LABORATORIO N XX

Laboratorio de Operaciones Unitarias

Guas de prctica de laboratorio

LABORATORIO N 12

EVAPORACIN

I. INTRODUCCION

El objetivo de la evaporacin es concentrar una disolucin consistente en un soluto no voltil y un disolvente voltil. En la mayor parte de las evaporaciones el disolvente es agua. La evaporacin se realiza vaporizando una parte del disolvente para producir una disolucin concentrada. La evaporacin difiere del secado en que el residuo es un lquido a veces altamente viscoso en vez de un slido; difiere de la destilacin en que el vapor es generalmente un solo componente y aun cuando el vapor sea una mezcla en la evaporacin no se intenta separar el vapor en fracciones; difiere de la cristalizacin en que su inters reside en concentrar una disolucin y no en formar y obtener cristales. En ciertas situaciones, por ejemplo, en la evaporacin de salmuera para producir sal comn, la separacin entre evaporacin y cristalizacin dista mucho de ser ntida. La evaporacin produce a veces una suspensin de cristales en unas aguas madres saturadas.

La evaporacin es una operacin unitaria que se emplea para eliminar parcialmente por ebullicin agua de los alimentos lquidos. La separacin de agua o concentracin de slidos se logra por la diferencia en cuanto a volatilidad entre el agua (disolvente) y el soluto. La preconcentracin de alimentos como el jugo de frutas, leche y caf es deseable antes del secado, congelacin o esterilizacin a fin de reducir el peso y el volumen. El incremento de slidos por evaporacin reduce la actividad de agua, como en jaleas o melazas, y en consecuencia ayuda a la conservacin. La evaporacin tambin se utiliza para que un producto adquiera sabor y color, como es el caso de los jarabes caramelizados para productos de panadera.

La evaporacin es un proceso de concentracin de soluciones, en las que el disolvente se elimina por evaporacin o ebullicin. Uno de los objetivos primarios de la evaporacin es la reduccin de la cantidad y peso de los fluidos, lo que permite un ms eficiente transporte de las materias y un ms adecuado almacenamiento de las mismas. Otro objetivo importante que se pretende en los procesos de evaporacin es la eliminacin de grandes cantidades de agua de las soluciones previo a que el material sea introducido en alguna etapa de deshidratacin, por ejemplo la obtencin de leche en polvo. La evaporacin tambin se utiliza para reducir la actividad de agua aumentando el contenido de slidos solubles en alimentos, lo que ayuda a la conservacin de los mismos, ejemplo la obtencin de leche condensada o zumos concentrados de frutas. La evaporacin se ha utilizado de forma extensiva en diversas industrias alimentaras, como son las industrias lcteas de leche concentrada, en las industrias de zumos para obtener zumos concentrados, en industrias de conservas y mermeladas para obtener soluciones con alto contenido en azcar. La evaporacin tambin se utiliza para elevar el contenido de slidos solubles de soluciones diluidas antes de un proceso de deshidratacin de lquidos como la atomizacin o la liofilizacin.

Los procesos de evaporacin suponen la aplicacin de calor para vaporizar agua de la solucin en su punto de ebullicin. Debido a que muchas soluciones alimentaras son muy sensibles a la aplicacin del calor, se debe trabajar bajo condiciones de vaco o baja presin para que el punto de ebullicin sea ms bajo, y de esta forma perjudiquen en menor grado el alimento. Los factores bsicos que afectan la velocidad de evaporacin son los siguientes: 1) la velocidad a la cual la energa puede ser transferida al lquido, 2) la cantidad de energa requerida para evaporar cada kilogramo de agua, 3) la temperatura mxima permitida para que el alimento no quede afectado, 4) la presin a la cual se lleva a cabo la evaporacin, y 5) los cambios que pueden tener lugar en el alimento durante el curso del proceso de evaporacin.

Un evaporador es esencialmente un intercambiador de calor en el que un lquido hierve, generando una corriente de vapor. Se puede considerar un evaporador como un generador de vapor a baja presin en el que la corriente de vapor se puede utilizar como fluido calefactor de otros evaporadores. Cuando dos evaporadores se conectan en serie se denomina al conjunto evaporacin en doble efecto, cuando son tres se les denomina de triple efecto, y as sucesivamente. La utilizacin de evaporadores de mltiples efectos aumenta la eficacia de la energa global del sistema, aunque esta eficacia en el consumo energtico se traduce en un aumento del coste por el nmero de evaporadores instalados, ya que n efectos aproximadamente cuestan n veces el coste de un nico evaporador. El diseo ptimo de una planta de evaporacin se debe basar en un balance entre los costes de operacin y el capital invertido en la instalacin.

FIGURA 12.1 Esquema de la instalacin de un evaporador de simple efecto.

En la figura 12.1 se muestra un esquema de un evaporador. El caudal de vapor vivo de vapor de agua es wV, mientras que wA es el del alimento, obtenindose una corriente de vapor V y una de concentrado wC. El vapor desprendido V se lleva a un condensador donde condensa. Es importante resaltar que como muchas soluciones alimentaras son termolbiles, y pueden quedar afectadas si son expuestas a una temperatura demasiado elevada, es conveniente operar a vaco en la cmara de evaporacin, por lo que es necesario disponer de un dispositivo que lo realice. Asimismo, ser necesario que, en el condensador utilizado en la condensacin del vapor desprendido en la cmara de evaporacin, se disponga de una columna baromtrica que compense la diferencia de presiones con el exterior.

Se define la economa (E) de un evaporador como la cantidad de disolvente evaporada por unidad de vapor de calefaccin:

(12. AUTONUM )

1.1 Operacin de simple y mltiple efecto.

La mayora de los evaporadores se calientan con vapor de agua que condensa sobre tubos metlicos. Generalmente el vapor es de baja presin, inferior a 3 atm absolutas, y con frecuencia el lquido que hierve se encuentra a un vaco moderado, de 0,05 atm absolutas. Al reducir la temperatura de ebullicin del lquido aumenta la diferencia de temperatura entre el vapor condensante y el lquido de ebullicin y, por tanto, aumenta la velocidad de transmisin de calor en el evaporador. Cuando se utiliza un solo evaporador, el vapor procedente del lquido en ebullicin se condensa y desecha. Este mtodo recibe el nombre de evaporacin de simple efecto, aunque es sencillo, utiliza ineficazmente el vapor. Para evaporar 1 kg. de agua de la disolucin se requieren de 1 a 1,3 Kg. de vapor de agua. Si el vapor procedente de uno de los evaporadores se introduce como alimentacin en el elemento calefactor de un segundo evaporador, y el vapor procedente de ste se enva al condensador, la operacin recibe el nombre de doble efecto. El calor del vapor de agua original es reutilizado en el segundo efecto, y la evaporacin obtenida por unidad de masa del vapor de agua de alimentacin al primer efecto es aproximadamente el doble. El mtodo general para aumentar la evaporacin por kilogramo de vapor de agua utilizando una serie de evaporadores entre el suministro de vapor vivo y el condensador recibe el nombre de evaporacin en mltiple efecto.

FIGURA 12.2 Sistemas de circulacin de las corrientes fluidas para evaporadores de tres efectosLos principales tipos de evaporadores tubulares calentados con vapor de agua, actualmente utilizados son:

1. Evaporadores de tubos largos verticales.

(a) Flujo ascendente (pelcula ascendente).

(b) Flujo descendente (pelcula descentente).

(c) Circulacin forzada.

2. Evaporadores de pelcula agitada.

Evaporadores con un paso a travs y con circulacin. Los evaporadores pueden operar bien como unidades con un paso a travs o con circulacin. En la operacin con un paso a travs, el lquido de alimentacin pasa una sola vez a travs de los tubos, desprende el vapor y sale de la unidad como disolucin concentrada. Toda la evaporacin tiene lugar en un solo paso. La relacin de evaporacin a alimentacin est limitada en una unidad de un solo paso, por tanto, estos evaporadores se adaptan bien a la operacin en mltiple efecto, donde la concentracin total puede conseguirse en varios efectos. Los evaporadores de pelcula agitada operan siempre con un solo paso a travs; los evaporadores de pelcula ascendente y de pelcula descendente pueden tambin operar en esta forma.

Los evaporadores con un solo paso a travs son especialmente tiles para materiales sensibles al calor. Operando a vaco elevado se puede mantener baja la temperatura del lquido.

Evaporadores de tubos largos con flujo ascendente.

Los evaporadores de tubos largos verticales son especialmente eficaces para concentrar lquidos que tienden a formar espuma. La espuma se rompe cuando la mezcla de lquido y vapor de alta velocidad choca contra las placas deflectoras.

Evaporadores de pelcula descendente.

La concentracin de materiales altamente sensibles al calor, tales como el zumo de naranja, requieren mnimo de exposicin a una superficie caliente. Esto puede conseguirse en evaporadores de pelcula descendente de un solo paso, en los que el lquido por la parte superior, desciende por el interior de los tubos calentados de agua, y sale por el fondo. Los tubos son grandes, de 2 a 10 pulg. El vapor procedente del lquido generalmente es arrastrado hacia abajo y el lquido sale por el fondo de la unidad. Aparentemente estos evaporadores parecen largos cambiadores tubulares verticales con un separador de vapor en el fondo y un distribuidor de lquido en la parte superior.

Los evaporadores de pelcula descendente, sin recirculacin y con cortos tiempos de residencia, tratan productos sensibles que no pueden concentrarse de otra forma y se adaptan bien a la concentracin de lquidos viscosos.

Evaporadores de circulacin forzada. En un evaporador de circulacin natural el lquido entra en los tubos con una velocidad de 1 a 4 pies/s. La velocidad final aumenta rpidamente al formarse vapor en los tubos, de forma que generalmente las velocidades de transmisin de calor son satisfactorias. Sin embargo, con lquidos viscosos el coeficiente global en una unidad de circulacin natural puede ser demasiado bajo desde el punto de vista econmico.

1.3 TRANSMISIN DE CALOR EN LOS EVAPORADORESEn la Figura 12.3 se halla esquematizado un evaporador simple, en este se incluyen las diferentes variables de cada una de las corrientes. En la cmara de condensacin se alimenta una corriente de vapor saturado wV, que posee una temperatura T, siendo su entalpa. El vapor condensa, y el nico calor que cede es el de condensacin, por lo que de esta cmara sale una corriente wV de agua lquida a la temperatura de condensacin T, siendo su entalpa , que se corresponde a la de agua a su punto de ebullicin. El caudal de calor de condensacin es transferido a travs del rea de intercambio del evaporador, y es captado por la corriente del alimento en la cmara de evaporacin.

FIGURA 12.3 Evaporador simpleEn la cmara de evaporacin se alimenta una corriente wA, que se halla a una temperatura tA, siendo su entalpa . Debido al calor que cede el vapor condensado (), se obtiene una corriente concentrada wC, cuya temperatura es tC y es su entalpa. Adems, se obtiene una corriente de vapor V, a una temperatura tV y cuya entalpa es. Es importante resaltar que las temperaturas de las corrientes de concentrado y de vapor que abandonan la cmara de evaporacin son iguales, y se corresponden a la temperatura de ebullicin de la disolucin concentrada que abandona esta cmara.

Los balances energticos que deben realizarse son:

- Cmara de condensacin:

(12.2)

- Cmara de evaporacin:

(12.3)

- rea de intercambio:

(12.4)

en la que U es el coeficiente global de transmisin de calor y A el rea del evaporador.

1.2.- ENTALPAS DE VAPORES Y LQUIDOS

Por nomenclatura, las entalpas por unidad de masa de las corrientes de vapor se designarn por , mientras que las de lquido por .

La entalpa por unidad de masa de un vapor que se encuentra a una temperatura T se puede expresar como el sumatorio de la correspondiente a la entalpa de saturacin ms la integral entre la temperatura de ebullicin Te y la que posee T, de su calor especfico por dT:

(12.5)

La entalpa , es la entalpa que posee el vapor a su temperatura de condensacin. El calor especfico del vapor de agua depende de la presin, aunque su valor es cercano a 2,1kJ/(kg.C).

Como la entalpa es una funcin de estado, la correspondiente a un lquido se debe expresar en funcin de una temperatura de referencia. Si esta temperatura es t*, y el lquido se encuentra a una temperatura t, se obtiene:

(12.6)

Existen las tablas de vapor saturado de agua que permiten el clculo de estas entalpas. Generalmente, la temperatura de referencia es la de congelacin del agua (0C).

La entalpa del lquido a su temperatura de ebullicin se denomina , el calor latente de condensacin o evaporacin (() ser la diferencia entre las entalpas de saturacin del vapor y del lquido, ya que las temperaturas de evaporacin y condensacin coinciden.

(12.7)

Los valores de las entalpas de vapor y lquido saturados se pueden obtener a partir de las tablas de vapor saturado de agua, siendo inmediato el clculo del calor latente de condensacin. Sin embargo, este valor puede obtenerse de forma aproximada a partir de la ecuacin de Regnault:

(12.8)

en la que T se expresa en C.

Las entalpas de las corrientes lquidas, del alimento () y del concentrado (), que aparecen en la ecuacin 12.3 se expresarn:

(12.9)

(12.10)

La entalpa del vapor que aparece en la ecuacin 12.3, ser distinta si la solucin que se concentra presenta o no aumento ebulloscpico. En el caso que no exista aumento en el punto de ebullicin de la solucin concentrada, la entalpa del vapor ser la del lquido saturado ms el calor latente:

(12.11)

en la que te es la temperatura de ebullicin de la solucin.

Para el caso que exista aumento ebulloscpico, la temperatura de ebullicin de la solucin (t) ser superior a la del agua pura (), por lo que la entalpa del vapor ser:

(1212)

Para facilitar los clculos, la temperatura de referencia que suele elegirse es la de ebullicin del agua pura, es decir: lo que hace que para el caso que no exista aumento ebulloscpico, la entalpa del vapor que abandona la cmara de evaporacin coincida con el calor latente de condensacin. Asimismo, la entalpa de la corriente de concentrado se anular, ya que .

1.4.-AUMENTO EBULLOSCPICO

El agua hierve a una temperatura determinada, siempre que la presin permanezca constante. Si la presin vara, la temperatura de ebullicin tambin. Para soluciones acuosas, la temperatura de ebullicin ya no slo depende de la presin, sino tambin de la cantidad de soluto que contienen. De tal forma que la presencia del soluto hace que la temperatura de ebullicin aumente. La determinacin del aumento ebulloscpico que presentan las soluciones alimentarias es de suma importancia en el clculo de evaporadores, por ello se darn a continuacin expresiones y modos de calcularlo.

Para soluciones diluidas, que cumplan la ley de Raoult, el aumento ebulloscpico puede calcularse mediante la expresin:

(1213)

en la que MS es la masa molecular del soluto, X es la relacin kg. soluto/kg. disolvente, y Ke es la denominada constante ebulloscpica del disolvente.

Para soluciones acuosas se puede utilizar la ecuacin:

(12.14)

en la que C es la concentracin molar de soluto, y Ke es la constante ebulloscpica del agua, cuyo valor es de 0,512 Ckg agua/mol.

Una expresin general que permite el clculo del aumento ebulloscpico, considerando solucin ideal, es la ecuacin:

(12.15)

Si las soluciones son diluidas se puede utilizar la ecuacin:

(12.16)

En estas dos ltimas ecuaciones XW es la fraccin msica de agua, ( el calor latente de evaporacin, R la constante de gases y la temperatura de ebullicin del agua pura.

Para soluciones reales, el aumento ebulloscpico puede calcularse mediante la regla emprica de Dhring, que establece que la temperatura de ebullicin de la solucin es funcin lineal de la temperatura de ebullicin del disolvente puro a la misma presin. Para una concentracin de soluto determinada, al representar grficamente las temperaturas de ebullicin de la solucin frente a las correspondientes al disolvente puro se obtienen rectas. En las Figuras 12.3 y 12.4 se representan las grficas de Dhring para dos sistemas acuosos.

FIGURA 12.3: Grfica de Dhring para zumos de tamarindo.

(Adaptada de Manohar et al., 1991)

FIGURA 12.4 Grfica de Dhring para soluciones acuosas de sacarosa

Para el caso de soluciones azucaradas, existen correlaciones empricas que permiten obtener el incremento ebulloscpico de las soluciones. As, una de estas expresiones es (Crapiste y Lozano, 1988):

(12.18)

en la que C es la concentracin de la disolucin expresada en Brix, P es la presin en mbar, y (, (, ( y ( son constantes empricas, cuyos valores dependen del soluto. En la Tabla 1 se dan valores para estos parmetros para soluciones de sacarosa, de azucares reductores y zumos de frutas.

Tabla 01: Parmetros (, (, ( y (Muestra(x102 ( ( (x102

Sacarosa3,0610,0940,1365,328

Azcares reductores2,2270,5880,1193,593

Zumos1,3600,7490,1063,390

1.5. COEFICIENTES DE TRANSMISIN DE CALOR

El clculo del coeficiente global de transmisin de calor se obtiene a partir de la expresin:

(12.19)

en la que hC es el coeficiente individual de transferencia de calor por conveccin para el vapor que condensa, mientras que he es el correspondiente a la solucin que hierve. Los parmetros eP y kP son el espesor del slido a travs del cual se realiza la transmisin de calor y su conductividad trmica, respectivamente. En este tipo de operaciones se supone que las reas son las mismas, con lo que la expresin se simplifica:

(12.20)

En el caso que hubiera deposiciones en la superficie de transmisin de calor sera necesario tener en cuenta la resistencia ofrecida por las mismas (RD). Por lo que el coeficiente global real UD sera:

(12.21)

A pesar que el clculo del coeficiente global terico debe realizarse mediante la ecuacin 12.20, en la bibliografa existen valores para este coeficiente, dependiendo del tipo de evaporador. En la Tabla 12.2 se dan valores tpicos para este coeficiente.

Tabla 12.2.- Coeficientes globales de transmisin de calor para diferentes tipos de evaporadores

Evaporador

U

(W/m2.C)

Tubos largos verticales

- Circulacin natural

1000 - 3500

- Circulacin forzada

2300 - 12000

Tubos cortos

- Tubos horizontales

1000 - 2300

- Tipo calandria

800 - 3000

De serpentn

1000 - 2300

Pelcula agitada (lquidos newtonianos)

Viscosidad

1 mPa.s

2300

100 mPa.s

1800

104 mPa.s

700

1.6. VARIABLES EN UN PROCESO DE EVAPORACIN

Caractersticas del lquido. La solucin prctica a un problema de evaporacin est profundamente afectada por el carcter del lquido que se concentra. Precisamente es la gran variedad de caractersticas de dichos lquidos (que demanda criterio y experiencia en el diseo y operacin de evaporadores) lo que ampla esta operacin desde una sencilla transmisin de calor hasta un arte separado. A continuacin se comentan algunas de las propiedades ms importantes de los lquidos que se evaporan.

Concentracin. Aunque la disolucin que entra como alimentacin de un evaporador puede ser suficientemente diluida teniendo muchas de las propiedades fsicas del agua, a medida que aumenta la concentracin la disolucin adquiere cada vez un carcter ms individualista. La densidad y la viscosidad aumentan con el contenido de slido hasta que la disolucin o bien se transforma en saturada o resulta inadecuada para una transmisin de calor eficiente. La ebullicin continuada de una disolucin saturada da lugar a la formacin de cristales, que es preciso separar, pues de lo contrario obstruyen los tubos. La temperatura de ebullicin de la disolucin puede tambin aumentar considerablemente al aumentar el contenido de slido, de forma que la temperatura de ebullicin de una disolucin concentrada puede ser mucho mayor que la del agua a la misma presin.

Formacin de espuma. Algunos materiales, especialmente sustancias orgnicas, forman espuma durante la vaporizacin. Una espuma estable acompaa al vapor que sale del evaporador dando lugar a un importante arrastre. En casos extremos toda la masa de lquido puede salir con el vapor y perderse.

Sensibilidad a la temperatura. Muchos productos qumicos finos, productos farmacuticos y alimentos se daan cuando se calientan a temperaturas moderadas durante tiempos relativamente cortos. En la concentracin de estos materiales se necesitan tcnicas especiales para reducir tanto la temperatura del lquido como el tiempo de calentamiento.

Formacin de costras. Algunas disoluciones depositan costras sobre las superficies de calefaccin. En estos casos el coeficiente global disminuye progresivamente hasta que llega un momento en que es preciso interrumpir la operacin y limpiar los tubos. Cuando las costras son duras e insolubles, la limpieza resulta difcil y costosa.

Materiales de construccin. Siempre que sea posible, los evaporadores se construyen con algn tipo de acero. Sin embargo, muchas disoluciones atacan a los metales frreos y se produce contaminacin. En estos casos se utilizan materiales especiales tales como cobre, nquel, acero inoxidable, grafito y plomo. Puesto que estos materiales son caros, resulta especialmente deseable obtener elevadas velocidades de transmisin de calor con el fin de minimizar el coste del equipo.

El diseador de un evaporador ha de tener en cuenta muchas otras caractersticas del lquido. Algunas de ellas son el calor especfico, el calor de concentracin, la temperatura de congelacin (ebullicin ?), la liberacin de gas durante la ebullicin, la toxicidad, los peligros de explosin, la radiactividad y la necesidad de operacin estril. Debido a la gran variedad de propiedades de las disoluciones, se han desarrollado diferentes tipos de evaporadores. La eleccin para el caso de un problema especfico depende esencialmente de las caractersticas del lquido.

II. OBJETIVOS

Dar a conocer al estudiante los equipos empleados en la concentracin de alimentos a travs de la operacin de evaporacin.

Conseguir una familiarizacin con los procesos de evaporacin, realizando la concentracin de un zumo de frutas en un evaporador simple, y realizar todos los balances msicos y energticos correspondientes

Estudiar el efecto de la presin externa y de los slidos solubles en el punto de ebullicin de un zumo de frutas.

III. MATERIAL Y METODOS

3.1. MATERIALES:

La parte experimental de este captulo se llevar a cabo utilizando un evaporador de simple efecto Rota Vapor del laboratorio de Operaciones Unitarias, que consta de:

- Evaporador de simple efecto: Rota Vapor

- Un bao de agua

- Un refractmetro

- Trampa de Vaco- Termmetro

- Condensador

- Bomba de vaco

- Zumo de fruta: Naranja, mandarina, maracuy, etc

3.2.- Procedimiento experimental

Como se ha indicado, se utilizarn dos unidades de evaporacin, y dependiendo de cual de ellas se vaya a utilizar el procedimiento experimental ser distinto.

A) Evaporador de simple efecto

Las etapas del procedimiento experimental a seguir sern:

Medir el contenido inicial de slidos solubles del zumo de frutas que se desea concentrar.

Pesar cierta cantidad de zumo e introducirlo en la cmara de evaporacin.

Medir la temperatura inicial de esta cmara.

Poner en marcha la instalacin del bao de agua.

Encender la bomba de vaco y fijar la presin de vaco con que se va trabajar, cuando se llegue al estado estacionario anotar la presin de la cmara de evaporacin, y la temperatura.

Anotar la variacin de la temperatura del zumo en la cmara de evaporacin y determinar si existe aumento ebulloscpico.

Cuando la concentracin del zumo sea aproximadamente de 70Brix desconectar el sistema.

Pesar el zumo concentrado y medir exactamente su contenido en slidos solubles.

Repetir el proceso a diferentes condiciones de vaco.

IV. RESULTADOS Y DISCUSION

La presentacin de resultados y discusin debe incluir los siguientes apartados.

Para cada condicin de trabajo elaborar una hoja que recoja todos los datos obtenidos.

En cada caso realizar los balances msicos y energticos correspondientes.

Determinar la economa del sistema de evaporacin.

Para la experimentacin intentar correlacionar la variacin del aumento ebulloscpico del zumo con el contenido en slidos solubles y la presin de la cmara de evaporacin.

V. CONCLUSIONES

Debern ser puntuales y que correspondan a un sustento terico slido

VI. CUESTIONARIO

Discutir cmo afecta el proceso de evaporacin a la viscosidad el zumo. Cmo afectar los cambios de viscosidad al coeficiente de transmisin de calor durante el proceso de evaporacin?.

Suponiendo que la fuente de calefaccin no cambia, discutir cmo afectar el aumento ebulloscpico sobre la velocidad global de transmisin de calor.

Justificar el por qu se utiliza condiciones de vaco en los procesos de evaporacin.

Desarrollar un modelo matemtico para el siguiente esquema de evaporacin:

FIGURA 12.4: Evaporador de triple efecto en contracorriente

BIBLIOGRAFA.

Ibarz R., A.; Barbosa-Cnovas G.V.. Operaciones Unitarias en la Ingeniera de Alimentos. Mundiprensa, Madrid. Espaa. 2005.

Ibarz A.; Barbosa G.; Garza S; Gimeno V.; Ma L.; Barletta B. Mtodos Experimentales en la Ingeniera Alimentaria. Acribia, Zaragoza. Espaa. 2003

McCabe W., Smith J.; Harriott P. Operaciones Unitarias en Ingeniera Qumica. Cuarta edicin. McGraw-Hill. Espaa. 1991.

Geankoplis C. Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias. Tercera Edicin Compaa Editorial Continental, S.A. Mxico, 1998

Barbosa-Cnovas, G. V., Ma, L y Barletta, B. 1997. Food Engineering Laboratory Manual. Technomic Publishing Co., Inc. Lancaster, Pennsylvania. Crapiste, G. H. y Lozano, J. E. 1988. Effect of concentration and pressure on the boiling point rise of apple juice and related sugar solutions. J. Food Sci., 53 (3), 865-868 Heldman, D. R. y Singh, R. P. Food Process Engineering. 2nd ed. AVI. Wesport, Connecticut. 1981 Kreith, F. y Black, W. Z. 1980. Basic Heat Transfer. Harper and Row Publishers, Philadelphia, PA. Manohar, B., Ramakrishna, P. y Udayasankar, K. 1991. Some physical properties of tamarind (Tamarindus indica L.) juice concentrates. J. Food Eng., 13, 241-258VII. NOMENCLATURA

Area de intercambio de calor (m2)

CConcentracin de la disolucin (Brix)

EEconoma del evaporador

Entalpa del vapor eliminado (kJ/kg)

Entalpa del vapor vivo (kJ/kg)

Entalpa del alimento (kJ/kg)

Entalpa de la solucin concentrada (kJ/kg)

Entalpa del vapor condensado (kJ/kg)

PPresin (mbar)

Caudal de calor transferido (W)

RConstante universal de gases

TTemperatura de la cmara de condensacin (C)

tTemperatura de la cmara de evaporacin (C)

teTemperatura de ebullicin del agua pura (C)

(TeIncremento ebulloscpico (C)

UCoeficiente global de transmisin de calor (W/(m2 C))

VCaudal de vapor eliminado (kg/s)

wACaudal del alimento (kg/s)

wCCaudal de la solucin concentrada (kg/s)

wVCaudal de vapor vivo (kg/s)

XAFraccin msica del alimento

XCFraccin msica de la solucin concentrada

XSFraccin msica de soluto

XwFraccin msica de agua

(Calor latente de vaporizacin (kJ/kg)

800

20,2%

30,7%

43,1%

54,8%

62,1%

Temperatura de ebullicin de los zumos (C)

Temperatura de ebullicin del agua (C)

75

65

55

45

80

70

60

50

40

20,2%

30,7%

43,1%

EMBED Equation.3

200

400

600

61,2%

1000

EMBED Word.Picture.8

III

II

I

A

w

C

w

3

V

2

V

1

V

2

V

1

V

2

V

1

V

V

w

V

w

3

t

3

P

2

t

2

P

1

t

1

P

.- Sistema en paralelo

A)

III

II

I

A

w

2

V

1

V

2

V

1

V

2

V

1

V

V

w

V

w

3

t

3

P

2

t

2

P

1

t

1

P

C

w

3

V

.- Sistema en corriente directa

B)

3

V

C

w

III

II

I

A

w

2

V

1

V

2

V

1

V

2

V

1

V

V

w

V

w

3

t

3

P

2

t

2

P

1

t

1

P

.- Sistema en contracorriente

C)

EVAPORACIONIng. Damin Manayay Snchez Ing. Williams Castillo Martnez Ing. Lourdes Esquivel Paredes

_1215183544.vsdColumna Baromtrica

_1238428828.unknown

_1238430029.unknown

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_1238430052.unknown

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