7/25/2019 Resumen evaporados
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UNIVERSIDAD POLITECNICA DE
TLAXCALA
Ingeniera Qumica
Evaporacin, humidificacin y secado
EC1: Evapra!re"
Ing. Arturo Jmenez Carro
Rigoberto !ores "u#oz
$vo %A&
Fecha: 15 de enero de 2016
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'e necesita ca!or
e!evar !a temperaturade! materia! a!imentado
desde su temp. inicia! a!a de ebu!!icin
(roporcionar energatermodin)mica mnima paraseparar e! diso!vente !*uido
de! materia! a!imentado
+aporizardiso!vente
para
Evapra!re"
Tran"mi"i#n !e ca$r es e! factor simp!e m)s importante en e! dise#o de
evaporadores puesto *ue !a superficie de ca!entamiento representa !a mayor parte
de! costo de! evaporador. Cuando !os dem)s factores son idnticos, e! tipo de
evaporador *ue se se!ecciona es e! *ue e! coeficiente m)s a!to de transmisin de
ca!or, en !as condiciones de operacin deseadas, en trminos de J-s/ por d!ar
de costo insta!ado.
'eparacin de vapor0!*uido. Este prob!ema de dise#o es importante por varias
razones, !a m)s importante sue!e ser evitar e! arrastre , debido a! va!or de
productos perdidos, !a contaminacin de! vapor codensado, e! ensuciamiento o !a
corrosin de !as superficies en *ue se condensa e! vapor.
E! comportamiento de! evaporador se c!asifica sobre !a base de !a economa devapor.
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C!asificacin
ca!entamientoseparado de!
!*uido enevaporacin, por
superficiestubu!ares de
ca!entamiento
Ca!entamientoconfinado porserpentines ,
camisas,paredesdob!es,p!acasp!anas, etc.
contacto directocon e! !*uido de
evaporacin
ca!entamientopor radiacin
so!ar
mediante
Tip" !e evapra!re"
Evapra!re" !e circu$aci#n %r&a!a
1o sue!en ser !os m)s econmicos para muchos usos, estos son apropiados para
una gran variedad de ap!icaciones.
En e!!os se obtienen coeficientes de transmisin de ca!or m)s a!tos cuando se
permite *ue e! !*uido hierva en !os tubos.
E! tipo de cabeza! *ue se uti!iza en !os evaporadores de circu!acin forzada de de
se!eccionarse de acuerdo con !as caractersticas de! producto, puediendo
ap!icarse desde un separador centrifugo simp!e a !as c)maras de crista!izacin.
Ven'a(a" ) !e"ven'a(a" !e $" evapra!re" !e circu$aci#n %r&a!a
+enta2as
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Coeficiente de transferencia de ca!or e!evados
Circu!acin positiva
3ibertad re!ativa de ensuciamiento y formacin de sa!es y escamas.
De"ven'a(a"
Costo e!evado
Energa necesara para !a bomba de circu!acin
4iempo de residencia re!ativamente a!to
Ap$icacine"
(roductos crista!inos
5iso!uciones viscosas y corrosivas
Evapra!re" ver'ica$e" !e 'u* cr'
Es e! *ue m)s se uti!iza de forma comercia!, su uso principa! en !a actua!idad, es !a
evaporacin de! 2ugo de ca#a de az6car.
3a circu!acin se induce mediante !a ebu!!icin en !os tubos
E! cuerpo esta constituido por un ci!iindro vertica!, y tubos !os cua!es se e7panden
en pane!es horizonta!es a !o !argo de todo e! di)metro de! cuerpo de !a unidad, !a
ve!ocidad de circu!acin a tr)ves de !os tubos es varias veces superior a !a
ve!ocidad de a!imentacin8 por tanto debe e7istir un paso de retorno desde !a zona
superior de! pane! de tubos hasta !a zona inferior de! mismo. 3o *ue se uti!iza a
menudo es una admisin descendente.
3a circu!acin y transmisin de ca!or, en este tipo se ven afectadas fuertemente
por e! nive! de !*uido.
Ven'a(a"
Coeficente de transmicin de ca!or e!evados con diferencias a!tas de
temperaturas.
E!iminacin mec)nica de senci!!a de !as escamas
9a2o costos
De"ven'a(a"
Retencin a!ta
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"a!a transmisin de ca!or con !*uidos viscosos
(eso e!evado
Evapra!re" ver'ica$e" !e 'u* $arg
En este tipo se consigue una mayor evaporacin tota! *ue en todos !os dem)s
combinados, ya *ue norma!mente es e! m)s barato por unidad de capacidad,
uti!iza una pe!cu!a descendente de! vapor vertica! e! cua! e!imina !os prob!emas de
carga hidrost)tica . 'e a!imenta a!imenta !*uido por !a parte superior de !os tubos
y f!uye hacia aba2o por !as paredes. :enera!mente !a separacin de! vapor y e!
!*uido tienen !ugar en e! fondo. Este evaporador se emp!ea mucho para !a
concetracin de frutas puesto *ue e! tiempo de retencin es muy pe*ue#o.
Evapra!re" !e !i"c en ca"ca!a se emp!ean en !a industria pape!era y de
pu!pa de madera para recuperar ca!or y productos *umicos arrastrados de !os
gases de! *uemador para !ograr una concentracin fina! de! !icor negro antes de
*uemar!o en un ca!entador.
U'i$i&aci#n !e $a !i%erencia !e 'empera'ura"
e! gradiente de temperratura constituye !a fuerza impu!sora para !a operacin de
evaporacin y, genera!mente se encuentra !imitada, ya sea por !a re!acin de
compresin en evaporadores de tipo de vapor comprimido o por !a preson de
vapor y !a temperatura de! vertedero en !os evaporadores de efecto senci!!o ym6!tip!e. ;n ob2etivo fundamenta! en e! dise#o de !os evaporadores es hacer *ue
e! gradiente de temperaturas disponib!e para !a transmisin de ca!or tenga
2ustificacin econmica.
3a prdida principa! en de!ta 4 es debido a !a friccin y a !as prdidas de vapor a !a
entrada y sa!ida de !a tubera y en !os separadores de arrastre. 3as prdidas de
caida de presin corresponden a una reduccin en !a temperatura de
condensacin de! vapory, por e!!o, a una prdida en !a de!ta 4 disponib!e.
Separaci#n vapr+$,ui!
3as prdidas de producto en e! evaporador pueden deberse a !a formacin de
espuma, e! sa!picado de producto y a! arrastre. 3a separacin primaria de !*uido y
vapor se !!eva a cabo en e! cabeza! de vapor, haciendo e! )rea de !a superficie
horizonta! suficientemente grande para *ue !a mayor parte de !as gotas
arrastradas puedan precipitarse en e! f!u2o ascendente de vapor. 1orma!mente, !as
prdidas por formacin de espumas se deben a !a presencia en e! !*uido en
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evaporacin de co!oides o depresores de !a tensin superficia! y s!idos finamente
divididos.
Cn%iguraci#n !e evapra!re"
Evapra!re" !e e%ec' "imp$e se uti!izan cuando !a capacidad re*uerida es
pe*ue#a, e! vapor es barato, e! a!imento es tan corrosivo *ue se re*uieren
materia!es de construccin muy caros, o cuando e! vapor est) tan contaminado
*ue no se puede reuti!izar.
Termcmpre"i#n e! medio m)s simp!e para reducir !as necesidades de energa
de evaporacin consiste en comprimir e! vapor de un evaporador de efecto simp!e
para poder uti!izar!o como medio de ca!entamiento en e! mismo evaporador.
Evapraci#n !e e%ec' mu$'ip$e es e! mtodo principa! *ue se uti!iza para
economizar energa, !a mayor parte de estos evaporadores funcionan en continuo,
aun*ue para a!gunos materia!es difci!es de tratar puede uti!izarse un cic!o de
cargas continuas.
Op'imi&aci#n
3a fina!idad primordia! de! dise#o de un evaporador consiste en permitir !a
produccin de !a cantidad necesaria de un producto satisfactorio, con un costo
tota! m)s ba2o. Esto re*uiere !a rea!izacin de c)!cu!os de ba!ance econmico *ue
pueden depender de un gran n6mero de variab!es ta!es como< presin inicia!,n6mero de efectos, distribucin de !a superficie , tipo de evaporador, materia!es de
construccin , corrosin mano de obra operaciona! y necesidades de
mantenimiento.
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