Informe Evaporacion

INTRODUCCION En Ingeniería Química, la evaporación es una operación en la que se separa, mediante ebullición, un disolvente volátil de uno o varios solutos no volátiles, con los que se encuentra mezclado formando una disolución o suspensión. En la inmensa mayoría de las evaporaciones el disolvente es el agua. Entre los procesos típicos de evaporación están la concentración de soluciones acuosas de azúcar, cloruro de sodio, hidróxido de sodio, glicerina, gomas, leche, café, jugos de frutas entre otras. En estos casos la solución concentrada es el producto deseado y el agua evaporada suele desecharse. En otros casos, el agua que contiene pequeñas cantidades de minerales se evapora para obtener agua libre de sólidos, empleada en la alimentación de calderas. Actualmente se están desarrollando procesos de evaporación de agua de mar para obtener agua potable. Hay otras Operaciones Básicas similares en cuanto a la transferencia de materia y energía, pero en las que se persigue un fin distinto. Así, la evaporación se diferencia del Secado en que el residuo es un líquido en vez de un sólido; de la destilación, en que el vapor es generalmente de un solo componente, y aunque fuese una mezcla, en la evaporación no se pretende separar en fracciones; de la cristalización, en que el interés se centra en concentrar una disolución, pero no en la obtención y crecimiento de los cristales. En algunos casos, como en la evaporación de salmuera para obtener sal común, no hay una separación muy marcada entre evaporación y cristalización. La resolución práctica de un problema de evaporación, (elección del tipo de evaporador), está profundamente afectada por el carácter del líquido que se concentra, lo que hace que esta operación sea distinta de la simple transmisión de calor.

OBJETIVO El objetivo de la evaporación es concentrar una solución que consta de un soluto no volátil y un disolvente volátil. En la mayoría de las evaporaciones el disolvente es agua, la evaporación se lleva a cabo vaporizando una parte del disolvente con el fin de obtener una solución concentrada. MARCO TEORICO EVAPORACION Es importante tener en cuenta la diferencia entre vapor y gases él es aquel que al aumentar su presión y temperatura no cambia de estado mientras el vapor al cambiar la temperatura y presión cambia de estado. PROCESO DE EVAPORACION En la evaporación se elimina el vapor formado por ebullición de una solución liquida de la que se obtiene de una solución concentrada. La velocidad media (o promedio) de las moléculas sólo depende de la temperatura, pero puede haber moléculas individuales que se muevan a una velocidad mucho mayor o mucho menor que la media. A temperaturas por debajo del punto de ebullición, es posible que moléculas individuales que se aproximen a la superficie con una velocidad superior a la media tengan suficiente energía para escapar de la superficie y pasar al espacio situado por encima como moléculas de gas. Como sólo se escapan las moléculas más rápidas, la velocidad media de las demás moléculas disminuye; dado que la temperatura, a su vez, sólo depende de la velocidad media de las moléculas, la temperatura del líquido que queda también disminuye. Es decir, la evaporación es un proceso que enfría; si se pone una gota de agua sobre la piel, se siente frío cuando se evapora. En el caso de una gota de alcohol, que se evapora con más rapidez que el agua, la sensación de frío es todavía mayor. Si un líquido se evapora en un recipiente cerrado, el espacio situado sobre el líquido se llena rápidamente de vapor, y la evaporación se ve pronto compensada por el proceso opuesto, la condensación. Para que la evaporación continúe produciéndose con rapidez hay que eliminar el vapor tan rápido como se forma. Por este motivo, un líquido se evapora con la máxima rapidez cuando se crea una corriente de aire sobre su superficie o cuando se extrae el vapor con una bomba de vacío.

EVAPORADORES Un evaporador es un intercambiador de calor entre fluidos, de modo que mientras uno de ellos se enfría, disminuyendo su temperatura, el otro se calienta aumentando su temperatura, pasando de su estado líquido original a estado vapor (cabiendo la posibilidad de un calentamiento ulterior, con lo que se dice que alcanza el estado de vapor sobrecalentado). A fin de cuentas un evaporador, es un intercambiador de calor más complejo, en el que además de producirse el cambio de fase pueden darse otros fenómenos asociados a la concentración de la disolución, como la formación de sólidos, la descomposición de sustancias.

En otros casos el agua que contiene pequeñas cantidades de minerales se evapora para obtener agua libre de sólidos que se emplea en alimentación de calderas, para procesos químicos especiales, o para otros propósitos. Las propiedades físicas y químicas de la solución que se está concentrando y del vapor que se separa tiene un efecto considerable sobre el tipo de evaporador que debe usarse y sobre la temperatura y la presión del proceso, estos son algunos de los factores que afectan este proceso: 

Concentración en el líquido: Por lo general la alimentación liquida a un evaporador es bastante diluida por lo que su viscosidad, bastante baja, es similar a la del agua y se opera con coeficientes de transferencia de calor bastante altos. A medida que se verifican la evaporación la solución se concentra y su viscosidad puede elevarse disminuyendo su coeficiente de transferencia de calor.



Solubilidad: A medida que se calienta la solución y aumenta la concentración del soluto o sal puede excederse el límite de solubilidad del material en la solución y se forman cristales. Esto limita la concentración máxima que puede obtenerse por evaporación de la solución.



Solubilidad térmica de los materiales: Muchos productos en especial los alimentos y otros materiales biológicos, son sensibles a la temperatura y se degradan cuando esta o el calentamiento es muy prolongado. La cantidad de degradación está en función de la temperatura y el tiempo.



Formación de espumas: En algunos casos los materiales constituidos por soluciones causticas, soluciones de alimentos como leche desnatada y algunas soluciones de ácidos grasos forma espuma durante la ebullición. Esta espuma es arrastrada por el vapor que sale del evaporador y puede producir perdidas de material.



Presión y temperatura: Cuanto más elevada sea la presión de operación del evaporador, mayor será la temperatura de ebullición. Además la temperatura de ebullición también se eleva a medida que aumenta la concentración del material disuelto por la acción de evaporación. Este fenómeno se llama elevación de punto de ebullición.

TIPOS DE EVAPORADORES 1. Evaporador de Película Fina. Está formado por conos de evaporación giratorios equipo apropiado para procesos en donde la calidad del producto sea lo más importante. Se usan finalizadores o evaporadores de acabado en los que hay que afrontar capacidades pequeñas y viscosidades elevadas, debido a su alto costo. Se usan mucho para la concentración de la pasta de tomate, café, leche, suero, malta y productos azucarados.

2. Evaporador de Tripe Efecto. Es útil para la concentración de materiales fluidos como el azúcar de uvas, almidón y productos lácteos. En la industria química es usado para materiales sensibles al tratamiento de concentración al vacío en bajas temperaturas.

3. Evaporador de Película Descendente. Es aplicado a la concentrados, sueros y líquidos farmacéuticos sensibles al Trabaja en condiciones de vacío y a bajas temperaturas propiedades organolépticas del producto. Permite mayor disminuye costos de producción.

producción de jugos calor de alta calidad. por eso preserva las ahorro de energía y

4. Evaporador de Película Ascendente. Este tipo de evaporador es frecuentemente usado con recirculación de producto, dónde parte del concentrado producido es reintroducida a la entrada de la alimentación para producir una carga suficiente de líquido dentro de los tubos de calentamiento. Es usado para concentrar productos termo sensibles es muy usado en la industria láctea

5. Evaporador de Circulación Natural con Calandria Exterior. La calandria y su carcasa se sustituyen frecuentemente por un cambiador de calor de placas, que resulta particularmente útil cuando es previsible la formación de costras o la degradación del producto. Se usan para la concentración de productos alimenticios sensibles al calor, como la leche, los extractos cárnicos y los zumos de fruta.

6. Evaporadores de Circulación Forzada. Estas unidades son capaces de concentrar líquidos viscosos, si los líquidos son poco viscosos, se usan bombas centrífugas y, si lo son más, se emplean bombas de desplazamiento positivo. Se utiliza para la elaboración de mérmelas y en la industria láctea.

7. Evaporador de Placas. El líquido se bombea por él espacio comprendido entre dos placas con el medio de calefacción circulando por las placas adyacentes. El producto se evapora aumentando sensiblemente su velocidad con la formación de vapor. Este aumento de volumen origina una película de alta velocidad sobre la superficie de contacto, mejorando la eficacia de la transmisión de calor. Tienen excelente respuesta en aplicaciones especiales para la industria láctea. Además de ser óptimo para la concentración de jaleas.

8. Evaporador de Expansión Directa. Fue diseñado para la concentración de productos lácteos, zumos de frutas, el líquido y el vapor fluyen por espacios alternados, de forma similar a como lo hacen en un evaporador de placas. Cuando se evaporan líquidos que forman costra, los tubos deben estar cubiertos siempre por el líquido, para que la disposición de material sea mínima. Este tipo de evaporador alcanza buenas velocidades de evaporación con líquidos de viscosidad moderada, no corrosivos y poco tendentes a la formación de costra. Entre sus aplicaciones típicas se hallan la concentración de disoluciones de azúcar de caña, azúcar de remolacha, glucosa, extracto de malta, sal y zumos de frutas.

9. Evaporador De Tubo Vertical. El evaporador vertical es adecuado para: destilaciones a vacío, productos y productos sin sólidos ni viscosidad. Es aplicable en la destilación de Biodiesel (Metil ésteres), desodorización , evaporación de ácidos grasos y concentración de productos farmacéuticos.

APLICACIONES Se ha desarrollado, diseñado y construido una gran variedad de evaporadores adaptados a las necesidades de los seres humanos. Las aplicaciones de estos evaporadores son diversas y específicas para las industrias lecheras y de alimentos. A continuación se detallan aplicaciones en la industria. 

Industria Lechera: Leche entera y descremada, Leche condensada, Proteínas de la leche, Permeados lácteos, Mezclas de productos lácteos, Mantecas, Suero de queso, Suero de queso previamente cristalizado, Proteínas de suero, Permeados de suero, Soluciones de lactosa, Dulce de leche de producción continua y discontinua.



Industria de Jugos de Fruta: Leche de soja, Jugo de manzana, de naranja y otros citrus, Jugos mezclas, de tomates, de zanahoria



Hidrolizados: Proteína Hidrolizada, Proteína láctea hidrolizada, Suero hidrolizado, Molienda húmeda del maíz, Jarabe de glucosa, Jarabe de Dextrosa 42 y 55, Agua de Macerado.



Industria Frigorífica: Extracto de carne y huesos, Plasma sanguíneo.



Extractos: Extractos de café o té, de carne o hueso, de malta, de levaduras.



Industria Avícola: Concentración de huevo entero, Concentración de clara de huevo.



Otras: Vinazas alcohólicas.

BIBLIOGRAFIA 

Las operaciones de la ingeniería de los alimentos Ciencia y Tecnología de los alimentos J. G. Brennan, Edición 3, ilustrada Editor Acribia, 1998 N| de paginas 728 paginas.



http:/www.caquin.com/es/evaporadores.



http://es.slideshare.net/Dagumu/evaporadores-98972