evaporacion

EVAPORACIÓNEVAPORACIÓN

Mercedes Fernández Arévalo

EvaporaciónVAPORIZACIÓN DE UN LÍQUIDO A CUALQUIER VAPORIZACIÓN DE UN LÍQUIDO A CUALQUIER

TEMPERATURA Y SÓLO EN SUPERFICETEMPERATURA Y SÓLO EN SUPERFICE

•• Concentración de soluciones, suspensiones o emulsionesConcentración de soluciones, suspensiones o emulsiones•• Concentración de líquidos extractivos y obtención de Concentración de líquidos extractivos y obtención de

extractos secosextractos secos

OBJETIVOS:OBJETIVOS:

Asegurar mayor estabilidad fisicoquímica Asegurar mayor estabilidad fisicoquímica (almacenamiento)(almacenamiento)

Hacer más cómodo su transporte y utilización Hacer más cómodo su transporte y utilización (fluidez, concentración, ...)(fluidez, concentración, ...)

Factores que influyen

•• Naturaleza del líquido a evaporarNaturaleza del líquido a evaporar•• Cantidad de líquido a evaporarCantidad de líquido a evaporar•• Cantidad de calor suministrada y Cantidad de calor suministrada y

aprovechadaaprovechada•• Factores externos: humedad, presión, Factores externos: humedad, presión,

temperatura ambientetemperatura ambiente•• Concentración inicialConcentración inicial

Evaporadores

CAPACIDAD DE EVAPORACIÓNCAPACIDAD DE EVAPORACIÓN::

dQdQ / / dtdt = αt • S • = αt • S • ΔΔTT

dQdQ / / dtdt = cantidad de calor capaz de transmitir el = cantidad de calor capaz de transmitir el evaporador en función del tiempoevaporador en función del tiempo

αt = coeficiente de transmisión calorífica del material αt = coeficiente de transmisión calorífica del material del evaporadordel evaporador

S = superficie de contactoS = superficie de contacto

ΔΔT = T evaporaciT = T evaporacióón n -- T inicialT inicial

Evaporadores

BALANCE TÉRMICOBALANCE TÉRMICO::

Energía aportadaEnergía aportadaEvaporación del disolventeEvaporación del disolvente

Pérdidas (radiación)Pérdidas (radiación)

PROBLEMAS EN LA EVAPORACIÓNPROBLEMAS EN LA EVAPORACIÓN::

•• Arrastre de espuma o gotas de líquido con el vaporArrastre de espuma o gotas de líquido con el vapor

•• Formación de incrustaciones Formación de incrustaciones DEFLECTORESDEFLECTORES

LIMPIEZAS PERIÓDICAS CON LIMPIEZAS PERIÓDICAS CON ÁCIDOS O BASES DILUIDASÁCIDOS O BASES DILUIDAS

Evaporadores

Disposición esquemática de un evaporadorDisposición esquemática de un evaporador

Circulación Circulación naturalnatural


Evaporadores

Circulación naturalCirculación natural

Evaporador estándar de tubos horizontalesEvaporador estándar de tubos horizontales

Evaporadores

Circulación naturalCirculación natural

Evaporador estándar de tubos verticalesEvaporador estándar de tubos verticales

Evaporadores

Circulación Circulación forzadaforzada

Evaporador estándar de tubos horizontales (tipo Evaporador estándar de tubos horizontales (tipo YaryanYaryan))


Evaporadores

Circulación Circulación forzadaforzada

Evaporador estándar de tubos verticales (tipo Evaporador estándar de tubos verticales (tipo KestnerKestner))


Evaporadores de múltiple efecto

UTILIDAD: concentrar líquidos con UTILIDAD: concentrar líquidos con viscosidad baja.viscosidad baja.

Ampliamente usado en todo tipo de Ampliamente usado en todo tipo de industrias.industrias.

FUNDAMENTOFUNDAMENTO: se crea una película del : se crea una película del líquido a concentrar en la superficie interna líquido a concentrar en la superficie interna de los tubos. de los tubos.

La película desciende por gravedad La película desciende por gravedad adquiriendo velocidad. Se crea una gran adquiriendo velocidad. Se crea una gran turbulencia que aumenta la transferencia de turbulencia que aumenta la transferencia de calor. calor.

FALLING FILM EVAPORATORS

VENTAJAS:VENTAJAS:Construcción simpleConstrucción simpleOperaciones de limpieza fácilesOperaciones de limpieza fácilesCoeficientes de transferencia de calor Coeficientes de transferencia de calor elevadoselevadosOpera a diferencias pequeñas de temperaturaOpera a diferencias pequeñas de temperaturaTiempos de residencia cortos Tiempos de residencia cortos ((adecuadoadecuado paraparaproductosproductos termosensiblestermosensibles))

Circulación natural

RISING FILM EVAPORATION

Circulación natural

Cuando comienza el proceso de evaporación, el vapor que se produCuando comienza el proceso de evaporación, el vapor que se produce en ce en el interior de los tubos dirige el líquido que se va concentrandel interior de los tubos dirige el líquido que se va concentrando hacia o hacia arriba, en un régimen turbulento, aumentando el rendimiento del arriba, en un régimen turbulento, aumentando el rendimiento del proceso.proceso.

VENTAJAS: •Se reducen los requerimientos de instrumentalización•La construcción es simple

LIMITACIONES: •Los coeficientes de transferencia de calor son menores que en los falling evaportors.

http://www.wellman-process.co.uk

FORCED CIRCULATION EVAPORATORS

VENTAJAS: •Válido para aplicaionesde escalado•Adecuados para líquidos de alta viscosidad

LIMITACIONES: •Requerimiento energético elevado•Ciclos largos de producción

Utilizan una bomba para forzar el flujo del líquido a concentrarUtilizan una bomba para forzar el flujo del líquido a concentrar a través del a través del intercambiador de calor. Esto permite alcanzar antes la temperatintercambiador de calor. Esto permite alcanzar antes la temperatura, la ura, la velocidad y la turbulencia adecuadas para aumentar la velocidad velocidad y la turbulencia adecuadas para aumentar la velocidad del del proceso y disminuir el depósito de residuos en el interior de loproceso y disminuir el depósito de residuos en el interior de los tubos.s tubos.

http://www.wellman-process.co.uk

Evaporadores tradicionales

Cuando se trabaja en régimen de lote, Cuando se trabaja en régimen de lote, se va produciendo una disminución en se va produciendo una disminución en

la velocidad de evaporación la velocidad de evaporación proporcional a la bajada del nivel del proporcional a la bajada del nivel del

líquido dentro del tanque.líquido dentro del tanque.

PROBLEMA

¿EXISTE ALGUNA SOLUCIÓN?¿EXISTE ALGUNA SOLUCIÓN?

WALL WETTER

•• Se introduce el Se introduce el líquidolíquido a a evaporarevaporar en el en el tanquetanque y se y se lanzalanzahaciahacia la pared la pared internainterna calefactadacalefactada..

•• EstoEsto implicaimplica el el usouso del del áreaárea completacompleta de de transferenciatransferencia de de calorcalor mientrasmientras duredure todotodo el el procesoproceso..

•• La La duraciónduración de la de la evaporaciónevaporación se se acortaacorta..

http://www.kce.co.jp/English/wweng.htm

WALL WETTERhttp://www.kce.co.jp/English/wweng.htm

Escala laboratorio

Escala industrial

WALL WETTER

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REACCION REACCION

EVAPORACION EVAPORACION

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