EVAPORADORES

EVAPORADORES

A evaporação é a operação unitária que tem por objetivo a concentração de uma solução, pela retirada de solvente, fazendo a mesma entrar em ebulição. É muito utilizada nas indústrias para concentrar soluções aquosas, através do evaporador. Sua função principal é a de fornecer calor para ebulição e assim remover a solução que foi evaporada.

Um evaporador consiste de um trocador de calor para aquecer a solução à ebulição e um separador de vapor formado pela fase líquida em ebulição. O produto de um evaporador é geralmente a solução concentrada.

O meio de aquecimento normalmente utilizado é o vapor d’água, que, ao passar pelo trocador, passa ao estado líquido cedendo o seu calor de condensação para a solução que entra em ebulição.

Os evaporadores são basicamente constituídos por um trocador de calor, capaz de levar a solução à fervura, e de um dispositivo para separar a fase de vapor do líquido em ebulição.

O equipamento consiste de uma câmara, dentro da qual existe um trocador de calor com aquecimento indireto que proporciona o meio de transmissão de calor ao produto por meio de vapor à baixa pressão.

EQUAÇÕES BÁSICAS

Transferência de calor:Equação de Balanço de Energia

onde é a vazão em massa, é o calor específico a pressão constante e é a taxa de

transferência de calor. Os sub-índices q e f se referem aos fluidos quente e frio, respectivamente.

Equação da taxa de transferência de calor:

A taxa de transferência de calor é usualmente expressa pela equação simples:

q= U0A0(-ΔT)

Em que: U0 = coeficiente global de transmissão de calor.

A0 = área superficial do vaporizador. ΔT = variação de temperatura global do

sistema.

CRITÉRIOS DE SELEÇÃO

De maneira a selecionar um trocador de calor apropriado, os projetistas de sistemas (ou fornecedores dos equipamentos) em primeiro lugar consideram as limitações de projeto para cada tipo de trocador de calor. Embora o custo seja muitas vezes o primeiro critério avaliado, há vários outros importantes critérios de seleção que incluem: Limite de alta e baixa pressão; Performance térmica Faixas de temperatura O conjunto de produtos (líquido/líquido, líquidos com particulados ou alto teor de sólidos) Queda de pressão ao longo do trocador Capacidade de fluxo de fluido Características de limpeza, manutenção e reparo Materiais requeridos para construção Capacidade e facilidade de futura expansão

TIPOS DE EVAPORADORES:

Os evaporadores podem ser divididos em três tipos principais:Os evaporadores podem ser divididos em três tipos principais: Unidades com circulação natural;Unidades com circulação natural; Unidades com circulação forçada;Unidades com circulação forçada; Unidades do tipo filme.Unidades do tipo filme.

Evaporador de filme descendente; Evaporador de circulação forçada; Evaporadores de pratos; Evaporadores de Filme Ascendente; Evaporadores em contra corrente; Evaporadores aquecidos a vapor d'água;Evaporadores aquecidos a vapor d'água;

Evaporador de filme descendente

Evaporador de circulação forçada

Evaporadores de pratos

Evaporadores de filme ascendente

Evaporadores em contra corrente

EVAPORADOR DE CIRCULAÇÃO EVAPORADOR DE CIRCULAÇÃO FORÇADAFORÇADA

CARACTERÍSTICAS PARTICULARES:

Períodos longos de operação; Superfície dos trocadores de calor otimizados.

Campos de aplicação: Líquidos com alta tendência a sujeira, altamente

viscosos, como os de alta concentração depois de passarem por evaporadores de múltiplo efeito.

Evaporadores de circulação forçada são ótimos para serem usados com evaporadores de cristalização para soluções salinas.

EVAPORADOR DE PRATOSEVAPORADOR DE PRATOS

CARACTERÍSTICAS PARTICULARES:

Uso de diferentes médias de aquecimento; Alta qualidade do produto; Pouco espaço requerido; Fácil instalação requerendo pouco tempo; Taxas de evaporação flexíveis.

Campos de aplicação: Para baixas e médias taxas de evaporação. Para líquidos que contêm pequenas quantidades de

sólidos não dissolvidos e com tendência a formar sujeira.

Para produtos sensíveis a temperatura, produtos altamente viscosos e condições extremas de evaporação.

EQUIPAMENTOS AUXILIARES: Condensadores: destinam-se a condensar vapores que

se desprendem da solução no evaporador, para permitir o vácuo dentro do evaporador e possibilitar a recuperação do solvente.

Bombas: os evaporadores necessitam de bombas para alimentação, retirada do condensado, circulação da água de resfriamento, etc.

Tanques de vapor flash: são normalmente utilizados para recuperar vapor d’água para reutilização na evaporação.

 Sistema de vácuo: facilitam a evaporação do solvente diminuindo o ponto de ebulição da mistura (neste caso reduz-se a quantidade de vapor de aquecimento);

Muito Obrigado!