contiene la descripcion de los evaporadores en la industria azucarera

1. PROCESOS DE
EVAPORACIÓN EN LA
INDUSTRIA AZUCARERA

2. CALENTAMIENTO
Cualquiera sea el método empleado para la clarificación
el empleo del calentamiento, a igual que la encalación,
es imprescindible y universalmente utilizado.- Según el
método utilizado el calentamiento puede realizarse en
una o dos etapas, pero generalmente la temperatura
final del jugo oscila entre 104-108ºC .
Tipos de calentadores utilizados:
• Tubulares verticales
• Tubulares horizontales
• De placas
• Espiral
El calentador más utilizado es el tubular

3. CALENTAMIENTO
Características de los calentadores
• Placa tubular
• Velocidad de pasaje del jugo
• Tipo de tubos utilizado
• Condensados
• Gases incondensable
Área necesaria:
S = (p x c)/K x ln(Tc – te)/(Tc – ts)
Donde:
• P = Caudal de jugo en kg/hr
• C = Calor específico del jugo = 1 – 0,006Bx

4. CALENTAMIENTO
• K = Coeficiente de transmisión de calor
Generalmente para determinar éste coeficiente se
utilizan fórmulas empíricas, por Ejemplo:
K = Tv / (o,1 + 0,08/v)
• Tv = Temperatura del vapor
• ts = Temperatura salida del jugo
• te = Temperatura entrada del jugo
ts = Tv – (Tv –te)е –(K * S)/(C * c * 1000)
La cantidad de vapor necesaria para los calentadores:
M = C * c (Tv – te) /(q * 0,95)

5. 1er
calentamiento
2do. Calentamiento 3er.
Calentamiento
Recalentador
calor específico 0,922 0,922 0,922 0,922
Diám.int. Tubo (mm) 32,6 32,6 32,6 32,6
Diám. Int. Al cuadrado 0,0011 0,0011 0,0011 0,0011
Area del paso(m2) 0,0417 0,0417 0,0417 0,0250
N° de calent.para el calentamiento 1 1 1 1
Superficie total del paso 0,0417 0,0417 0,0417 0,0250
N° de circulación 12 12 12 16
Nro.de tubos por paso 50 50 50 30
Diám.ext.tubo 35 35 35 35
Largo de los tubos 4 4 4 4
CaudalJM (Ton/hr) 275,0 275,0 275,0 110,0
Caudal (m3/seg) 0,0721 0,0721 0,0721 0,0288
Cantidad de tubos 600 600 600 480
Velocidad (m/seg) 1,73 1,73 1,73 1,15
Area calef.de c/calentador (m2) 263,9 263,9 263,9 211,1
Area total de calentamiento 264 264 264 211
Temp.del vapor 89 104 115 115
Coeficiente "K" 608,2 710,7 785,9 678,5
Temp.de jugo °C 78,1 83,2 94,2 95,0
Exponente "e" 0,5266 0,4726 0,4366 0,2391
Temp.salida de jugo 83,2 94,2 105,9 110,2
Calor latente 545,7 536,2 529,1 529,1
Consumo de vapor (Kg/hr) 2497,2 5377,1 5381,2 3030,7

6. DECANTACIÓN
El jugo después de los tratamiento químico y térmico es
puesto en reposo, para que haya una remoción de las
impurezas, por floculación y posterior sedimentación.
La velocidad de sedimentación de las partículas depende
De su tamaño, densidad y viscosidad del jugo.- La ley que
Rige la sedimentación de las partículas a través de la
Resistencia del medio es debido a Stokes.
V = D2 * (d1 – d2) * g / (18µ)
Donde:
• V = velocidad de sedimentación
• D = diámetro de las partículas

7. DECANTACIÓN
• d1 = densidad de las partículas
• d2 = densidad del medio
• G = Aceleración de la gravedad
• µ = Viscosidad del líquido
Como ayuda de la decantación se agrega al jugo un
polielectrolito .- Estos floculatentes son de elevado
peso molecular y un grado de hidrólisis del 30%.- El
Agregado debe ser continuo en una concentración de
0,05%.
• Preparación del polielectrolito

8. TIPO DE DECANTADOR
Tipos de decantadores:
• Decantador Dorr
Es un decantador clásico. Consiste en una serie de 3 a 5
bandejas cónicas con una inclinación de 16º.-Las
bandejas son abiertas en la parte central por donde
desciende el lodo.
Este clarificador tiene tres secciones:
• Cámara de floculación ubicado en la parte superior
en éste lugar ingresa el jugo para decantar.
• Cámara de sedimentación, donde se retira el jugo
clarificado
• Cámara concentradora de lodo ubicada en la parte
inferior

9. TIPO DE DECANTADOR
Decantador RapiDorr 444
Este equipo formado por cuatro unidades individuales,
donde se tiene cuatro entrada, cuatro salida de jugo y
cuatro salida de lodo.
Decantador Graver
Este equipo tiene las bandejas invertida, el ingreso del
Jugo es perimetral, la salida del jugo es por la parte
Central y superior de cada bandeja.
Decantador sin bandeja
Es el equipo que más se está utilizando.- La gran
ventaja comparada con los otros es su menor tiempo de
retención, logrando con esto disminuir la inversión de
Sacarosa y destrucción de los azúcares reductores.

10. FILTRACIÓN
El lodo que es retirado del decantador es mezclado con
bagacillo para mejorar las características de porosidad
de la torta formada.
La necesidad de bagacillo para éste proceso es de 5 –8
kg/tc y la superficie de tamizado del orden de 0,5 a
0,8 m2/tch.
El equipo más utilizado para la filtración es el filtro
rotativo al vacio.- El equipo consta de un tambor
rotativo que gira alrededor de un eje horizontal.- La
superficie está dividida en secciones longitudinales
independientes.

11. FILTRACIÓN
Externamente, el tambor es revestido con una contratela
Que permiten el drenaje y circulación del jugo filtrado.-
Sobre ésta base están colocadas las telas filtrantes.
Cada sección tiene una salida de jugo que conecta a un
colector y de éste al cabezal.
El tambor tiene una zona de bajo vacio que es donde se
forma la torta y una de alto vacio que es la zona de
lavado.
La torta llamada cachaza es rica en nitrógeno, fósforo
por tal razón es un desecho útil que es utilizado como
abono en los cañaverales.

12. PRECALENTADOR
El precalentador es similar a los calentadores de jugo,
y el objetivo de éste equipo es elevar la temperatura
del jugo clarificado lo más cerca posible de la
temperatura del cuerpo de la primera caja, el sistema
puede trabajar sin precalentador solamente que la
primera caja utilizará parte de su superficie para elevar
la temperatura del jugo.
El vapor de calefacción de éste equipo puede ser un
primer calentamiento con vapor vegetal del primer
efecto y un segundo calentamiento con vapor escape.

13. EVAPORACIÓN
El jugo clarificado proveniente de los clarificadores tiene
Un Brix de 12-15 %, en estas condiciones el jugo llega
a la evaporación con 85-88% de agua la cual debe ser
removida en gran parte.- Esta remoción de agua es el
objetivo principal de la evaporación.- Esta sería la
primera parte de la evaporación que se realiza, la segunda
se hará en lo cocimientos.
La base fundamental de la evaporación del jugo clarificado
en los evaporadores de múltiple efecto son según Webre
debidas a los principios de Rellieux.

14. EVAPORACIÓN
Primer principio:
En un evaporador de múltiple efecto, cada kilogramo
de vapor usado en el primer efecto, evaporara tanto
kilogramos de agua cuanto fueran los vasos.
Segundo principio
La extracción de vapor de cualquier unidad de un
evaporador de múltiple efecto para ser usado en otro
equipo, conduce a una economía de n kg de vapor
dividido por el número de efecto extraído.
Tercer principio
En todo aparato que se condensa vapor es necesario
extraer continuamente la acumulación de gases
incondensables.

15. EVAPORACIÓN
Construcción de un múltiple efecto.
• Caudal de jugo por hora
• Presión de vapor escape
• Número de efecto
• Extracción de vapor de los efectos
• Brix% del jugo clarificado
• Brix% del melado
• Presión del último efecto
Con estos datos podemos dimensionar el múltiple efecto.
El agua evaporada total será:
E = Q * (1 – Bj/Bm)

16. EVAPORACIÓN
Cuidados en la evaporación:
• Nivel de las cajas
• Presión de vapor
• Limpieza interna de los tubos
• Drenaje de los condensados
• Eliminación de gases incondensables
• Extracción correcta de vapor de los efecto para otros
equipos.
La limpieza generalmente se la realiza cada siete días y
se realiza utilizando agua a presión.
Tipos de Evaporadores

17. TRATAMIENTO DEL MELADO
El tratamiento del melado es aconsejable realizar cuando
se embolsa azúcar blanco directo.
El tratamiento consiste en una fosfo-encalación, aireación
temperatura y flotación.
El tiempo de retención en el flotador oscila de 30 a 45
minutos.- A diferencia del tratamiento del jugo, el melado
clarificado es sacado por el fondo del flotador y la espuma
con impurezas, sale por la parte superior, ésta espuma es
enviada generalmente al jugo filtrado.

18. Preguntas

20. IMBIBICIÓN COMPUESTA
DONELLY
Jugo secundario a
Fermentación
ÁGUA
BAGAÇO
Bagazo
Jugo primario a
Fábrica de azúcar
Filtro
Rastra de bagazo
Picador Desfibrador
CAÑA
Mesa
Alimentadora
Conductor de caña
Preparación de caña
Electroimán
Cinta de goma
Chute
Donnelly
Caña
desfibrada
nivelador
ABRASION DE TUBO POR
GASES CON ALTO
CONTENIDO DE MATERIALES
ABRASIVOS
CALDERO Nº 4
Salida de gases
Entrada de
bagazo
Turbina
Generador
Reductor
Energía
eléctrica
Vapor para
tu7rbinas
Vapor escape
para evaporación y
destilería

21. Tratamiento de jugo
JUGO MIXTO DE
MOLINOS A FÁBRICA
AGITADOR
ENCALACION
V-2
V-1
Torre
de
sulfitación
Ventilador
Enfriador
de gases
Horno
Cámara de sublimación
CAL
JUGO
SULFITADO
Jugo de
calentadores
A evaporación
Liquidación
Cachaza a mezclador de
cachaza y bagacillo
1er calent. 2do calent. 3er calent comodín
a calderas
a fábrica
a fábrica
Jugo a 108 grados
al tanque de
flash-
Vapor
SO2 Jugo clarificado a
Evaporación
Ingreso de agua
H
I
K
o
p
mínimo
12.70
m
jugo sucio y
limpio
jugo sucio
y limpio
A Encaladora
Cachaza al campo
Agua
J

22. Condens
ador
a calderas a fábrica a fábrica
Tercer
efecto
Cuarto
efecto
Caja
comodín
8
J
Segundo
efecto
a calderas
Primer
efecto
1
V. escape
J.clarificado
calentador
tanque de
reacción
tanque de
aireación
tanque de
melado
clarificado
Flotafor
espuma al
tanque de jugo
melado sin tratar
tanque de
polímero
tanque de
a. fosfórico
tanque de
preparación
floculante
lechada de cal
7
8
Agua condensada
a fábrica o caldera
Vapor vegetal VP1
aire
21
22 23
e j
Evaporación y Tratamiento de melado
De clarificador
Melado a
cocimiento
Melado
Clarificado

23. Temperaturas ideales
-horno= 320 a 350ºC
- cámara = 250 a 300ºC
- refrigeración = 100 a 200ºC
Entrada
de agua
Columna de
refrigeración
Agua
Agua
Entrada
de aire
Entrada de
alimentación
y aire
Horno
Cámara de
combustión

31. Calentador de Jugo
Nota 1
En todos los calentadores debe tener en la
tapa inferior, válvulas de descarga de jugo
en todos los compartimentos, Ø = 1"
Nota 2
Es importante que en la salida de los gases
incondensables se coloque termómetro (T1) para
comparar con la temperatura del vapor (T2).-
T1<(T2 - 4)
Ø 4"
Para calentadores de
Jugo sulfoencalado y
clarificado
Ø= 2"
Ø= 2"
Ø= 350
O
400 mm
Ø= 10"
Agua
condensada
Gases incondensables a
la atmosfera
Vapor VV2 o VV1
Mat. A-53
Ø 6"
Para calentadores de
Jugo Mixto
Ø= 2"
Ø= 2"
Ø= 10"
Agua condensada a
la noria con sello
Gases incondensables al condensador
Vapor VV3
Ø= 350
O
400 mm
Ø= 4"
Mat. 304 L

33. 1er calent. 2do calent. 3er calent.
VV3
VV2
VV1
a calderas
a noria
a tanque de fábrica
Agua a
calderas
1
2
3
4
5
6
B
Jugo mixto a
sulfitación
35ºC 70
75ºC
Jugo
Sulfo-encalado
70 90 103
1er calent. 2do calent.
12 13
30 31
95ºC 107ºC 112ºC
Escape
A Clarificador
De
Clarificador A
Evaporación
Ø
250
mm
Jugo mixto
Comodín
a noria
108

45. B A L A N C E T E R M I C O C U A D R U P L E O Q U I N T U P L E E F E C T O
Equipo
Molinos
Difusor
2,00
A fermentaciòn
98 °C 75 °C 98 °C 89 °C
70 °C
Agua
1 2 3 4
8,1 Ton/hr
121 °C 112 °C 100 °C 81 °C
59,06 °Bx
#########
65,00 °Bx
#########
106 °C
8,68 Ton/hr
225,70 Ton/hr
229,79 Ton/hr
5,7 Ton/hr
1,97 Ton/hr
21,21 Ton/hr
4,09 Ton/hr
4,48 Ton/hr
348,62 Ton/hr
J. a Calentadores 348,62 Ton/hr
J.Clarif. % Caña 123,76 %
131,60 Ton/hr
217,02 Ton/hr 95 °C
93 °C 80 °C
INDUSTRIA SUCRO-ALCOHOLERA
J.M. % Caña 122,02 % Ton. Az. Ref./día 98
6000 T.C.D.
T.C.H. 285,71
''A, B, C'' Refinería
Tachos Tachos
106 °C
70 °C
#¡REF! #¡REF!
0,00 Ton/hr
5,99 Ton/hr
8,92 Ton/hr 4,09 Ton/hr
111 °C
125,01 Ton/hr
37,52 Ton/hr 38,26 Ton/hr
1,77 kg/cm2 1,21 kg/cm2 0,69 kg/cm2 0,20 kg/cm2
129,71 Ton/hr 3059 m2 1478 m2 408 m2
Jugo Clarificado Melado
217,02 Ton/hr 92,00 Ton/hr 53,75 Ton/hr 44,83 Ton/hr 40,73 Ton/hr
12,20 °Bx 28,78 °Bx 49,26 °Bx
17,02 Ton/hr
6,0 Ton/hr
0,18 Ton/hr
9,56 Ton/hr
168 m2
348,62
Ton/hr
Vapor Escape
Seleccionar
Con flasheo
Sin flasheo
Clarificadores
Jugo
Filtrado
Calentador
Jugo Clarificado N° 1
129,71
Ton/hr
37,52
Ton/hr
Seleccionar
Destilería con V.E.
Destilería con V1
Calentador
Jugo Clarificado N° 2
Difusor
Calentadores Jugo prensa
Calentadores J. Escaldado
bagazo a
caldera
jugo a difusor
jugo a proceso
agua
Difusor de caña
Destilerìa

46. 65,00
Vapor escape al 1er caja 129708,0 647,7 84.011.858 Pèrdidas de calor p/radiac. 106.363.515 0,0125 1.329.544
Jugo al 1er caja 217015 111,1 0,927 22.351.657 Condensado 129.708 120,6 15.636.576
Brix% jugo de entrada 12,20 106.363.515 Vapor extraido del jugo 125.012 644,3 529,1 115,2 80.545.317
Jugo saliendo 92.003 116,6 0,82 8.852.078
Calor de entrada igual a Calor de salida 106.363.515
106.363.515 igual a V1*644,3 +(190983-V1)*Tj*0,82+1195935+14133764
Vapor retirado p/dest. Y calent 87.489 644,3 529,1 115,2 56.368.892
Vapor para 2do efecto 37.524 644,3 529,1 115,2 24.176.425
Brix% Jugo salida 28,778
Vapor del 1er efecto 37.524 644,3 24.176.425 Pèrdidas de calor por radia. 33.028.504 0,01 330.285
Jugo del 1er efecto 92.003 116,6 0,82 8.852.078 Condensado 37.524 111,9 4.199.186
Brix %mjugo entrada 28,778 33.028.504 Vapor extraido del jugo 38.256 640,3 24.495.469
Jugo saliendo 53.747 107,3 0,69 4.003.564
Calor de entrada igual a Calor de salida 33.028.504
33.028.504 igual a V2*640,3+(77880-V2)*Tj*0,68+288572+3714185
Vapor extraido del jugo p/calent 30.153 640,3 536,2 104,1 19.306.657
Vapor para 3er efecto 8.104 640,3 536,2 104,1 5.188.812
Brix % jugo saliendo 49,26 3.669
Vapor del 2do efecto 8103,7 640,3 5.188.812 Pèrdidas de calor por radia. 9.192.375 0,0075 68.943
Jugo del 2do efecto 53747 107,3 0,69 4.003.564 Condensado 8103,7 99,8 808.427
Brix% jugo entrando 49,26 9.192.375 Vapor extraido del jugo 8921 634,7 545,7 89 5.661.962
Jugo saliendo 44826 93,4 0,63 2653043
Calor de entrada igual a Calor de salida 9.192.375
9.192.375 igual a V3*634,4+(44087-V3)*Tj*0,65+40338+336797
Vapor extraido del jugo p/calent 5986,4 634,7 0 0 3.799.574
Vapor para 4to efecto 2934,3 634,7 0 0 1.862.388
Brix% jugo saliendo 59,06 3.496
Vapor del 3er efecto 2934,3 634,7 1.862.388 Pèrdidas de calor por radia. 4515431 0,005 22.577
Jugo del 3er efecto 44826 93,4 0,6 2.653.043 Condensado 2934 80,8 237.207
Brix % jugo entrando 59,06 4.515.431 Vapor extraido del jugo 4094 623,2 563,3 59,9 2551151
Jugo saliendo 40733 68,6 0,61 1704496
Calor de entrada igual a Calor de salida 4.515.431
4.515.431 igual a V4*623,2+(40027-V4)*Tj*0,61+25006+328172
Vapor extraido del jugo p/calent 0 623,2 563,3 59,9 0
Vapor para condensador 4093,6 623,2 563,3 59,9 2.551.151
Brix del melado 65,00 2.720
Evaporaciòn total = 176.283
C a l o r e n t r a n d o
T e r c e r e f e c t o
P r i m e r e f e c t o
S e g u n d o e f e c t o
C Á L C U L O I N T E R A C T I V O
C a l o r s a l i e n d o
C u a r t o e f e c t o

47. (2009)
Molienda Diaria 6000 T.C.D.
Molienda Horaria 285,7 T.C.H. Demanda de Bagazo
Fibra en Caña 15,00 % - Caldera N° 1 - 4216,88 KPa (612 PSIG)
Bagazo en Caña 30,48 % - Caldera N° 2 - 4216,88 KPa (612 PSIG)
Humedad en Bagazo 49,15 % - Caldera N° 3 -4 216,88 KPa (612 PSIG)
Sacarosa en Bagazo 1,15 % - Caldera N° 4 - 4216,88 KPa (612 PSIG)
Eficiencia en Calderas N° 1(Bagazo) % Consumo Bagazo Calderas 1 y 2
Eficiencia en Calderas N° 2 (Bagazo) 83,36 % Consumo Bagazo Caldera 3
Eficiencia en Calderas N° 3 (Bagazo) 0,00 % Consumo Bagazo Caldera 4
Eficiencia Caldera 4 (Bagazo) 0,00 %
PRODUCCION DE BAGAZO
Bagazo de Trapiche
Bagazo disponible
CONSUMO DE GAS
Calderas
Bagazo de reserva
BAGAZO DISPONIBLE PARA COGENERACIÒN
Por balance
Turbogenerador nuevo
Calentador Calentador
Jugo a clarif jugo a clarif.
Accionamiento preparaciòn de caña
Difusor
Accionamiento molino
Agua
Accionamiento Turbo-bomba, ventiladores
Capacidad de las calderas
1 Caldera 1 =
1 Caldera 2 =
0 Caldera 3 =
0 Caldera 4 =
Vapor Generado:
- De 22 kG/cm2 (2157,47 KPa) Ton/hr
- De 42kG/cm2 (4216,88 Kpa) 133,24 Ton/hr
133,24 Ton/hr
Capacidad de producción
- De 42 kG/cm2 (4216.88 KPa) 200,00 Ton/hr
- De 21kG/cm2 (2157,47 KPa) 30,00 Ton/hr
230,00 Ton/hr Capacidad utilizada de calderas: 57,93
Total energía eléctrica generada
Total consumo de energía p/equipos
Total energçia para la venta
14600 Kw/hr
4286 Kw/hr
10315 Kw/hr
"INDUSTRIA SUCRO-ALCOHOLERA".
B A L A N C E D E V A P O R P A R A 6000 TCD
Ton.vapor/Ton.Bagazo
3,95 Ton/hr
47,73 Ton/hr
2,2960
Turbogenerador 2,2960
58,0 Ton/hr
0,00 Ton/hr
TGM-15000 kW 0,0000
4286 Kw/hr 0,0000
34,29 Ton/hr
0,00 Ton/hr
Total Consumo de Bagazo 58,0 Ton/hr
87,10 Ton/hr
Azúcar Refinada/día 82,74 Ton/hr
Turbogenerador Nuevo
TGM 12000 kW
4,35 Ton/hr
24,71 Ton/día
27,09 Ton/hr
10315 kW 98 Ton
0,00 mpc/día
0,18 Ton/hr
56,73 Ton/hr
4216,88
kPa
0,00 Ton/hr
27,1 Ton/hr 1,97 Ton/hr 6,02 Ton/hr
9,56 Ton/hr
5,71 Ton/hr
4,48 Ton/hr
0,69 kg/cm2 0,20 kg/cm2
38,26 Ton/hr 8,92 Ton/hr 4,09 Ton/hr
1,21 kg/cm2
37,52 Ton/hr
0,00 Ton/hr
0,00 Ton/hr
6,86 Ton/hr
9,25 Ton/hr
129,71 Ton/hr
0,00 Ton/hr
0,00 Ton/hr
TOTAL =
TOTAL =
9,3 Ton/hr
6,9 Ton/hr
8,68 Ton/hr
5,99 Ton/hr
1,77 kg/cm2
200,00 Ton/hr
133,2 Ton/hr
57 Ton/hr
34,29 Ton/hr
3,50 Ton/hr
43,78 Ton/hr
0 Ton/hr
21209 Ton/hr
CONSUMO DE BAGAZO
30,00 Ton/hr
0,00 Ton/hr
0,00 Ton/hr 0,00 Ton/hr
0 kW
TGM-10000 kW
17,02 Ton/día
112 °C 100 °C 81 °C
121 °C
225,70 Ton/hr
229,79 Ton/hr
8,10
Ton/hr
Vapor de
Calderas
Varios
Condensador
1er.
Efecto
Tachos
"A, B, C"
Tachos
Refinería
2do.
Efecto
Calentador
Jugo clarificado
Nª2
Pérdidas
Destilería
3er.
Efecto
4to.
Efecto
Condensador
Calentador
Jugo prensa
Calentador
Jugo Clarificado N° 1
37,52 Ton/hr
8,10 Ton/hr
37,52
Ton/hr
8,10
Ton/hr
8,92
Ton/hr
129,71
Ton/hr
Secador &
Enfriador
Calentador
Jugo escaldado
Calentador
Jugo prensa
Gases