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EV
APORACIÓN
CONCEPTO
 Operación en la cual se elimina el vapor
formado por ebullición de una solución
líquida de la cual se obtiene una solución
más concentrada.
 En la gran mayoría de los casos, la
operación unitaria de evaporación se refiere
a la eliminación de agua de una solución
acuosa.
IMPORTANCIA
 La evaporación es una importante
operación unitaria comúnmente empleada
para remover el agua de productos líquidos
diluidos para obtener productos líquidos
concentrados.
 La remoción de agua de los alimentos
provee estabilidad microbiológica y reduce
los costos de almacenamiento y transporte.
Ejemplos de Evaporación
(Industria Agroalimentaria)
 Concentración de soluciones acuosas de azúcar.
 Concentración de leche y jugo de naranja.
 Concentración de jugo de tomate de 5-6 % de
sólidos totales a 35-37 %.
 Concentración de monogliceridos.
 Obtención de vitamina E
 Evaporación de metil esteres (biodiesel)
 Obtención de lecitina.
 Evaporación de glicerina.
Ejemplos de Evaporación
(Industria Farmacéutica).
 Eliminación de color
 Evaporación de disolventes en productos
que puedan sufrir degradación térmica.
 Evaporación de disolventes de principio
activo.
Ejemplos de Evaporación
(Sector Químico).
 Concentración de soluciones de hidróxido de
sodio
 Concentración de soluciones de glicerina y
gomas
 Evaporación de aguas residuales con alto
contenido en sólidos.
 Evaporación de ésteres.
 Separación de disolventes en esencias.
 Recuperación de aditivos en aceites minerales.
Ejemplos de Evaporación
(Sector polímeros).
 Separación de disolventes en monómeros.
 Concentración y separación de
monómeros.
 Concentración de polímeros.
 Evaporación y concentración de Ciano
Acrilatos.
Esquema de operación de un
evaporador
 Esencialmente el
evaporador consiste de un
intercambiador de calor
encerrado en una cámara.
 El intercambiador de calor
no tiene contacto directo
con el producto y provee
calor de vapor de baja
presión al producto.
 El producto al interior de la
cámara se encuentra a
presión de vacío
Esquema de operación de un
evaporador (2)
 Las condiciones de vacío
ocasionan la diferencia de
temperaturas entre el vapor y
el producto y que el producto
pueda hervir a relativas bajas
temperaturas, minimizando el
deterioro por altas
temperaturas.
 Los vapores producidos son
transportados a través de un
condensador a un sistema de
vacío. El vapor condensa al
interior del intercambiador de
calor y el condensado es
descartado
Esquema de un evaporador de efecto
simple
 Durante la operación
de un evaporador de
efecto simple el vapor
producido como
consecuencia de la
concentración del
producto es
descartado sin
posterior uso.
Esquema de un evaporador de efecto
doble
 En los evaporadores
de efecto doble, el
vapor de agua
eliminado de la
solución, es utilizado
como medio de
calentamiento para la
otra cámara de
evaporación.
Esquema de un evaporador de efecto
triple
 En los evaporadores
de efecto triple, el
vapor de agua
eliminado de la
solución, es utilizado
como medio de
calentamiento para
las otras cámaras de
evaporación.
Evaporación en paralelo
Ventajas
 Utilización de mayor cantidad de vapor
 La presión se distribuye
 El mismo vacío hace que fluyan los concentrados
Inconvenientes
 La transmisión de calor está dificultada por el
incremento en: coeficiente de trasferencia de calor,
diferencial de temperatura
 La viscosidad del producto aumenta y el coeficiente
de transferencia de calor disminuye.
Evaporación en contracorriente.
Ventajas
 Mejora la transmisión de calor
 Se compensa el gradiente de
temperatura.
Inconvenientes
 Se debe adicionar bombas para que
fluya el concentrado.
Factores que intervienen en la
Evaporación
 Propiedades físicas y químicas de la solución.
 Las características del producto líquido.
 Elevación del punto de ebullición.
 Sensibilidad al calor.
 La acumulación de concentrado sobre la
superficie del intercambiador.
 La capacidad de formar espumas durante el
proceso de evaporación.
Elevación del punto de ebullición
(EPE) o Boiling-Point Elevation
 La elevación del punto de ebullición de una
solución (producto líquido) es definido como el
incremento en el punto de ebullición en relación
al del agua pura, a una determinada presión.
 Un método simple para la estimación de la
elevación del punto de ebullición es el uso de la
regla de Dühring.
Regla de Dühring
 Esta regla establece que existe una relación
lineal entre la elevación del punto de ebullición
de una solución y la temperatura de ebullición
del agua a la misma presión.
 Esta relación no abarca un amplio rango de
temperaturas, pero es aceptable cuando se
trabajan en pequeños valores.
Evaporación de doble efecto
 Equipo adquisidor de
datos y control de
Advantech. (GENIE)
 Sensores de Tº,
flujo,conductividad,
nivel y presión.
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válvulas por software.
Selección del tipo de evaporador
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  • 2. CONCEPTO  Operación en la cual se elimina el vapor formado por ebullición de una solución líquida de la cual se obtiene una solución más concentrada.  En la gran mayoría de los casos, la operación unitaria de evaporación se refiere a la eliminación de agua de una solución acuosa.
  • 3. IMPORTANCIA  La evaporación es una importante operación unitaria comúnmente empleada para remover el agua de productos líquidos diluidos para obtener productos líquidos concentrados.  La remoción de agua de los alimentos provee estabilidad microbiológica y reduce los costos de almacenamiento y transporte.
  • 4. Ejemplos de Evaporación (Industria Agroalimentaria)  Concentración de soluciones acuosas de azúcar.  Concentración de leche y jugo de naranja.  Concentración de jugo de tomate de 5-6 % de sólidos totales a 35-37 %.  Concentración de monogliceridos.  Obtención de vitamina E  Evaporación de metil esteres (biodiesel)  Obtención de lecitina.  Evaporación de glicerina.
  • 5. Ejemplos de Evaporación (Industria Farmacéutica).  Eliminación de color  Evaporación de disolventes en productos que puedan sufrir degradación térmica.  Evaporación de disolventes de principio activo.
  • 6. Ejemplos de Evaporación (Sector Químico).  Concentración de soluciones de hidróxido de sodio  Concentración de soluciones de glicerina y gomas  Evaporación de aguas residuales con alto contenido en sólidos.  Evaporación de ésteres.  Separación de disolventes en esencias.  Recuperación de aditivos en aceites minerales.
  • 7. Ejemplos de Evaporación (Sector polímeros).  Separación de disolventes en monómeros.  Concentración y separación de monómeros.  Concentración de polímeros.  Evaporación y concentración de Ciano Acrilatos.
  • 8. Esquema de operación de un evaporador  Esencialmente el evaporador consiste de un intercambiador de calor encerrado en una cámara.  El intercambiador de calor no tiene contacto directo con el producto y provee calor de vapor de baja presión al producto.  El producto al interior de la cámara se encuentra a presión de vacío
  • 9. Esquema de operación de un evaporador (2)  Las condiciones de vacío ocasionan la diferencia de temperaturas entre el vapor y el producto y que el producto pueda hervir a relativas bajas temperaturas, minimizando el deterioro por altas temperaturas.  Los vapores producidos son transportados a través de un condensador a un sistema de vacío. El vapor condensa al interior del intercambiador de calor y el condensado es descartado
  • 10. Esquema de un evaporador de efecto simple  Durante la operación de un evaporador de efecto simple el vapor producido como consecuencia de la concentración del producto es descartado sin posterior uso.
  • 11. Esquema de un evaporador de efecto doble  En los evaporadores de efecto doble, el vapor de agua eliminado de la solución, es utilizado como medio de calentamiento para la otra cámara de evaporación.
  • 12. Esquema de un evaporador de efecto triple  En los evaporadores de efecto triple, el vapor de agua eliminado de la solución, es utilizado como medio de calentamiento para las otras cámaras de evaporación.
  • 13. Evaporación en paralelo Ventajas  Utilización de mayor cantidad de vapor  La presión se distribuye  El mismo vacío hace que fluyan los concentrados Inconvenientes  La transmisión de calor está dificultada por el incremento en: coeficiente de trasferencia de calor, diferencial de temperatura  La viscosidad del producto aumenta y el coeficiente de transferencia de calor disminuye.
  • 14. Evaporación en contracorriente. Ventajas  Mejora la transmisión de calor  Se compensa el gradiente de temperatura. Inconvenientes  Se debe adicionar bombas para que fluya el concentrado.
  • 15. Factores que intervienen en la Evaporación  Propiedades físicas y químicas de la solución.  Las características del producto líquido.  Elevación del punto de ebullición.  Sensibilidad al calor.  La acumulación de concentrado sobre la superficie del intercambiador.  La capacidad de formar espumas durante el proceso de evaporación.
  • 16. Elevación del punto de ebullición (EPE) o Boiling-Point Elevation  La elevación del punto de ebullición de una solución (producto líquido) es definido como el incremento en el punto de ebullición en relación al del agua pura, a una determinada presión.  Un método simple para la estimación de la elevación del punto de ebullición es el uso de la regla de Dühring.
  • 17. Regla de Dühring  Esta regla establece que existe una relación lineal entre la elevación del punto de ebullición de una solución y la temperatura de ebullición del agua a la misma presión.  Esta relación no abarca un amplio rango de temperaturas, pero es aceptable cuando se trabajan en pequeños valores.
  • 18. Evaporación de doble efecto  Equipo adquisidor de datos y control de Advantech. (GENIE)  Sensores de Tº, flujo,conductividad, nivel y presión.  Manejo de bombas y válvulas por software.
  • 19. Selección del tipo de evaporador Tipos de evaporadores.  Circulación natural y tubos horizontales  tubos verticales y tubo central  Tipo cesta  Circulación forzada con bomba externa  De película descendente  De película fina  De placas
  • 20. Circulación natural con tubos horizontales.
  • 21. Tubos verticales con tubo central.