Evaporadores de placas

Evaporadores de placas

En lugar de intercambiadores de calor de coraza y tubos, un banco de placas puede ser utilizado como superficie de calentamiento. Este ensamble de placas es semejante a intercambiadores de calor de placas, pero son equipados con grandes espacios para el flujo de vapor. En estas unidades una placa para producto y una placa para vapor son conectadas alternadamente. El espacio para el producto es diseñado para una distribución uniforme de líquido sobre la superficie de la placa y una baja caída de presión en la fase de vapor.

A) Producto

B) Vahos

C) Concentrado

D) Vapor

E) Condensado

F) Excedente de Vapor

1) Placa del Evaporador

2) Separador

Figura 1: Evaporador de Placas

Los evaporadores de placas son de diseño compacto. Los separadores son conectados directamente al paquete de placas con un ducto de interconexión corto. Así, los requerimientos de espacio requerido son bajos y así la altura del arreglo no excede los 10-13 ft (3-4m). Esto significa que los evaporadores de placas pueden ser instalados en muchos tipos de construcciones. Frecuentemente GEA GEA Process Engineering Entrega estas unidades pre-ensambladas como sistemas armados en bastidores logrando una simplificación de la instalación.

Evaporadores de Película descendente

En los evaporadores de película descendente el producto líquido (A) usualmente entra al evaporador por la parte superior (1) o cabezal del evaporador. En el cabezal, el producto es uniformemente distribuido dentro de los tubos de calentamiento. Una película fina entra a los tubos de calentamiento fluyendo hacia abajo, donde es calentada a temperatura de ebullición y así, es parcialmente evaporada. En la mayoría de los casos es usado vapor (D) para calentar el evaporador. El producto y los vahos, ambos fluyen hacia abajo en un flujo paralelo. Este movimiento de gravedad inducida hacia abajo es aumentado cada vez más por el flujo a co-corriente de vapor. La separación del producto concentrado (C) forma su vapor (B) lo que se lleva a cabo en la parte baja del intercambiador de calor (3) y en el separador (5).

A: Producto

B: Vapor

C: Concentrado

D: Vapor de Calentamiento

E: Condensado

1: Cabezal

2: Calandria

3: Parte baja de la Calandria

4: Zona de Mezcla

5: Separador de Vahos

Figura 1: Evaporador de Película Descendente

• Los evaporadores de película descendente pueden ser operados con diferenciales de temperatura muy bajos entre el medio de calentamiento y el líquido a evaporar y además, tienen tiempos de contacto con el producto muy cortos, justo unos cuantos segundos por paso. Estas características hacen al evaporador de película descendente especialmente adecuado para productos sensibles al calor

Evaporadores de Película ascendente

Estos operan bajo el principio del termo sifón. La alimentación de producto (A) entra por el fondo de los tubos de calentamiento y al ser calentado el vapor comienza a formarse. La fuerza ascendente de este vapor producido durante la ebullición causa que el líquido y el vapor asciendan en un flujo paralelo. Al mismo tiempo la producción de vapor se incrementa y el producto es presionado como una película delgada hacia las paredes de los tubos, y el líquido sube hacia arriba. Este movimiento co-corriente hacia arriba en contra de la gravedad tiene el efecto benéfico de crear un alto grado de turbulencia en el líquido. Esto es ventajoso durante la evaporación de productos altamente viscosos y productos que tienen una tendencia a ensuciar las superficies de calentamiento.

A: Producto

B: Vapor

C: Concentrado

D: Vapor de Calentamiento

E: Condensado

Figura 1: Evaporador de Película Ascendente

• En este tipo de evaporadores, generalmente debe haber a un diferencial bastante alto entre las temperaturas de calentamiento y el lado de evaporación. De otra forma la energía del flujo de vapor no es suficiente para transportar el líquido y producir la película ascendente. La longitud de los tubos de ebullición generalmente no excederá de 23ft (7m).

• Este tipo de evaporador es frecuentemente usado con recirculación de producto, Dónde parte del concentrado producido es reintroducida a la entrada de la alimentación para producir una carga suficiente de líquido dentro de los tubos de calentamiento. Diferentes diseños han sido desarrollados usando este principio básico. Un buen ejemplo es el evaporador Roberts, el cual es el más antiguo de los evaporadores del tipo de circulación. Este tipo de evaporador tiene un tubo ancho de circulación en el centro del paquete de tubos de calefacción por el que concentra el flujo de retorno al fondo del paquete de tubos. El evaporador Roberts aun es ampliamente usado en la industria azucarer

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• Evaporador de circulación forzada

Los evaporadores de circulación forzada son empleados si se desea evitar la evaporación del producto sobre la superficie de calentamiento debido a las características de ensuciamiento del producto o para evitar la cristalización. La velocidad de flujo en los tubos debe ser alta y se requieren bombas de alta capacidad.

A: Producto

B: Vapor

C: Concentrado

D: Sistema de Calentamiento

E: Condensado

1) Intercambiador de calor

2) Cámara Flash (Separador)

3) Bomba de Circulación

4) Bomba de Concentrado

Figura 1: Evaporador de circulación Forzada

• La circulación de producto es calentada cuando fluye a través del intercambiador de calor y entonces es parcialmente evaporada cuando la presión es reducida in la cámara flash (separador). El líquido producido es generalmente calentado solo unos cuantos grados por cada pasada a través del intercambiador de calor. Para mantener una buena transferencia de calor dentro del intercambiador es necesario tener un alto valor en el flujo de recirculación.

• Este tipo de evaporador es también usado en aplicaciones de cristalización debido a que la evaporación y por lo tanto, el incremento de concentración, no ocurre en la superficie de transferencia de calor. La evaporación ocurre cuando el líquido es evaporado por flasheo en la cámara de flash (Separador). En las aplicaciones de cristalización es entonces cuando se forman los cristales y es empleado un diseño especial del separador para separar los cristales del licor de re circulación. Mayor información referente a cristalización está disponible en la sección de cristalización

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