Tipos de evaporadores Según el método de calentamiento, los evaporadores se pueden clasificar en : 1. Medio de calentamiento separado del líquido que se.

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1 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 4. Calentamiento pór radiación solar

2 Evaporador de tubos horizontales cortos
bhgc 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. Vapor Bafles de impacto se acomodan para facilitar la separación de las gotas. Vapor de agua Ya que el banco de tubos dificulta la separación del líquido, estos evaporadores presentan pobres coeficientes de transferencia de calor global. Alimentación Usualmente se emplean para concentrar líquidos de baja viscosidad. condensado Disolución concentrada

3 Evaporador de tubos horizontales cortos
bhgc 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

4 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: Inadecuado para líquidos con incrustaciones Aplicaciones 1. Altura limitada 2. Baja capacidad

5 Evaporador de circulación natural
bhgc Evaporador de circulación natural tubos cortos verticales El alimento liquido puede precalentarse antes de ser introducido al evaporador mediante un cambiador de calor tubular normal, situado fuera del evaporador principal En los evaporadores de circulación natural se distribuyen tubos cortos en vertical, normalmente de uno o dos metros de longitud, dentro de un cuerpo de vapor (calandria) El líquido concentrado retorna al fondo del recipiente a través de una sección anular central El producto se va concentrando mientras se produce la evaporación dentro de los tubos Cuando se calienta el producto éste asciende a través de los tubos por circulación natural mientras que el vapor condensa por el exterior de los tubos La calandria se localiza en el fondo del recipiente Vapor Evaporador vapor Al Condensador Salida de producto Evaporador de circulación natural Alimentación pre-calentada Vapor Pre-calentador Vapor condensado Concentrado

6 Evaporador de circulación natural de tubos cortos verticales
bhgc 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 Vapor 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 Alimentación Vapor de agua 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. condensado Circulación de fluido Disolución concentrada

7 Evaporadores de circulación natural de tubos cortos verticales
bhgc Evaporadores de circulación natural de tubos cortos verticales Estos evaporadores muestran adecuadas velocidades de evaporación para líquidos no corrosivos con viscosidad moderada. Los evaporadores de tubos cortos verticales usualmente se emplean para la concentración de jugos de azúcar de caña y remolacha, así como también en la concentración de jugos de frutas, extractos de malta, glucosa y sal

8 bhgc Evaporadores de circulación natural de tubos cortos verticales (de cesta) Las unidades pueden ser equipadas con una calandria de cesta que facilita la limpieza, ya que pueden ser fácilmente desmontables.

9 Ventajas de los evaporadores de tubos cortos verticales
Altos coeficientes de transferencia de calor a altas diferencias de temperatura 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

10 Aplicaciones de los evaporadores de tubos cortos verticales
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 4. Las soluciones que descaman levemente requieren de limpieza mecánica ya que los tubos son cortos y grandes en diámetro

11 Evaporadores de circulación forzada
bhgc 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

12 Evaporador de circulación forzada
bhgc Evaporador de circulación forzada 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 Para mantener elevadas velocidades de circulación se utilizan bombas de flujo axial , alcanzándose velocidades lineales de 2-6 m/s, altas si se comparan con las velocidades de 0,3-1 m/s existentes en los evaporadores de circulación natural El evaporador de circulación forzada consta de un cambiador de calor con calefacción indirecta en el que el liquido circula a elevadas velocidades Dentro del separador, se mantiene un presión absoluta ligeramente inferior a la existente en el haz de tubos , de tal manera que el liquido que entra al separador se evapora instantáneamente Los costes de fabricación y de operación de este tipo de evaporadores son muy bajos en comparación con otros tipos de evaporadores. La diferencia de temperaturas a lo largo de la superficie de calentamiento en el cambiador de calor es generalmente 3-5 ºC La carga hidrostática existente en la parte superior de los tubos elimina cualquier posibilidad de ebullición del liquido

13 Evaporadores de circulación forzada
bhgc 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

14 Evaporadores de circulación forzada
evaporadores de circulación forzada de tubos sumergidos Cristalizador tipo Oslo

15 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

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

17 Evaporadores de tubos largos verticales
bhgc 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

18 Evaporadores de tubos largos
bhgc Evaporadores de tubos largos 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

19 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: 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

20 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: 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

21 Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película
bhgc Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película 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.

22 Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película ascendente
bhgc 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

23 Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película ascendente
bhgc Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película ascendente 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

24 EVAPORADORES DE TUBOS LARGOS EVAPORADORES DE LA PELICULA ASCENDENTE
bhgc EVAPORADORES DE TUBOS LARGOS EVAPORADORES DE LA PELICULA ASCENDENTE La altura de los tubos es limitada, ya que la capacidad del vapor en arrastrar la película formada hacia la parte superior del equipo no es suficiente y determina la altura máxima posible para el diseño Se utiliza para alimentos líquidos de baja viscosidad, los cuales hierven en el interior de tubos verticales de metros de longitud El principio teórico que tienen estos evaporadores se asimila al 'efecto sifón', ya que cuando la alimentación se pone en contacto con los tubos calientes, comienza a  producirse la evaporación, en donde el vapor se va generando paulatinamente hasta que el mismo, empieza a ejercer presión hacia los tubos, determinando de esta manera, una película ascendente. Esta presión, también genera una turbulencia en el producto que está siendo concentrado, lo que permite mejor la transferencia térmica, y por ende, la evaporación Para alcanzar una película bien desarrollada es necesaria una diferencia de temperatura entre el producto y el medio de calefacción de al menos 14ºC En este tipo de evaporadores se alcanzan elevados coeficientes de transferencia de calor El alimento líquido puede recircularse hasta alcanzar la concentración deseada si esta no se consigue en el primer paso. El movimiento ascendente de los vapores produce una película que se mueve rápidamente hacia arriba 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 AL CONDENSADOR O A VACIO VAPOR SALIDA DE PRODUCTO CONDENSADO ALIMENTACIÓN

25 Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película descendente
bhgc Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película descendente 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 , solo es posible disponer 4 efectos Con evaporadores de película descendentes podrían instalarse 10 o incluso más Este punto es de suma importancia, ya que una insuficiente mojabilidad de los tubos trae aparejado posibles sitios en donde el proceso no se desarrolla correctamente, lo cual lleva a bajos rendimientos de evaporación, ensuciamiento prematuro de los tubos, o eventualmente al taponamiento de los mismos El evaporador de película descendente puede procesar líquidos mas viscosos que el de película ascendente, siendo el sistema mas apropiado para el procesado de productos altamente sensibles al calor , como por ejemplo el jugo de naranja El tiempo de residencia en un evaporadores de película descendente en es de s en comparación con los 3-4 minutos necesarios en un evaporadores de película ascendente 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 desarrollan una fina película de liquido dentro de los tubos verticales que desciende por gravedad.

26 Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película descendente
bhgc Evaporadores de tubos largos Evaporadores de película descendente 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.

27 Evaporador de película descendente
bhgc Evaporador de película descendente

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

29 Evaporadores de placas
bhgc Evaporadores de placas

30 Evaporadores de placas
bhgc 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 kg de agua / hora .

31 bhgc 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.

32 Los evaporadores de placas se emplean para :
bhgc Evaporadores de placa 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 caldos (sopas) jugos de cítricos

33 EVAPORADORES DE FLUJO EXPANDIDO
bhgc EVAPORADORES DE FLUJO EXPANDIDO

34 EVAPORADORES DE FLUJO EXPANDIDO
bhgc 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.

35 EVAPORADORES DE FLUJO EXPANDIDO
bhgc EVAPORADORES DE FLUJO EXPANDIDO 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).

36 Evaporadores de película agitada
bhgc Evaporadores de película agitada 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 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 mayor desventaja de este sistema son los elevados costes de fabricación y mantenimiento, así como la baja capacidad de procesamiento

37 APLICACIONES INDUSTRIALES
bhgc APLICACIONES INDUSTRIALES Industria Lechera evaporadores verticales de tubos largos Industria de jugos de frutas evaporadores de película descendente y el de película agitada Hidrolizados Extractos Industria frigorífica Industria avícola

38 LECHE en POLVO Rodrigo Llorens - Tec. Superior Industrias Alimentarias
bhgc LECHE en POLVO Rodrigo Llorens - Tec. Superior Industrias Alimentarias

39 LECHE en POLVO Elaboración
bhgc LECHE en POLVO Elaboración Su obtención es a partir del sometimiento de la leche fluida a distintos tipos de procesos en los cuales se extrae parcialmente el agua que esta contiene. A partir de la aplicación de estos métodos el producto tratado muestras grandes cambios en su estructura y apariencia física, pasando de un líquido diluido como agua a un polvo seco.

40 LECHE en POLVO Procesos
bhgc LECHE en POLVO Procesos Los procesos más utilizados desde hace varios años hasta la actualidad, son dos, aplicados simultáneamente y conformando un solo proceso con dos etapas: Evaporación Secado por atomización ( spray ).

41 LECHE en POLVO Evaporación Evaporadores: 1- Precalentamiento
bhgc LECHE en POLVO Evaporación Evaporadores: 1- Precalentamiento 2- Pasteurización 3- Evaporación

42 LECHE en POLVO 3-Evaporación Características de un Evaporador.
bhgc LECHE en POLVO 3-Evaporación Características de un Evaporador. Multietapas Trabajo bajo vacío RTV ( recompresión térmica de vahos ) Película descendente.

43 LECHE en POLVO 3-Evaporación
bhgc 3-Evaporación Multietapas: genera un ahorro de energia tal que por kg de agua evaporada se utiliza 1/4 kg de vapor vivo ( aplicable a un evaporador de 4 efectos ). Vacío: hace que la T° de ebullición/evaporación del agua disminuya. En estos equipos el rango de T° va desde los 80°C a 45°C

44 LECHE en POLVO 3-Evaporación
bhgc 3-Evaporación RTV (recompresión térmica de vahos ): aprovechamiento del vapor de leche remanente de uno de los efectos, para utilizar menos vapor de caldera para la calefacción del 1° efecto. Con este sistema sumamos ahorro de energía utilizada para evaporar: 1 kg de agua / 1/5 kg vapor vivo. Película descendente: la denominación hace referencia a que el producto es inyectado desde la parte superior del equipo y cae por gravedad formando una fina película sobre toda la superficie del tubo, habiendo mayor contacto con la parte calefaccionada.

45 bhgc Evaporación

46 Cuerpo de calentamiento ( calandria )
bhgc Evaporación Cuerpo de calentamiento ( calandria )

47 bhgc Evaporación

48 LECHE en POLVO 3-Evaporación
bhgc 3-Evaporación La extracción del agua de la leche se hace a través de vapor, este vapor se separa del producto en los separadores de vahos, y es reutilizado para calefaccionar el cuerpo siguiente. Los vahos del último cuerpo son condensados en un condensador, que puede ser de mezcla o de superficie.

49 Evaporación bhgc

50 bhgc Evaporación

51 LECHE en POLVO 3-Evaporación
bhgc 3-Evaporación Los evaporadores son equipos para procesos continuos. Generalmente trabajan entre 20 a 28 hs. Los volúmenes de procesos diarios van desde los 400 a 1000 m3 de leche. En la actualidad están altamente automatizados e informatizados.

52 LECHE en POLVO 3-Evaporación
bhgc LECHE en POLVO 3-Evaporación El producto obtenido es un concentrado de leche, con un contenido de sólidos totales de 48 – 50%. LECHE FLUIDA ( 11,5 – 12% ST ) CONCENTRADO ( 48 – 50 % ) Agua contenida ( 88.5 – 88 % ) EVAPORACION Agua contenida ( 52 – 50% )

53 bhgc Secado - Spray