor condensado sale en forma de pequeños chorros. Puesto que se supone que la solución del evaporador está completamente mezclada, el producto concentrado yla solución del evaporador tienen la misma composición y temperatura T1, que corresponde al punto de ebullición de la solución. La temperatura del vapor también es T1, pues está en equilibrio con la solución en ebullición. La presión es Pt, que es la presión de vapor de la solución a T1.
Si se supone que la solución que se va a evaporar es bastante diluida y parecida al agua, 1 kg de vapor deagua producirá aproximadamente 1 kg de vapor al condensarse. Esto ocurrirá siempre que la alimentación tenga una temperatura TF cercana al punto de ebullición.

Los evaporadores de efecto simple se usan con frecuencia cuando la capacidad necesaria de operación es relativamente pequeña o el costo del vapor es relativamente barato comparado con el costo del evaporador. Sin embargo, la operación...