El documento describe diferentes tipos de maquinarias para el tratamiento térmico de alimentos mediante evaporación. Explica equipos de evaporación como evaporadores de caldera abierta, tubos cortos horizontales y verticales, y marmitas. También describe ventajas y desventajas de la evaporación, componentes de evaporadores industriales, y diferentes tipos de evaporadores como de efecto simple, múltiple, circulación natural, forzada y película ascendente/descendente.

1. UNIVERSIDAD TÉCNICA ESTATAL
DE QUEVEDO
FACULTAD CIENCIAS DE LA INDUSTRIA Y
PRODUCCIÓN
CARRERA DE INGENIERÌA EN ALIMENTOS
MAQUINARIAS EN LA INDUSTRIA DE
ALIMENTOS
ING. GINA GUAPI

2. TEMA 2.- Maquinarias para tratamiento térmico
SUBTEMA 1.- Equipos de evaporación
SUBTEMA 2.- Evaporador de caldera abierta
SUBTEMA 3.- Evaporador de tubos cortos horizontales
SUBTEMA 4.- Evaporador de tubos cortos verticales
SUBTEMA 5.- Marmitas
UNIDAD 4: Máquinas de
procesamiento y transformación
SEMANA 9

3. ANTECEDENTES
❑La evaporación es una operación unitaria que se emplea para
eliminar parcialmente por ebullición agua de los alimentos líquidos.
❑La separación de agua o concentración de sólidos se logra por la
diferencia en cuanto a volatilidad entre el agua (disolvente) y el
soluto.
❑La preconcentración de alimentos como jugo de frutas, leche y café
es deseable antes del secado, congelación o esterilización a fin de
reducir el peso y el volumen.
❑El incremento de sólidos por evaporación reduce la actividad de
agua, como en jaleas o melaza y en consecuencia ayuda a la
conservación.

4. ❑La evaporación también se utiliza para que un producto adquiera
sabor y color. como en el caso de los jarabes caramelizados para
productos de panadería.
❑Durante la evaporación, el calor latente se transfiere del medio de
calentamiento al alimento para elevar la temperatura de éste al
punto de ebullición.
❑La velocidad de evaporación es determinada por la velocidad de
transferencia de calor a los alimentos y la velocidad de transferencia
de masa de vapores a partir de los alimentos.
❑La evaporación a menudo se lleva a cabo en condiciones de vacío a
fin de aumentar la velocidad de evaporación y reducir el punto de
ebullición de la solución de modo que se reduzca al mínimo la
degradación del producto ocasionada por el calor.

5. Ventajas:
- Mejora la conservación del producto.
- Permite un ahorro energético en operaciones subsecuentes
(deshidratación, congelación).
- Reduce gastos de almacenamiento, transporte y material de empaque
(reduce volumen).
- Facilita el uso del producto, tanto al consumidor (sopas, puré tomate)
como a la industria (pectina líquida conc., fruta conc. para helados,
yogurts, pastelería).
Desventajas:
- Por sí sola no conserva al producto.
- Requiere métodos coadyuvantes de conservación (refrigeración,
congelación, tratamiento térmico y envasado al vacío ,etc.)
- Puede haber pérdida del aroma del producto (si no se recupera)

6. Evaporadores
• Los evaporadores son intercambiadores de calor usados
específicamente para concentrar soluciones mediante la
evaporación parcial del solvente, algunas veces hasta el punto que
ocurra el fenómeno de la cristalización.
• Son diseñados para optimizar la producción del producto líquido o
sólido.
• Un Vaporizador es un intercambiador que convierte líquido a
vapor. El término vaporizador se refiere normalmente a aquellas
unidades que manejan líquidos diferentes al agua.

7. Evaporador industrial

8. Diagrama de una caldera evaporadora

10. Componentes básicos de un evaporador

12. Tipos de evaporadores
Evaporador discontinuo
Es un evaporador muy simple y quizás el
más antiguo de los utilizados en la
industria alimentaria.
El alimento se calienta en un recipiente
esférico rodeado de una camisa
calefactora con vapor de agua.
El recipiente puede conectarse a un
sistema de vacío o abrirse directamente a
la atmósfera.

13. Evaporador de circulación natural
• El alimento se calienta en la base y asciende por los tubos.
• El vapor de disolvente generado facilita la ascensión de la disolución.
• Esta circulación natural sólo se consigue si los tubos no son
excesivamente largos (1 o 2 metros de longitud).
• El alimento puede recircularse para concentrarse más.

14. Evaporador de película ascendente
• Para alimentos líquidos de baja
viscosidad pueden utilizarse
evaporadores de película
ascendente.
• Están constituidos por tubos
largos (entre 10 y 15 metros de
longitud) por cuyo interior
asciende el alimento arrastrado
por el vapor de disolvente
generado.

15. Evaporador de película descendente
En estos evaporadores, el alimento desciende
por gravedad por los tubos en forma de fina
película.
Para conseguir una buena
distribución en los tubos,
se utilizan boquillas
pulverizadoras.

16. Evaporador de película ascendente/descendente
La calandria está dividida
longitudinalmente en dos secciones.
Primeramente, la disolución asciende por
los tubos de forma similar a un evaporador
de circulación ascendente.
Cuando la disolución está más
concentrada y no es posible la circulación
ascendente, pasa a la segunda parte de la
calandria donde desciende por gravedad.

17. Evaporador de circulación forzada
• Estos evaporadores se utilizan
cuando la disolución a concentrar
tiene alta viscosidad, lo que
impide una circulación natural.
• En estos equipos, la presión en la
calandria es superior a la del
separador de corrientes, lo que
se consigue con una columna de
líquido a la salida de la calandria.

18. Evaporador de película agitada
• Es un tipo de evaporador de película
descendente donde la disolución
circula por un sólo tubo que
contiene un agitador interno.
• Este tipo de evaporadores es muy
útil cuando se trabaja con
disoluciones muy viscosas.

19. Métodos de Operación de Evaporadores.
• Al aumentar los efectos, aumenta la calidad del producto que se
requiere, por la eliminación continúa del agua. Los evaporadores
pueden ser de efecto simple o multiefectos.
• Estos arreglos permiten el aprovechamiento del calor del vapor
generado en el evaporador.

20. Evaporadores de Efecto Simple
▪ Los evaporadores de efecto simple se usan con frecuencia cuando la
capacidad necesaria de operación es relativamente o el costo del vapor es
relativamente barato comparado con el costo del evaporador. Sin embargo, la
operación de gran capacidad, al usar más de un efecto, reducirá de manera
significativa los costos del vapor. Puesto que se supone que la solución del
evaporador está completamente mezclada, el producto concentrado y la
solución del evaporador tienen la misma composición y temperatura que
corresponde al punto de ebullición de la solución.
▪ La temperatura del vapor también es pues está en equilibrio con la solución
en ebullición. La presión es que es la presión de vapor de la solución a. Si se
supone que la solución que se va a evaporar es bastante diluida y parecida al
agua, 1 kg de vapor de agua producirá aproximadamente 1 kg de vapor al
condensarse. Esto ocurrirá siempre que la alimentación tenga una
temperatura cercana al punto de ebullición.

22. Evaporadores de Efecto Múltiple
Características:
1. Está compuesto por varios evaporadores de efecto simple,
donde la alimentación es suministrada a un primer
evaporador y el concentrado que sale de este alimenta a su
vez a otro, lo cual ocurre sucesivamente.
2. La solución concentrada que sale de un evaporador de
circulación se retira del líquido contenido en el aparato, que
está a la concentración máxima.

23. 3. Como el líquido que entra a los tubos contiene varias partes
del concentrado por cada parte de alimentación, su
concentración, densidad, temperatura de ebullición son
aproximadamente las correspondientes a la concentración
máxima. Por esta razón el coeficiente de transmisión de
calor tiende a ser bajo.
4. Estos evaporadores no son adecuados para concentrar
líquidos sensibles al calor. A pesar del uso de un vacío muy
bajo, el recipiente está repetidamente en contacto con los
tubos calientes, y por consiguiente una parte del mismo se
calienta a temperaturas excesivamente altas

24. 5. Pueden operar en un amplio intervalo de concentraciones,
comprendidas entre las de la alimentación y el líquido
concentrado sola unidad, y se adaptan muy bien a la
evaporación de efecto simple en operar tanto con circulación
natural (se debe a las diferencias de densidad) como con
circulación forzada (circulación del líquido mediante una
bomba).
6. Su modo de circulación puede ser adaptado por medio de
varios mecanismos a evaporadores de efecto múltiple con:
alimentación hacia delante, alimentación hacia atrás y
alimentación en paralelo.

32. MUCHAS GRACIAS…..