Fundamentos de la evaporación

[pic 1][pic 2]            INSTITUTO TECNOLÓGICO DE LOS MOCHIS

INGENIERÍA QUÍMICA

FUNDAMENTOS DE LA EVAPORACIÓN

GRUPO: C1P

INTEGRANTES:

• ANTES FIGUEROA CANDY ROCIO
• ESPINOZA CARRAZCO JESUS GUILLERMO
• GERARDO CARRASCO JAEL FABIAN
• GONZÁLEZ MELENDREZ OSCAR ARQUÍMIDES
• MEDINA ZAÑUDO MARIANA GPE.
• SÁNCHEZ LÓPEZ ADRIAN ALBERTO
• VALDEZ CHAVEZ VALERIA
• VÁZQUEZ SANCHEZ ADALY

DOCENTE: MORENO OSUNA FLORENCIO

MATERIA: PROCESOS DE SEPARACIÓN ll

SEMESTRE: ENERO-JUNIO 2023

VIERNES 17 DE MARZO DEL 2023

Contenido

INTRODUCCION        3

DESARROLLO        4

Principios de la ebullición        4

Ley de Raoult        6

Ley de Raoult modificada        7

Regla y diagrama de duhring        7

Clasificación de evaporadores        9

Según alimentación de refrigerante:        9

Según el tipo de construcción:        9

Evaporadores para enfriamiento de líquidos:        10

Evaporadores a simple efecto        11

Evaporadores a múltiple efecto        15

APLICACIONES        21

Problemas Resueltos        21

Bibliografía        22

INTRODUCCION

La evaporación en si es un fenómeno que se presenta en varios procesos; interviene en las operaciones de agua-aire que involucran transferencia de masa de la fase líquida a la gaseosa. Ocurre también en el secado cuando un material pierde humedad por vaporización y en la destilación en donde los componentes pasan de la fase liquida a la gaseosa. Sin embargo, el término de evaporación, como operación unitaria, se refiere, generalmente, al proceso de concentración de soluciones acuosas en donde lo evaporado es agua y el soluto o los solutos de las soluciones tienen una presión de vapor despreciable. Comúnmente son sales inorgánicas disueltas en agua, aunque también se puede aplicar a algunas substancias orgánicas como el jugo de caña de azúcar que contiene sacarosa o a las lejías provenientes de la saponificación de grasas que contienen glicerina

La fuente de suministro de calor para lograr la evaporación es vapor saturado que no se mezcla con la solución, sino que entra a una cámara en donde se condensa y cede su calor latente a la solución, a través de las paredes de la propia cámara, la cual se diseña para que tenga una gran área de transmisión de calor por unidad de volumen.

Normalmente, en la evaporación, lo más valioso, desde el punto de vista económico es la solución concentrada que se obtiene, en cambio en la destilación es más valioso lo que se evapora (destilado) y menos valioso el concentrado (residuo).

DESARROLLO

• principios de la ebullición,
• ley de Raoult, diagramas de Duhring,
• tipos de evaporadores,
• evaporación simple y múltiple
• aplicaciones y problemas resueltos. 

Principios de la ebullición

El proceso de evaporación es uno de los más importantes de las operaciones unitarias tan importante para los procesos de secado, humidificación, destilación, cristalización, etc. La evaporaci6n tiene cano objetivo concentrar una soluci6n hasta cierto grado, en esta operaci6n la mayor parte de las veces se busca recuperar la soluci6n concentrada, aunque existen algunas excepciones tales cano la evaporaci6n del agua de mar en donde el pro-- dueto de interés es el vapor de agua producido. A diferencia de la destilaci6n, la evaporaci6n se distingue de - ésta porque se lleva a cabo en una sola etapa y los componentes se separan tan marcadamente que no es necesario un mayor número de etapas. Cuando la evaporaci6n se lleva más allá de cierto límite de concentraci6n, en donde ya aparecen cristales en la soluci6n se conoce con el nombre de cristalizaci6n.

La transmisión de calor a líquidos para su ebullici6n es una etapa necesaria en las operaciones básicas de evaporaci6n, destilaci6n, etc. El líquido que ebulle puede estar contenido en un recipiente provisto de una superficie de calentamiento formada por tubos 6 por placas, horizontales o verticales que suministran el calor necesario para la ebullición del líquido. El líquido puede también fluir a través de los tubos calientes y recibir calor por convecci6n natural o forzada, a través de la pared de los tubos. Cuando la ebullición se produce mediante una superficie caliente sumergida, la temperatura de la masa del líquido es la misma que la temperatura de ebullición del líquido a la presión existente en el sistema. Las burbujas de vapor se generan en la superficie de calentamiento, ascienden a través de la masa del líquido y se rompen contra la superficie del mismo. El vapor se acumula en el espacio existente sobre el líquido y a medida que se va formando, abandona el sistema o aparato por medio de un dueto dispuesto al efecto. Este tipo de ebullici6n se denomina "ebullición de líquido saturado" debido a que el vapor que se forma está en equilibrio con el líquido a su temperatura de ebullición. Cuando un líquido se somete a ebullición con circulación natural en el interior de un tubo vertical, por la parte inferior del tubo. penetra líquido relativamente frío, se calienta y vaporiza parcialmente a medida que asciende por el tubo. cuando el líquido fluye con circulación forzada a través de tubos puede entrar también a cierta temperatura, hasta que alcanza su temperatura de ebullición la ventaja aquí es que dicha circulación forzada arrastra violentamente las burbujas que se forman en el tubo, con lo que se consigue una mejoría en el funcionamiento del sistema de evaporación. A veces se coloca una válvula de control de flujo a la salida del tubo con el fin de poder calentar el líquido hasta una temperatura bastante superior al punto de ebullición del líquido a la presión existente a la salida de la válvula. En estas condiciones el líquido no ebulle en el tubo, sino que previamente se calienta cano un líquido a una temperatura elevada, y después sufre una vaporizaci6n súbita o "FLASH" al pasar a través de la válvula. Conforme a lo anterior tenemos que en general existen dos clases de evaporadores, los de circulación natural y los de circulación forzada. Los evaporadores de circulación natural son satisfactoriamente efectivos para la mayor parte de los usos, además de ser más económicos y simples en cuanto a su construcci6n que los de circulación forzada sin embargo su empleo se ve limitado cuando la solución a concentrar es muy viscosa, ocasionando un flujo pobre de producto, también no son recomendables para aquellas soluciones que forman mucha espuma, ni tampoco para aquellas que resistan poco tiempo la temperatura del evaporador. Por otro lado, los evaporadores de circulación forzada están provistos de una bomba la cuál ocasiona que se tengan mayores flujos de producto, y son muy efectivos para soluciones viscosas, soluciones que precipiten sales y que formen espuma. Algunas veces la decisi6n del empleo de un evaporador de este tipo, depende de un balance económico que incluya el costo inicial del evaporador, costos de potencia, operación y mantenimiento de la bomba y el costo comparativo para la limpieza de los tubos del evaporador, así como de una evaluaci6n de los beneficios, tales cano un mayor coeficiente de transferencia de calor, mayor flujo de solución concentrada, el intervalo de tiempo entre la limpieza de tubos es mayor que en el de circulaci6n natural, etc. (MINOR, 1986).

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