Tipos de evaporadores.

Evaporadores.(Doña eva).

A) Equipos calentados a fuego directo, (calor solar).

B) Equipos calentados mediante camisas o dobles paredes, (Pequeña velocidad de transmisión del calor, pueden operar a vacío, útiles para la evaporación de líquidos a pequeña escala).

C) Equipos calentados mediante vapor, con tubos como superficies calefactoras.

De ellos, los más importantes son los evaporadores tubulares.

Una nueva clasificación de éstos últimos es: Evaporadores de un solo paso y de circulación: En la operación de un sólo paso, la alimentación pasa una sola vez a través de los tubos, desprende el vapor y sale como líquido concentrado. Son especialmente útiles para el tratamiento de materiales sensibles al calor pues operando a vacío elevado se puede mantener el líquido a baja temperatura durante poco tiempo de contacto. También se adaptan muy bien a la operación de múltiple efecto.

Los evaporadores de circulación operan con una carga de líquido dentro del aparato. La alimentación que entra se mezcla con el líquido contenido en el evaporador, y la mezcla pasa posteriormente a través de los tubos, de forma que, en cada paso, se produce una parte de la evaporación total. Estos tipos de evaporadoresno son aptos para concentrar líquidos sensibles al calor, pues aunque se trabaje a vacío, el líquido se pone en contacto con la superficie caliente varias veces. Se adaptan muy bien a la evaporación en simple efecto, pudiendo ser la circulación natural, (debido a diferencias de densidad), o forzada, (cuando se impulsa el líquido con una bomba).

Finalmente, los evaporadores tubulares pueden ser, (Figura 10.6):

A) De tubos horizontales: Son relativamente baratos; requieren poca altura disponible, fácil instalación, proporcionan una buena transmisión de calor, pequeña circulación de líquido, no adecuados para líquidos viscosos, y adecuados para líquidos que no cristalicen.

B) De tubos verticales: Los hay de tubos cortos y de tubos largos, los cuales pueden tener circulación forzada, utilizados para líquidos viscosos, porque se mejora el coeficiente U. Sin embargo, no son apropiados para disoluciones diluidas, pues los costes adicionales no compensan los beneficios obtenidos. Con muy diversos modelos, todos constan de un cambiador tubular con el líquido que se concentra en los tubos y el vapor por fuera, un espacio de vapor para separar el vapor formado del líquido, y una rama de retorno cuando son de circulación, (Flujo ascendente). Para productos muy sensibles al calor, (zumos de frutas, plasma sanguíneo, vitaminas, etc.) se utilizan otras variantes con flujo descendente a través de los tubos. En ellos, el vapor formado es arrastrado por el líquido y sale por el fondo de la unidad. (También hay evaporadores de tubos con evaporación súbita).

Fig. 10.6. Tipos de evaporadores: a) de tubos horizontales;

b) de tubos verticales cortos; c) de tubos largos; d) de tubos verticales y circulación forzada. (Fuente: Calleja Pardo et al., 1999, pp. 316).

Otros tipos de evaporadores menos empleados son:

Evaporador de película agitada: En los evaporadores de tubos largos, especialmente los de circulación forzada, el grado de turbulencia del líquido es alto y la velocidad de transmisión del calor es grande. Otro modo de aumentar la turbulencia es agitando la película de líquido. Este tipo es un evaporador de película descendente, modificado, con un solo tubo encamisado provisto de un agitador interno. Es muy eficaz para productos muy viscosos sensibles al calor, (gelatina, latex de caucho, antibióticos, zumos, etc.). Por contra, sus desventajas son el elevado coste, el mantenimiento elevado de las partes internas móviles, y su pequeña capacidad.

Evaporador de placas: Consta de una serie de placas provistas de juntas montadas en un marco. El evaporador funciona con un solo paso, constando cada unidad de una película ascendente, otra descendente, y dos secciones de vapor. El líquido concentrado y el vapor pasan a un separador tipo ciclón, donde se separan ambos, pasando el vapor a un condensador o al siguiente efecto. También se han desarrollado diversos modelos según las características del líquido.

Evaporador de serpentín: Carcasa cilíndrica por cuyo interior pasa el vapor en serpentines.

Es importante, pues, realizar un estudio detallado del proceso, para saber qué evaporador elegir.

Evaporators. (Eva Doña).

A) Equipment heated to direct heat (solar heat).

B) Equipment shirts or heated by double walls, (Small heat transmission speed, can operate under vacuum, useful for the evaporation of liquids on a small scale).

C) heated by steam pipes and heating surfaces equipment.

Of these, the most important are the tubular evaporators.

A new classification of the latter is one step evaporators and circulation: In the operation of a single step, the feed passes once through the tubes, steam and clear out as concentrated liquid. They are especially useful for the treatment of heat-sensitive materials for operating under high vacuum can be maintained liquid at low temperature for a short contact time. They also adapt well to the operation of multiple effect.

Circulation evaporators operate with a liquid head within the apparatus. The feed entering mixed with the liquid in the evaporator, and then the mixture passes through the tubes, so that, at each step, a portion of the total evaporation occurs. These types of evaporadoresno are suitable for concentrating heat sensitive fluids because even when working under vacuum, the liquid is contacted with the hot surface several times. They adapt very well to evaporation in single direction, can be the natural circulation (due to density differences), or forced, (when the liquid is driven with a pump).

Finally, the tubular evaporators may be, (Figure 10.6):

A) From horizontal tubes: They are relatively inexpensive; They require little height available, easy installation, provide good heat transfer, small flow of liquid, not suitable for viscous liquids, and suitable for liquids that do not crystallize.

B) From standpipes: They are of short pipes and long pipes, which may have forced circulation, used for viscous liquids because the coefficient U. is improved, however, are not suitable for dilute solutions, as the extra costs are not outweigh the benefits. With very different models, all consist of a tubular exchanger with the liquid concentrated in the tubes and steam outside, a vapor space to separate the vapor formed from the liquid and a return branch when they are in circulation, (Flow upward). For heat sensitive products (fruit, blood plasma, vitamins, etc.) other variants downflow through the tubes are used. In them, the vapor formed is entrained by the liquid and leaves the bottom of the unit. (There are also evaporators flash tubes).

b) short vertical tubes; c) long tubes; d) vertical tubes and forced circulation. (Source: Calleja Pardo et al, 1999, pp 316..).

Other types of evaporators fewer employees are:

Wiped film evaporator: In evaporators long tubes, especially forced circulation, the degree of liquid turbulence is high and the heat transfer rate is large. Another way to increase turbulence is shaking the liquid film. This type is an evaporator, modified, falling film with a single jacketed tube with an internal stirrer. It is very effective for very viscous products sensitive to heat, (gelatin, rubber latex, antibiotics, juices, etc.). By contrast, its disadvantages are the high cost, high maintenance of internal moving parts, and its small capacity.

Evaporator plate: It consists of a series of plates having mounted together in a frame. The evaporator operates with a single step, each unit consisting of a rising film, a descending, and two sections steam. The concentrated liquid and the vapor passed to a separator cyclone, where both are separated, from the vapor to a condenser or to the following effect. They have also been developed different models depending on the characteristics of the liquid.

Evaporator coil: cylindrical housing inside which passes the steam coils.

It is therefore important to conduct a detailed study of the process, to know what evaporator choose.