EVAPORADORESAlumnos: Alvarez, Marcelo; Pascual, Matas

Docente: Lic. Graciela Reartes

Materia: Microbiologa y Tecnologa de los AlimentosQu es la evaporacin?Es el paso del estado lquido al estado gaseoso. Es un fenmeno superficial, que se realiza a todas las temperaturas aunque con distinta velocidad; est limitada en funcin del contenido, y es evidente que puede durar mucho tiempo. Los factores ms importantes que aumentan la velocidad de la evaporacin son: la superficie libre del lquido, la temperatura, la sequedad del aire ambiente y la disminucin de la presin. Las molculas de un lquido se mueven sin cesar en todas direcciones y con velocidades variables. Si una de ellas se dirige hacia la superficie con suficiente energa cintica es capaz de vencer la atraccin de las dems molculas y abandona el lquido pasando al estado de vapor. Nosotros definimos al proceso como aquel que comienza con un producto lquido y termina con uno ms concentrado, siendo est el producto principal. Se considera un proceso de separacin trmica o de concentracin trmica.Las aplicaciones tpicas de la evaporacin son:

Concentracin de producto

Pre-concentracin de la alimentacin al secador

Reduccin de volumen

Recuperacin de agua o solvente

CristalizacinQu es un evaporador?

Es un aparato que sirve para separar de una solucin, suspensin o emulsin hirviendo alguna porcin del lquido. Sus partes y cantidades van a depender del tipo de aparato que se utilice. Hay varios tipos de evaporadores: el ms sencillo es una cuba abierta calentada mediante vapor o gas directo. Otros tipos utilizados son: Evaporadores de pelcula descendente Evaporadores de pelcula ascendente

Evaporador de circulacin forzada

Evaporadores de placas

Evaporadores de Pelcula Descendente

Durante los ltimos 40 aos el evaporador de pelcula descendente ha reemplazado prcticamente al evaporador de recirculacin forzada. En cuanto a la calidad del producto este tipo de evaporador es preferible, ya que ofrece un tiempo de retencin breve. Adems se reduce la cantidad de producto en el evaporador y se aumenta la superficie donde se efecta la evaporacin.

A: ProductoB: VaporC: ConcentradoD: Vapor de CalentamientoE: Condensado

1: Cabezal2: Calandria3: Parte baja de la Calandria4: Zona de Mezcla5: Separador de Vahos

En los evaporadores de pelcula descendente el producto lquido (A) usualmente entra al evaporador por la parte superior (1) o cabezal del evaporador. En el cabezal, el producto es uniformemente distribuido dentro de los tubos de calentamiento. Una pelcula fina entra a los tubos de calentamiento fluyendo hacia abajo, donde es calentada a temperatura de ebullicin y as, es parcialmente evaporada. En la mayora de los casos es usado vapor (D) para calentar el evaporador. El producto y los vahos, ambos fluyen hacia abajo en un flujo paralelo. Este movimiento de gravedad inducida hacia abajo es aumentado cada vez ms por el flujo a co-corriente de vapor. La separacin del producto concentrado (C) forma su vapor (B) lo que se lleva a cabo en la parte baja del intercambiador de calor (3) y en el separador (5). VentajasDesventajas

Tienen tiempos de contacto con el producto muy cortos (ideal para productos sensibles al calor).Si la superficie de calentamiento no est suficientemente mojada (espesor de pelcula de producto), se presentarn parches e incrustaciones de producto seco; peor an, los tubos de calentamiento se obstruirn por completo.

Debido al bajo volumen de lquido contenido, pueden ser rpidamente removidos y cambiados a modo de limpieza o por otro producto.Son sumamente sensibles a modificaciones de parmetros tales como suministro de energa, vaco, nivel de alimentacin, concentraciones, etc.

Si estn equipados con un sistema automtico de control bien diseado, pueden producir un producto concentrado bien consistente.Por lo general, se requiere de recirculacin para esta versin.

El diseo apropiado del sistema distribuidor de producto en el cabezal del evaporador es crtico para alcanzar un mojado completo y uniforme de los tubos.

Evaporadores de Pelcula ascendente

Estos operan bajo el principio del termo sifn. La alimentacin de producto (A) entra por el fondo de los tubos de calentamiento y al ser calentado el vapor comienza a formarse. La fuerza ascendente de este vapor producido durante la ebullicin causa que el lquido y el vapor asciendan en un flujo paralelo. Al mismo tiempo la produccin de vapor se incrementa y el producto es presionado como una pelcula delgada hacia las paredes de los tubos, y el lquido sube hacia arriba. Este movimiento co-corriente hacia arriba en contra de la gravedad tiene el efecto benfico de crear un alto grado de turbulencia en el lquido. Esto es ventajoso durante la evaporacin de productos altamente viscosos y productos que tienen una tendencia a ensuciar las superficies de calentamiento.A: ProductoB: VaporC: ConcentradoD: Vapor de CalentamientoE: CondensadoVentajasDesventajas

Diseo sencilloOcupan un gran espacio fsico debido a su elevada altura. No son adecuados para lquidos que producen suciedad o depsito de sales.

Menor inversin y menores costos operativos que con pelcula descendente o circulacin forzadaBajos coeficientes de transferencia de calor, con bajas diferencias de temperatura.

No se necesita electricidadNo son adecuados para lquidos que producen acumulaciones de sales en grandes cantidades.

No se necesita control de nivel

Evaporadores de circulacin forzadaA: ProductoB: VaporC: ConcentradoD: Sistema de CalentamientoE: Condensado

1) Intercambiador de calor2) Cmara Flash (Separador)3) Bomba de Circulacin4) Bomba de Concentrado

Los evaporadores de circulacin forzada son empleados si se desea evitar la evaporacin del producto sobre la superficie de calentamiento debido a las caractersticas de ensuciamiento del producto o para evitar la cristalizacin. La velocidad de flujo en los tubos debe ser alta y se requieren bombas de alta capacidad.La circulacin de producto es calentada cuando fluye a travs del intercambiador de calor y entonces es parcialmente evaporada cuando la presin es reducida in la cmara flash (separador). El lquido producido es generalmente calentado solo unos cuantos grados por cada pasada a travs del intercambiador de calor. Para mantener una buena transferencia de calor dentro del intercambiador es necesario tener un alto valor en el flujo de recirculacin.

Este tipo de evaporador es tambin usado en aplicaciones de cristalizacin debido a que la evaporacin y por lo tanto, el incremento de concentracin, no ocurre en la superficie de transferencia de calor. La evaporacin ocurre cuando el lquido es evaporado en la cmara de flash (Separador). En las aplicaciones de cristalizacin es entonces cuando se forman los cristales y es empleado un diseo especial del separador para separar los cristales del licor de re circulacin. Mayor informacin referente a cristalizacin est disponible en la seccin de cristalizacin.

El intercambiador de calor (en trminos de evaporador tambin llamado "calandria") puede ser colocado horizontal o verticalmente dependiendo de los requerimientos especficos para cada caso.

VentajasDesventajas

ptima capacidad de transferencia de calor en condiciones de alto vacoElevado costo

Acepta ms slidos que la pelcula descendenteEnerga necesaria para la bomba de circulacin

Libertad relativa de ensuciamiento y formaciones de sales y escamasTiempo de residencia relativamente alto

Mala circulacin debido a prdidas de carga ms altas que las esperadas.

Evaporadores de placas

En lugar de intercambiadores de calor de coraza y tubos, un banco de placas puede ser utilizado como superficie de calentamiento. Este ensamble de placas es semejante a intercambiadores de calor de placas, pero son equipados con grandes espacios para el flujo de vapor. En estas unidades una placa para producto y una placa para vapor son conectadas alternadamente. El espacio para el producto es diseado para una distribucin uniforme de lquido sobre la superficie de la placa y una baja cada de presin en la fase de vapor.

A) ProductoB) VahosC) ConcentradoD) VaporE) CondensadoF) Excedente de Vapor

1) Placa del Evaporador2) Separador

Los evaporadores de placas son de diseo compacto. Los separadores son conectados directamente al paquete de placas con un ducto de interconexin corto. As, los requerimientos de espacio requerido son bajos y as la altura del arreglo no excede los 10-13 ft (3-4m). Esto significa que los evaporadores de placas pueden ser instalados en muchos tipos de construcciones.VentajasDesventajas

Los requerimientos de espacio son bajos. Pueden ser instalados en varios recintos.La presin a utilizar est determinada por las juntas y el material de placas. Conviene materiales de bajo costo (presiones reducidas) y otro ms robusto para presiones mayores

Elevadas velocidades de transferencia de calor.

Baja retencin de lquido (tr mnimo)

Se aumenta fcilmente la capacidad de tratamiento al aumentar el nmero de placas

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