Este documento presenta una breve explicación de los evaporadores, incluyendo su definición, funcionamiento básico, características generales y tipos más comunes. Explica el origen histórico de los evaporadores y describe varios tipos de evaporadores, como los de tubos cortos verticales, de circulación forzada y de vacío. Concluye presentando referencias bibliográficas sobre el tema.

1. * MENDOZA HUARAHUARA CLAUDIA
KATHERINE
* QUISPE MOYAVALERIA
: ING. GOYO DAMIAN CONDE FLORES
QUINTO
LAPAZ - BOLIVIA

2. En esta presentación se explica de
forma breve, la definición de un
evaporador, así como su
funcionamiento básico, sus
características generales y los tipos
de evaporadores más básicos a
conocer.
Finalmente se presentan las
conclusiones y las referencias
bibliográficas consultadas.

3.  Los primeros evaporadores surgieron, una
vez más, como una necesidad de
mantener un clima agradable en los
antiguos carruajes, debido a que el
conductor estaba expuesto a las
condiciones ambientales: frío, calor, polvo,
ruido, etc.
 Al cerrar la cabina del carruaje, el calor
generado en su interior obligó a los
fabricantes a pensar como evitarlo. Al
principio se colocaron aberturas en el piso
pero esto trajo más polvo.

4.  En 1884 William Whiteley tuvo la idea de colocar
cubos de hielo en un contenedor debajo de la
cabina del carruaje y soplar aire adentro por medio
de un ventilador conectado al eje.
 Poco después la compañía Nash inventó un sistema
de enfriamiento por evaporación llamado Wheater
Eye (“ojo climático”) en el que se producía un efecto
de disminución de la temperatura en el aire,
haciéndolo pasar sobre agua. Fue así como surgió el
concepto de los evaporadores de agua.

5.  Un evaporador, es un
intercambiador de calor en el que
se producen cambios de fase y
pueden darse otros fenómenos
asociados a la concentración de
una disolución, como la formación
de sólidos, la descomposición de
sustancias, etc.
 Se fabrican en muy diversos
tamaños y con distintas
disposiciones.

6.  Los evaporadores, deben trabajar
siempre al vacío parcial, pues reduce
la temperatura de ebullición en la
cámara de evaporación.
 En la cámara de cada evaporador
debe haber siempre menos presión
que en el anterior y en el primero de
ellos siempre menos de la atmosférica.
De no ser así, la evaporación no tendría
efecto.

7. Existen una amplia variedad de evaporadores, pero la mayoría de ellos coincide
con las siguientes características básicas:

8. Componentes básicos de un evaporador

9. Operación de Simple y
Múltiple Efecto
Evaporación de Simple Efecto:
Este es el proceso donde se utiliza un solo evaporador, el vapor
procedente del líquido en ebullición se condensa y desecha. Este
método recibe el nombre de evaporación.
Evaporación de Múltiple efecto:
Si vapor procedente de uno de los evaporadores se introduce como alimentación en
el elemento calefactor de un segundo evaporador, y el vapor procedente de éste se
envía al condensador, la operación recibe el nombre de doble efecto. Al utilizar una
serie de evaporadores entre el suministro de vapor vivo y el condensador el proceso
recibe el nombre de evaporación en múltiple efecto.

10. Operación de Simple y
Múltiple Efecto
Evaporación de Simple Efecto
De circulación forzada
Con un paso a través

11. Operación de Simple y
Múltiple Efecto
Distintos modelos de alimentación en evaporación de múltiple efecto
Alimentación
directa
Alimentación
inversa
Alimentación
mixta
Alimentación
paralela

12. 1.- CONCENTRACION EN LIQUIDO
Su alimentación es muy diluida por lo que su
viscosidad muy baja.
A medida que sube la temperatura su concentración
y su viscosidad se eleva notablemente

13. A medida que se calienta la
solución aumenta su
concentración su limite de
solubilidad del material en
solución es cuando se forman
cristales blancos.

14. Muchos de los materiales son sensibles a la temperatura entre
ellos están:
los materiales farmacéuticos
Productos alimenticios (como la leche jugo de naranja y
extractos vegetales)
Materiales químico orgánicos delicados

15. En algunos casos algunos materiales
constituidos por soluciones causticas como:
Leche desnatada y otras soluciones de ácidos
grasos forman espuma durante la ebullición.

16. Cuando mas se eleva la presión del
evaporador mayor será la temperatura,
además la temperatura de ebullición
también se eleva a medida que
aumenta la concentración del material
disuelto

18. 4. Calentamiento pór radiación solar
Tipos de evaporadores
Según el método de calentamiento, los evaporadores se pueden clasificar en :
1. Medio de calentamiento separado del líquido que se evapora por superficies
de calefacción tubulares
2. Medio de calefacción esté confinado en serpentines, camisas, paredes dobles, platos planos, etc
3. Medio de calentamiento entra en contacto directo con con el líquido que se evapora

19.  Se distribuyen una serie de tubos cortos verticales
(calandria de tubos) dentro de una carcasa por donde
circula el vapor. Cuando se calienta el producto, la
propia evaporación de éste, hace que vaya subiendo
por el interior de los tubos (evaporación súbita que
arrastra el líquido), mientras que por el exterior de los
mismos condensa el vapor calefactor.
 El producto concentrado junto con el vapor generado
pasa a una cámara de vacio, donde el vapor se
destina al condensador (si tiene valor añadido) o se
libera y el producto concentrado puede volver a
introducirse como alimentación, si se requiere mayor
concentración o extraerlo del equipo como producto
final.

20. Se utiliza para concentrar productos agresivos tales como ácido Sulfúrico, Clorhídrico,
Fluorhídrico, etc. Fabricado de Plástico resistente a la corrosión.

21. Evaporador de tubos horizontales cortos
Estos evaporadores están formados por una cámara, cuya parte inferior está atravesada por un
banco de tubos horizontales e interiores a través de los cuales circula vapor como fluido de
calefacción.
Por encima de los tubos está un espacio que
permite la separación por gravedad de las
gotas arrastradas por el vapor liberado en la
base por un banco de tubos horizontales
interiores, por los que circula vapor.
Bafles de impacto se acomodan para facilitar la
separación de las gotas.
Ya que el banco de tubos dificulta la
separación del líquido, estos evaporadores
presentan pobres coeficientes de transferencia
de calor global.
Usualmente se emplean para concentrar
líquidos de baja viscosidad.
Vapor
Vapor de
agua
Alimentación
Disolución concentrada condensado

22. Evaporador de tubos horizontales cortos
Son baratos
Requieren poca altura
Son de fácil instalación
Adecuados a líquidos que no cristalicen
Para líquidos no viscosos
Buena transmisión de calor

23. Ventajas de los evaporadores de tubos horizontales:
1. Muy baja altura
2. Gran área desacoplada lìquido vapor tipo tubo sumergido
3. Relativamente bajo costo
4. Buenos coeficientes de transferencia de calor
5. Fàcil desincrustaciòn semiautomàtica
Desventajas de los evaporadores de tubos horizontales:
1. Inadecuado para líquidos con incrustaciones
Aplicaciones
1. Altura limitada
2. Baja capacidad

24. Evaporador de circulación natural de tubos cortos verticales
El vapor se condensa en el exterior de los tubos
verticalmente arreglados dentro de la cámara de
evaporación
La calandria tiene un gran tubo central de retorno a
través del cual un líquido más frío que el líquido que
circula en los tubos de calentamiento ascendente,
formando así corrientes de circulación natural
La longitud de los tubos usualmente varían entre 0.5 y 2
m, con un diámetro de 2.5 a 7.5 cm, mientras que el tubo
central presenta una sección transversal entre 25 y 40 %
de la sección total ocupada por los tubos.
Vapor
Vapor de
agua
Circulación de
fluido
Disolución concentrada
condensado
Alimentación

25. Ventajas de los evaporadores de tubos cortos
verticales
1. Altos coeficientes de transferencia de calor a altas diferencias de temperatura
2. Baja altura
3. Desincrustación mecánica fácil
4. Relativamente baratos
Desventajas de los evaporadores de tubos cortos
verticales
1. Pobre transferencia de calor a bajas diferencias de temperatura y bajas
temperaturas
2. Alto peso y espacio de suelo
3. Relativamente alta retención
4. Pobre transferencia de calor con líquidos viscosos

26. 1. Líquidos claros
2. Líquidos relativamente no corrosivos, ya que el cuerpo es grande y caro si se
construye de materiales diferentes al acero dulce o hierro fundido
3. Las soluciones que descaman levemente requieren de limpieza mecánica ya
que los tubos son cortos y grandes en diámetro
Aplicaciones de los evaporadores
de tubos cortos verticales

27. Evaporadores de vacío con serpentina sumergida
Particularidades de la serpentina:
Evaporadores de vacío con recubrimiento
anticorrosivo y desincrustante.

28. Evaporadores de vacío con disco calentador y cepillos de limpieza.

29. EVAPORADOR AL VACIO
La evaporación al vacío consiste en reducir la presión del
interior de la caldera del evaporador por debajo de la
presión atmosférica. Esto permite reducir la temperatura
de ebullición del líquido a evaporar, lo que reduce la
cantidad de calor a aportar/eliminar en el proceso de
ebullición y de condensación, además de otras ventajas
técnicas como la de poder destilar líquidos con alto punto
de ebullición, evitar la descomposición de sustancias
sensibles a la temperatura, industria de alimentación:
jamones y embutidos, salazones, conservas de pescado y
marisco, piscifactorías, pepinillos, aceitunas y otros
encurtidos - • industria química y farmacéutica • industria
curtido de piel • industria en general: rechazo de ósmosis
inversa • industria en general: efluidos de regeneración de
descalcificadora

30. Evaporadores de circulación forzada
Placa de impacto
En estos evaporadores la
circulación se realiza mediante
una bomba que impele la
solución a través de la calandria
dentro de la cámara de
separación donde el vapor y el
concentrado se separan

31. Evaporador de circulación forzada
El evaporador de circulación forzada
consta de un cambiador de calor
con calefacción indirecta en el que
el liquido circula a elevadas
velocidades
Los evaporadores de circulación
forzada pueden no ser tan
económicos, pero son necesarios
cuando los productos involucrados en
la evaporación tienen propiedades
incrustantes, altas viscosidades,
precipitaciones, cristalizaciones o
ciertas características térmicas que
imposibilitan una circulación natural

32. Evaporadores de circulación forzada
La bomba hace circular al fluido a velocidades entre 2 y 6 m/s; cuando pasa a través del banco
de tubos el fluido gana suficiente calor como para recalentarse, pero el líquido está sujeto a
una carga estática que evita la ebullición dentro de los tubos.
Sin embargo, cuando el fluido alcanza la cámara, hay una evaporación súbita y la placa de impacto
facilita la separación de la fase líquida del vapor
Estos evaporadores son capaces de concentrar líquidos viscosos donde la bomba impele al líquido a
una velocidad adecuada
Si los líquidos presentan baja viscosidad se usan bombas centrífugas.
Si el líquido tiene más alta viscosidad, se deberían usar bombas de desplazamiento
positivo

33. Evaporadores de circulación forzada
evaporadores de
circulación forzada
evaporadores de circulación
forzada de tubos sumergidos Cristalizador tipo Oslo

34. Evaporadores de circulación forzada
Ventajas de los evaporadores de circulación forzada
1. Altos coeficientes de transferencia de calor
2. Circulación positiva
3. Relativa libertad con las incrustaciones y ensuciamiento
Desventajas de los evaporadores de circulación forzada
1. Alto costo
2. Se requiere potencia para la circulación de la bomba
3. Relativamente alto tiempo de residencia
Principales aplicaciones de los evaporadores de circulación forzada
1. Productos que cristalizan
2. Soluciones corrosivas
3. Soluciones viscosas

35. 1. Taponamiento de la entrada de los
tubos por depósitos salinos
desprendidos de las paredes del
equipo.
2. Pobre circulación debido a las
pérdidas de calor mayores a las
esperadas
3. Acumulación de sales por
ebullición en los tubos
4. Corrosión.erosión.
Principales dificultades con los evaporadores de circulación forzada

36. Evaporadores de tubos largos
verticales
Estos intercambiadores consisten en una cámara
vertical hecha de un intercambiador tubular y una
cámara de separación
El líquido diluido se precalienta antes de entrar a los
tubos, hasta casi la temperatura de ebullición
Una vez dentro de los tubos, el líquido comienza a
hervir y la expansión debido a la vaporización produce la
formación de burbujas de vapor que circulan a alta
velocidad y arrastran el líquido , que continua
concentrándose mientras se mueve hacia adelante

37. La mezcla líquido-vapor entra a la cámara de separación donde los
bafles facilitan la separación del vapor
El líquido concentrado obtenido puede ser extraído
directamente o puede mezclarse con líquido no concentrado y
ser recirculado, o puede ir a otro evaporador para aumentar la
concentración
Los evaporadores de tubos largos pueden ser:
•De película ascendente
•De película descendente
•De película ascendente-descendente
Evaporadores de tubos largos

38. 1. Mucha altura
2. Generalmente inadecuados para líquidos que ensucian
3. Pobres coeficientes de transferenica de calor para los de película ascendente a bajas
diferencias de temperatura
4. Los de película descendente usualmente reuieren de recirculación
Ventajas de los evaporadores de tubos largos verticales:
1. Bajo costo
2. Grtandes superficies de calentamiento en un sólo cuerpo
3. Bajo tiempo de retención
4. Pequeño espacio de piso
5. Buenos coeficientes de transferencia de calor a diferencias de temperatura razonables
(película ascendente)
6. Buenos coeficientes de transferencia de calor para todas las diferencias de temperatura
(película descdendente)
Desventajas de los evaporadores de tubos largos verticales:

39. 1. Sensibilidad de las unidades de pelìcula ascendente a los cambios en las condiciones de
operación
2. Pobre distribuciòn de la alimentación para las unidades de película descendente
Aplicaciones de los evaporadores de tubos largos verticales:
1. Líquidos claros
2. Líquidos espumantes
3. Soluciones corrosivas
4. Altas diferenciaas de temperatura: Película ascendente,
Bajas diferencias de temperatura: Película descendente
5. Operación a baja temperatura: película descendente
Dificultades de los evaporadores de tubos largos verticales:

40. Generalmente , tienen coeficientes de transferencia de
calor altos
El producto no se ve afectado por el calor, por lo
tanto, estos evaporadores son útiles para
evaporar líquidos sensibles al calor.
Evaporadores de tubos largos
Evaporadores de película

41. Evaporadores de tubos largos
Evaporadores de película ascendente
En los evaporadores de película, el
tiempo de residencia del líquido
tratado en la zona de calentamiento
es corta ya que circula a gran
velocidad

42. En los evaporadores de
película ascendente el
líquido entra por el fondo de
los tubos
Las burbujas de vapor que
ascienden a través del centro
del tubo comienzan a
formarse, creando una
delgada película sobre la
pared del tubo que asciende
a gran velocidad
Evaporadores de tubos largos
Evaporadores de película ascendente

43. Se utiliza para alimentos líquidos de baja viscosidad, los cuales hierven en el interior de
tubos verticales de 10-15 metros de longitud
Los tubos se calientan con el vapor existente en el exterior , de tal manera que el liquido
asciende por el interior de los tubos arrastrado por los vapores formados en la parte
inferior
El movimiento ascendente de los vapores produce una película que se mueve
rápidamente hacia arriba
EVAPORADORES DE TUBOS LARGOS
EVAPORADORES DE LA PELICULA ASCENDENTE
AL CONDENSADOR O A
VACIO
SALIDA DE
PRODUCTO
CONDENSADO
ALIMENTACIÓN
VAPOR

44. Los evaporadores de película descendente
desarrollan una fina película de liquido
dentro de los tubos verticales que desciende
por gravedad.
El diseño de estos evaporadores es
complicado ya que la distribución de liquido
en una película uniforme fluyendo hacia
abajo en un tubo es difícil de lograr .
Para lograrlo se utilizan unos distribuidores
especialmente diseñados denominados
boquillas de pulverización
Los evaporadores de película descendente
permiten instalar un mayor número de
efectos que el evaporador de película
ascendente.
Por ejemplo: si el vapor disponible se
encuentra a 110ºC y la temperatura de
ebullición en el último efecto es de 50ºC , la
diferencia de temperatura total disponible es
de 60ºC
Teniendo en cuenta que los evaporadores de
película ascendente necesitan una diferencia
de temperatura de 14ºC
Evaporadores de tubos largos
Evaporadores de película
descendente

45. En los evaporadores de película
descendente, la alimentación se realiza
por la parte superior de los tubos, de
manera que el vapor formado desciende
a través del centro de los tubos como un
jet a gran velocidad
Los evaporadores de película
descendente son usados
ampliamente para concentrar
productos lácteos.
Evaporadores de tubos largos
Evaporadores de película descendente

46. Evaporador de película descendente

47. La evaporación de película
ascendente se usa para obtener un
líquido de concentración
intermedia con alta viscosidad.
Evaporadores de tubos largos
Evaporadores de película ascendente-descendente
Este líquido se evapora posteriormente
en los tubos, cuando circula como
película descendente.
Cuando se desean altas velocidades de
evaporación, se usan los evaporadores
de película ascendente-descendente.

48. Evaporadores de placas
Los evaporadores de placas utilizan los principios de los evaporadores de película
ascendente y descendentes, película agitada y de circulación forzada
La configuración en placas le proporciona ciertas características que las hacen mas
aceptables que la configuración tubular
En este sentido, un evaporadores de placas de película ascendente/ descendente es más
compacto, necesitando menos superficie que la unidad tubular, a la vez que pueda
inspeccionarse mas fácilmente su superficie de transferencia de calor
No es difícil encontrar un evaporadores de placas de película descendente con una
capacidad de 25000-30000 kg de agua / hora .

49. Evaporadores de placa
Los evaporadores de placa consisten en un set de placas distribuidos en unidades
en las cuales el vapor condensa en los canales formados entre placas.
El líquido caliente hierve sobre la superficie de las placas, ascendiendo y
descendiendo como una película.
La mezcla de líquido y vapor formados va hacia un evaporador centrífugo
Estos evaporadores se usan para concentrar productos sensibles al calor, ya que se
alcanzan altas velocidades de tratamiento permitiendo buena transferencia de calor
y cortos tiempos de residencia del producto en el evaporador.

50. Los evaporadores de placas ocupan poco espacio sobre el piso y son
fácilmente manipulables para la limpieza pues se montan y
desmontan fácil y rápidamente
Los evaporadores de placas se emplean para :
concentrar café
mermeladas dietéticas
jugos de cítricos
caldos (sopas)
Evaporadores de placa

51. Evaporadores de placas

52. EVAPORADORES DE FLUJO EXPANDIDO
En este aparto diseñado para la concentración de productos lácteos zumos de
frutas, etc., el liquido y el vapor fluyen por espacios alternados de forma similar a
como ocurre en el evaporador de placas.
Las placas, sin embargo, se sustituyen por delgados conos invertidos de acero
inoxidable, provistos de juntas de cierre para evitar fugas.
El líquido de alimentación penetra por el eje de giro central situado en la base de la
pila de conos y entra a través de boquillas de alimentación en los espacios de los
conos calentados, fluyendo hacia arriba y fuera sobre las superficies calentadas por el
vapor.

53. Puesto que se opera a vacío, el líquido alcanza rápidamente el punto de ebullición.
Del sistema de conos sale tangencialmente, pasando el vapor separado hacia la parte
superior por donde sale de la cámara interna a la externa.
La alta velocidad que adquiere el líquido en los espacios entre los conos determina
la formación de delgadas películas turbulentas del líquido en evaporación que
permiten elevadas velocidades de transferencia de calor y cortos tiempos de
residencia. La unidad se ha diseñado para su limpieza in situ (en el lugar).
EVAPORADORES DE FLUJO
EXPANDIDO

54. EVAPORADORES DE FLUJO
EXPANDIDO

55. Evaporadores de película
agitada Cuando se utilizan alimentos líquidos
muy viscosos , la alimentación se
dispersa en el interior de la superficie
de calentamiento cilíndrica mediante
paletas rotatorias. Se obtienen de esta
manera altas velocidades de
transferencia de calor
La configuración cilíndrica del sistema
produce menores áreas de transferencia
de calor por unidad de volumen de
producto , siendo necesario utilizar vapor
a alta presión como medio de calefacción
con el fin de conseguir elevadas
temperaturas en la pared y, por tanto,
velocidades de vaporación razonables
La mayor desventaja de este sistema son
los elevados costes de fabricación y
mantenimiento, así como la baja
capacidad de procesamiento