COMPONENTES PRINCIPALES DE UNA PLANTA DE EVAPORACION

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EQUIPOS O TIPOS DE EVAPORADORES

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EVAPORADOR DE CIRCULACIÓN NATURAL

Diseño

Intercambiador de calor de tubos vertical de corta longitud de tubo, con separador lateral situado en la parte superior.

Funcionamiento:

El producto a concentrar se alimenta en la parte inferior del intercambiador de calor y asciende por el interior de los tubos de calefacción conforme al principio de “la bomba mamut”: el calentamiento externo de los tubos provoca la evaporación parcial de la película de producto que circula por el interior. Los vahos producidos arrastran al producto liquido restante en su movimiento ascendente.

El producto liquido se separa de los vahos en el separador, descendiendo por la tubería de recirculación retornando al evaporador, asegurando una circulación uniforme y estable. Cuando mayor sea la diferencia de temperatura entre la cámara de calentamiento y la cámara de ebullición, más grande será la capacidad de evaporación y, mayor será el caudal de liquido recirculante, lo que mejora los coeficientes de transferencia de calor.

Si la carcasa del evaporador se divide en distintas cámaras, cada una de ellas equipada con su propio sistema de recirculación, la superficie de calentamiento necesaria para alcanzar las mismas concentraciones finales es menor comparado con evaporador de un solo paso. La concentración final se alcanza sólo en la última cámara. En otras cámaras, la transferencia de calor es más alta ya que las viscosidades y la elevación del punto de ebullición son menores. (Wiegand, 2012)

Características especiales:

Arranque rápido y rendimiento alto – gracias al reducido caudal de producto presente en el evaporador en relación con los tubos de calentamiento cortos y estrechos (1-3 m)

Campos de aplicación:

Para la evaporación de productos insensibles a temperaturas altas, donde se requieren unos ratios de evaporación altos. Para productos que tienen una alta tendencia de ensuciamiento y para productos no-Newtonianos donde las altas velocidades reducen la viscosidad aparente. El evaporador de circulación natural con la carcasa dividida en varias cámaras y el separador colocado en la parte superior se utiliza para alcanzar altas concentraciones. (Wiegand, 2012)

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EVAPORADOR DE CIRCULACIÓN FORZADA

Diseño:

Intercambiador de calor de tubos en vertical u horizontal o intercambiador de placas utilizado como calandria, con un separador flash instalado por encima de la calandria, y una Vahos bomba de circulación.

Funcionamiento:

El producto impulsado por la bomba de recirculación, circula por el interior de los tubos de la calandria donde se sobrecalienta a una presión más alta que la presión de ebullición. Al entrar en el separador, desciende instantáneamente la presión produciéndose una evaporación parcial. El caudal de recirculación se mantiene mediante una bomba. Esto permite que la velocidad en el interior de los tubos y el sobrecalentamiento del producto en el evaporador puedan diseñarse independientemente del delta-t propio de cada producto. (Wiegand, 2012)

Características especiales:

- Tiempos de residencia altos – posible gracias a que la evaporación no se produce en el interior de los tubos, sino en el separador, minimizando así el ensuciamiento por incrustación y/o precipitación.

- Superficie de intercambio de calor optimizada – gracias a la bomba de circulación que determina la velocidad en los tubos. (Wiegand, 2012)

Campos de aplicación:

Productos con alta tendencia al ensuciamiento, fluidos viscosos; aptos como etapa final (altas concentraciones) en plantas de evaporación de múltiple efecto. Evaporadores de circulación forzada vertical con separadores apropiados son adecuados en plantas de evaporación para soluciones salinas. (Wiegand, 2012)

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Figura. Evaporador de tubo largo con circulación forzada (Wiegand, 2012)

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Figura. Planta de evaporación de doble efecto: circulación forzada y película descendente en contracorriente, para aguas residuales con alto contenido en sales. (Wiegand, 2012)

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Bibliografía

- Wiegand, G. (2012). TECNOLOGIA DE EVAPORACION .

- YZQUIERDO, A. N. (2011). Evaluacion de cambios tecnologicos de los secadores directos por secadores a vapor con aprovechamiento de Vahos en una planta evaporadora de pelicula descendente. NUEVO CHIMBOTE.