Evaporacion

Universidad de Guadalajara

Centro universitario de ciencias exactas e ingenierías

TRANSFERENCIA DE CALOR Y MASA

TEMA

“EVAPORACION”

Introducción

Evaporación

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 vaporizandouna parte del disolvente para producir una disolución concentrada. La evaporación difiere del secado en que el residuo es un líquido -a veces altamente viscoso- en vez de un sólido; difiere de la destilación en que el 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 suinterés reside en concentrar una disolución y no en formar y obtener cristales.

TIPOS DE EVAPORADORES
Los evaporadores pueden clasificarse según los métodos de aplicación del calor:
A) Equipos calentados a fuego directo, (calor solar).
B) Equipos calentados mediante camisas o dobles paredes, (Pequeña velocidad de transmisión del calor, pueden operar a vacío, útiles para la evaporación delíquidos a pequeña escala).
C) Equipos calentados mediante vapor, con tubos como superficies calefactoras.
Una nueva clasificación de éstos últimos es: Evaporadores de un solo paso y de circulación: En la operación de un sólo paso, la alimentación pasa una sola vez a través de los tubos, desprende el vapor y sale como líquido concentrado. Son especialmente útiles para el tratamiento de materialessensibles al calor pues operando a vacío elevado se puede mantener el líquido a baja temperatura durante poco tiempo de contacto. También se adaptan muy bien a la operación de múltiple efecto.
Los evaporadores de circulación operan con una carga de líquido dentro del aparato. La alimentación que entra se mezcla con el líquido contenido en el evaporador, y la mezcla pasa posteriormente a través delos tubos, de forma que, en cada paso, se produce una parte de la evaporación total. Estos tipos de evaporadores no son aptos para concentrar líquidos sensibles al calor, pues aunque se trabaje a vacío, el líquido se pone en contacto con la superficie caliente varias veces. Se adaptan muy bien a la evaporación en simple efecto, pudiendo ser la circulación natural, (debido a diferencias dedensidad), o forzada, (cuando se impulsa el líquido con una bomba).
A) De tubos horizontales: Son relativamente baratos; requieren poca altura disponible, fácil instalación, proporcionan una buena transmisión de calor, pequeña circulación de líquido, no adecuados para líquidos viscosos, y adecuados para líquidos que no cristalicen.
B) De tubos verticales: Los hay de tubos cortos y de tubos largos, loscuales pueden tener circulación forzada, utilizados para líquidos viscosos, porque se mejora el coeficiente U. Sin embargo, no son apropiados para disoluciones diluidas, pues los costes adicionales no compensan los beneficios obtenidos. Con muy diversos modelos, todos constan de un cambiador tubular con el líquido que se concentra en los tubos y el vapor por fuera, un espacio de vapor para separarel vapor formado del líquido, y una rama de retorno cuando son de circulación, (Flujo ascendente). Para productos muy sensibles al calor, (zumos de frutas, plasma sanguíneo, vitaminas, etc.) se utilizan otras variantes con flujo descendente a través de los tubos. En ellos, el vapor formado es arrastrado por el líquido y sale por el fondo de la unidad.

Metodos de operación para evaporadoresEvaporadores de efecto simple.

CAPACIDAD DE EVAPORACIÓN
La capacidad del evaporador depende, por tanto, de la velocidad de transmisión de calor, la cual vendrá dada por la expresión: ; al ser mayor mayor será la capacidad.
Vamos a detenernos en los factores implicados:
* : Es la diferencia entre la temperatura del vapor de calefacción y la temperatura de ebullición de la disolución....