Evaporadores

Universidad Privada Antenor Orrego
Ingeniería de Alimentos II

SEMINARIO: EVAPORADORES

Coeficiente de transferencia de calor en un evaporador de efecto simple.
Una alimentación de 4535 kg/h de solución de sal al 2.0% en peso a 311 ºK, entra continuamente a un
evaporador de efecto simple para concentrarse a 3.0%. La evaporación se lleva a cabo a presión
atmosférica y el área delevaporador es 69.7 m2. El calentamiento se logra con vapor de agua saturado a
383.2 ºK. Puesto que la solución es diluida, se puede suponer que tiene el mismo punto de ebullición del
agua. Se estima que la capacidad calorífica de la alimentación es cp= 4.10 kJ/kg ºK. Calcule las
cantidades de vapor y de líquido producidas y el coeficiente total de transferencia de calor U.

Efectos de una alimentaciónmás rápida en el evaporador.
Con los mismos valores del área, U, presión del vapor de agua, presión del evaporador y temperatura de
la alimentación del problema 1, calcule las cantidades de líquido y de vapor que salen y la concentración
del líquido de salida cuando la velocidad de alimentación se aumenta a 6804 kg/h.

Efecto de la presión del evaporador sobre la capacidad y la composicióndel producto.
Repita el cálculo del ejemplo 1, esta vez con una presión del evaporador de 41.4 kPa en lugar de 101.32
kPa abs. Use los mismos valores de presión del vapor de agua, área A y coeficiente de transferencia de
calor U.
a) Determine la nueva capacidad o velocidad de alimentación en estas condiciones. La composición del
producto líquido es la misma de antes.
b) Determine la nuevacomposición del producto al aumentar la velocidad de alimentación a 18144 kg/h.

Producción de agua destilada.
Se emplea un evaporador con área de 83.6 m2 y U = 2270 W/m2 ºK para obtener agua destilada que se
alimenta a una caldera. Al evaporador se introduce agua municipal que tiene 400 ppm de sólidos
disueltos a 15.6 ºC y la unidad opera a 1 atm abs de presión. Se dispone de vapor de aguasaturado a
115.6 ºC (25 lb/pulg2 abs).
Calcule la cantidad de agua destilada que se produce por hora si el líquido de salida contiene 800 ppm de
sólidos.

Área superficial y consumo de vapor de agua en un evaporador.
Un evaporador de efecto simple concentra una alimentación de solución de coloides orgánicos desde 5
hasta 50% en peso. La solución tiene una elevación del punto de ebullicióndespreciable. La capacidad
calorífica de la alimentación es cp = 4.06 kJ/kg ºK y ésta entra a 15.6 ºC Se dispone de vapor de agua

MSc. Gabriela Barraza J.

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saturado a 101.32 kPa y la presión en el evaporador es de 15.3 kPa. Se desea evaporar un total de 4536
kg/h de agua. El coeficiente total de transferencia de calor es 1988W/m2 ºK.
¿Qué área superficial en metros cuadrados y que consumo de vapor de agua se requieren?

Evaporación de jugo de tomate al vacío.
Se concentra del jugo de tomate con 12% de sólidos en peso hasta 25% de sólidos en un evaporador de
tipo película. La temperatura máxima permisible para el jugo de tomate es 135 ºF, que será la
temperatura del producto. (La alimentación entra a 100 ºF.) Se usavapor de agua saturado a 25 lb/pulg2
abs como medio de calentamiento. El coeficiente total de transferencia de calor U es 600 btu/h . pie2 ºF y
el área A es 50 pies2. Se estima que la capacidad calorífica de la alimentación cp es 0.95 btu/lb ºF.
Desprecie cualquier elevación del punto de ebullición que exista. Calcule la velocidad de alimentación
del jugo de tomate al evaporador.Concentración de una solución de azúcar de cuba.
Se emplea un evaporador de efecto simple para concentrar una alimentación de 10000 lb/h de una
solución de azúcar de caña a 80 ºF que tiene 15 ºBrix (grado Brix equivale a porcentaje de azúcar en
peso) hasta 30º Brix para usarla en un producto alimenticio. Se dispone de vapor saturado a 240 ºF para
el calentamiento. El evaporador está a 1 atm abs de...