Operaciones unitarias

Universidad Iberoamericana

Laboratorio de operaciones unitarias Evaporador de película ascendente
I. Objetivos • Familiarizarse y comprender el funcionamiento de un equipo del laboratorio para llevar a cabo una operación de evaporación. • Conocer la importancia y las aplicaciones que tiene esta operación unitaria en la industria. • Realizar balances del masa y energía para un evaporador depelícula ascendente. • Obtener el coeficiente global de transmisión de calor involucrado en la operación de evaporación. II. Generalidades Desde el punto de vista de las operaciones unitarias, la evaporación se puede definir como “la separación de un solvente a partir de una solución compuesta por un solvente volátil y un soluto relativamente no volátil, mediante la vaporización o del primero”. Losequipos en los que ocurre una vaporización se pueden dividir de la siguiente forma: A) Calderas. B) Evaporadores * Plantas de Fuerza. Para recuperar el solvente (agua). * Químicos. Con el propósito de recuperar o concentrar un soluto no volátil. C) Intercambiadores - Vaporizadores * Rehervidores. Equipos conectados al fondo de una torre de destilación fraccionada que proveen del calentamientorequerido para la destilación. * Vaporizadores. Son equipos que evaporan parte de un líquido por medio de vapor o fluidos térmicos. Debido a que los equipos de evaporación se han desarrollado empíricamente existe una gran variedad de ellos que se utilizan de acuerdo a las características y las condiciones en que se encuentra la substancia a evaporar. Clasificación de los evaporadores de acuerdo almedio calefactor: A) Medio calefactor separado del líquido a evaporar. * Mediante superficies tubulares * Mediante superficies sólidas diversas II. Medio calefactor en contacto directo con el líquido a evaporar. * Combustión sumergida * Discos o cascada * Energía Eléctrica III. Sin medio calefactor. IV. Calentamiento por radiación solar. El evaporador de película ascendente del laboratorio, el mediocalefactor está separado del líquido a evaporar por una superficie de vidrio tipo “corning” consistente en un tubo vertical largo y corresponde al tipo I A de la clasificación anterior.

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En estos equipos la alimentación entra por el fondo del tubo interior y de inmediato alcanza una alta velocidad de ascenso y salida hacia el separador, debida ésta a la expansión del vapor que se generapor el calentamiento a través de la superficie interna del tubo. La operación en un evaporador puede ser: A) Intermitente. Las operaciones de llenado, evaporación y vaciado se ejecutan es pasos sucesivos. B) semi-intermitente. La alimentación se lleva a cabo en forma continua, pero la descarga se efectúa hasta que alcanza la concentración final. C) Continua-intermitente. La alimentación es continuay, en ciertas partes del ciclo, las descarga también es continua. D) Continua. La alimentación y descarga son continuas, permaneciendo la concentración de la alimentación y del producto prácticamente constante. Con objeto de ahorrar energía se tienen diferentes arreglos de los evaporadores: A) Recompresión de Vapor. - Mecánica - Por eyección de vapor B) Bomba calorimétrica con fluido auxiliar. C)Múltiple efecto - Alimentación hacia adelante - Alimentación hacia atrás - Alimentación en paralelo - Alimentación mixta Es en los evaporadores verticales de tubos largos en donde se alcanza una mayor evaporación que en los demás, están diseñados para trabajar en forma continua y se adaptan muy bien a la operación en múltiple efecto; aunque por lo general, se operan en un solo paso, llevando acabo la concentración del líquido en el tiempo que tardan el líquido y el vapor desprendido en pasar a través del tubo. La recirculación de parte del producto al evaporador es recomendable cuando la relación de alimentación a evaporación o de alimentación a superficie calefactora es baja, (así, por ejemplo, en la obtención de jugo de limón concentrado se utilizan evaporadores de 4 efectos y en el...