PRACTICA #5

BALANCE DE MASA Y ENERGIA EN UN

EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTO

INTRODUCCIN

En esta prctica llevaremos a cabo un balance de masa y energa en un

evaporador de simple efecto como est indicado en el nombre de la misma.

Realizaremos los clculos necesarios para el balance, adems comentaremos

sobre en qu consiste la evaporacin y lo que sucede en la misma, equipos de

evaporacin, mtodos de evaporacin. Adems hablaremos sobre algunos

puntos extras como lo son los factores de proceso en la operacin de

evaporadores.

Se mostraran los resultados y clculos obtenidos y aplicados

respectivamente para lograr realizar satisfactoriamente esta prctica.

MARCO TEORICO

La evaporacin consiste en la adicin de calor a una solucin para evaporar el

disolvente que, por lo general, es agua. Usualmente, el calor es suministrado

por condensacin de un vapor (como vapor de agua) en contacto con una

superficie metlica, con el lquido del otro lado de dicha superficie.

En la evaporacin se elimina el vapor formado por ebullicin de una solucin

lquida de la que se obtiene una solucin ms concentrada. En la gran mayora

de los casos, la operacin unitaria de evaporacin se refiere a la eliminacin

de agua de una solucin acuosa. Entre los ejemplos tpicos de procesos de

evaporacin estn la concentracin de soluciones acuosas de azcar, cloruro

de sodio, hidrxido de sodio, glicerina, gomas, leche y jugo de naranja. En

estos casos, la solucin concentrada es el producto deseado y el agua

evaporada suele desecharse. En otros, el agua que contiene pequeas

cantidades de minerales se evapora para obtener agua libre de slidos que

se emplea en la alimentacin de calderas, para procesos qumicos especiales,

o para otros propsitos. Actualmente se estn desarrollando y usando

procesos de evaporacin de agua de mar para obtener agua potable.

Ocasionalmente, el principal objetivo de la evaporacin consiste en

concentrar una solucin de manera que al enfriarse sta se formen cristales

que puedan separarse. Este proceso especial de evaporacin se llama

cristalizacin

FACTORES DE PROCESO

Las propiedades fsicas y qumicas de la solucin que se est concentrando

y del vapor que se separa tienen un efecto considerable sobre el tipo de

evaporador que debe usarse y sobre la presin y la temperatura del proceso.

A continuacin se analizan algunas propiedades que afectan a los mtodos

de procesamiento.

1. Concentracin en el lquido. Por lo general, la alimentacin lquida a un

evaporador es bastante diluida, por lo que su viscosidad, bastante baja, es

similar a la del agua y se opera con coeficientes de transferencia de calor

bastante altos. A medida que se verifica la evaporacin, la solucin se

concentra y su viscosidad puede elevarse notablemente, causando una

marcada disminucin del coeficiente de transferencia de calor. Se requiere

entonces una circulacin o turbulencia adecuada para evitar que el

coeficiente se reduzca demasiado.

2. Solubilidad. A medida que se calienta la solucin y aumenta la

concentracin del soluto o sal, puede excederse el lmite de solubilidad del

material en solucin y se formaran cristales. Esto limita la concentracin

mxima que puede obtenerse por evaporacin de la solucin. En la figura 1

se muestran algunas solubilidades en agua de ciertas sales en funcin de la

temperatura. En la mayora de los casos, la solubilidad de la sal aumenta con

la temperatura. Esto significa que, al enfriar a temperatura ambiente una

solucin concentrada caliente que proviene de un evaporador puede

presentarse una cristalizacin.

3. Sensibilidad trmica de los materiales. Muchos productos, en especial

los alimentos y otros materiales biolgicos, son sensibles a la temperatura y

se degradan cuando sta sube o el calentamiento es muy prolongado. Entre

ellos estn los materiales farmacuticos; productos alimenticios como leche,

jugo de naranja y extractos vegetales; y materiales qumicos orgnicos

delicados. La cantidad de degradacin est en funcin de la temperatura y

del tiempo.

4. Formacin de espumas. En algunos casos, los materiales constituidos por

soluciones custicas, soluciones de alimentos como leche desnatada y

algunas soluciones de cidos grasos, forman espuma durante la ebullicin.

Esta espuma es arrastrada por el vapor que sale del evaporador y puede

producir prdidas de material.

5. Presin y temperatura. El punto de ebullicin de la solucin est

relacionado con la presin del sistema. Cuanto ms elevada sea la presin de

operacin del evaporador, mayor ser la temperatura de ebullicin. Adems,

la temperatura de ebullicin tambin se eleva a medida que aumenta la

concentracin del material disuelto por la accin de la evaporacin. Este

fenmeno se llama elevacin del punto de ebullicin. Para mantener a un

nivel bajo la temperatura de los materiales termosensibles suele ser

necesario operar a presiones inferiores a 1 atm, esto es, al vaco.

FIGURA 1.curva de solubilidad en agua de algunas sales tpicas

6. Formacin de incrustaciones y materiales de construccin. Algunas

soluciones depositan materiales slidos llamados incrustaciones sobre las

superficies de calentamiento. Estas incrustaciones se forman a causa de los

productos de descomposicin o por disminucin de la solubilidad. El

resultado es una reduccin del coeficiente de transferencia de calor, lo que

obliga a limpiar el evaporador. La seleccin de los materiales de

construccin del evaporador tiene importancia en la prevencin de la

corrosin.

TIPOS DE EQUIPOS DE EVAPORACIN Y MTODOS DE

OPERACIN

Tipos generales de evaporadores

El tipo de equipo usado depende tanto de la configuracin de la superficie

para la transferencia de calor como de los medios utilizados para lograr la

agitacin o circulacin del lquido. A continuacin se analizan los tipos

generales de equipo.

1. Marmita abierta o artesa. La forma ms simple de un evaporador es una

marmita abierta o artesa en la cual se hierve el lquido. El suministro de

calor proviene de la condensacin de vapor de agua en una chaqueta o en

serpentines sumergidos en el lquido. En algunos casos, la marmita se

calienta a fuego directo. Estos evaporadores son econmicos y de operacin

simple, pero el desperdicio de calor es excesivo. En ciertos equipos se usan

paletas o raspadores para agitar el lquido.

2. Evaporador de tubos horizontales con circulacin natural. En la figura 2

(a) se muestra un evaporador de tubos horizontales con circulacin natural.

El banco horizontal de tubos de calentamiento es similar al banco de tubos

de un intercambiador de calor. El vapor de agua entra a los tubos y se

condensa; el condensado sale por el otro extremo de los tubos. La solucin a

ebullicin est por fuera de ellos. El vapor se desprende de la superficie

lquida; despus, casi siempre se hace pasar por dispositivos de tipo

deflector para impedir el arrastre de gotas de lquido y sale por la parte

superior. Este equipo, relativamente econmico, puede utilizarse para

lquidos no viscosos con altos coeficientes de transferencia de calor y para

lquidos que no formen incrustaciones. Puesto que la circulacin del lquido

no es muy buena, son poco adecuados para materiales viscosos. En casi todos

los casos operan con rgimen continuo, con alimentacin a velocidad

constante y salida de concentrado a velocidad constante.

3. Evaporador vertical con circulacin natural. En este tipo de evaporador se

usan tubos verticales en lugar de horizontales y el lquido esta dentro de los

tubos, por lo que el vapor se condensa en el exterior. Debido a la ebullicin y

a la disminucin de densidad, el lquido se eleva en los tubos por circulacin

natural, tal como se muestra en la figura 2 (b), y fluye hacia abajo a travs

de un espacio central abierto grande, o bajada. Esta circulacin natural

incrementa el coeficiente de transferencia de calor. No es til con lquidos

viscosos. Este equipo se llama con frecuencia evaporador de tubos cortos.

Una variacin de este modelo es el evaporador de canasta, que usa tubos

verticales, pero el elemento de calentamiento se cuelga en el cuerpo, de tal

manera que haya un espacio anular que sirva de bajada. El modelo de canasta

difiere del evaporador vertical de circulacin natural, pues ste tiene un

espacio central en vez del anular como bajada. Este tipo se usa con

frecuencia en las industrias del azcar, la sal y la sosa custica.

FIGURA 2

4. Evaporador vertical de tubos largos. Puesto que el coeficiente de

transferencia de calor del lado del vapor es muy alto en comparacin con el

del lado del lquido que se evapora, es conveniente contar con velocidades

altas para el lquido. En un evaporador de tipo vertical con tubos largos

como el de la figura 2-(c), el lquido esta en el interior de los tubos. Estos

miden de 3 a 10 m de alto, lo que ayuda a obtener velocidades de lquido muy

altas. Por lo general, el lquido pasa por los tubos una sola vez y no se

recircula. Los tiempos de contacto suelen ser bastante breves en este

modelo.

En algunos casos, como cuando la relacin entre la velocidad de alimentacin

y la velocidad de evaporacin es baja, puede emplearse recirculacin natural

del producto a travs del evaporador, aadiendo una conexin de tubera

entre la salida del concentrado y la lnea de alimentacin. ste es un mtodo

muy comn en la produccin de leche condensada.

5. Evaporador de cada de pelcula. Una variacin del modelo de tubos largos

es el evaporador de cada de pelcula, en el cual el lquido se alimenta por la

parte superior de los tubos y fluye por sus paredes en forma de pelcula

delgada. Por lo general, la separacin de vapor y lquido se efecta en el

fondo. Este modelo se usa mucho para la concentracin de materiales

sensibles al calor, como jugo de naranja y otros zumos de frutas, debido a

que el tiempo de retencin es bastante bajo (entre 5 y 10 s) y el coeficiente

de transferencia de calor es alto.

6. Evaporador de circulacin forzada. El coeficiente de transferencia de

calor de la pelcula lquida puede aumentarse por bombeo provocando una

circulacin forzada del lquido en el interior de los tubos. Para esto se

emplea el modelo de tubos verticales largos de la figura 2 (c) aadiendo

una tubera conectada a una bomba entre las lneas de salida del

concentrado y la de alimentacin. Sin embargo, los tubos de un evaporador

de circulacin forzada suelen ser ms cortos que los tubos largos, tal como

se ilustra en la figura 2-(d). Adems, en otros casos se usa un

intercambiador de calor horizontal externo e independiente. Este modelo es

muy til para lquidos viscosos.

7. Evaporador de pelcula agitada. La principal resistencia a la transferencia

de calor en un evaporador corresponde al lquido. Por tanto, un mtodo para

aumentar la turbulencia de la pelcula lquida y el coeficiente de

transferencia de calor, consiste en la agitacin mecnica de dicha pelcula.

Esto se lleva a cabo en un evaporador de cada de pelcula modificado,

usando un solo tubo grande enchaquetado que contiene un agitador interno.

El lquido penetra por la parte superior del tubo y a medida que fluye hacia

abajo se dispersa en forma de pelcula turbulenta por la accin de aspas de

agitacin vertical. La solucin concentrada sale por el fondo y el vapor pasa

por un separador para salir por la parte superior. Este tipo de evaporador

es prctico para materiales muy viscosos, pues el coeficiente de

transferencia de calor es mayor que en los modelos de circulacin forzada.

Se usa para materiales viscosos sensibles al calor como ltex de caucho,

gelatina, antibiticos y jugos de frutas. Sin embargo, tiene costo alto y

capacidad baja.

8. Evaporador solar de artesa abierta. Un proceso muy antiguo pero que

todava se usa es la evaporacin solar en artesas abiertas. El agua salina se

introduce en artesas o bateas abiertas y de poca profundidad y se deja

evaporar lentamente al sol hasta que cristalice.

Mtodos de operacin para evaporadores

1. Evaporadores de efecto simple. En la figura 3 se muestra un

diagrama simplificado del evaporador de una sola etapa o de efecto simple.

La alimentacin entra a TF K y en la seccin de intercambio de calor entra

vapor saturado a Ts. El vapor condensado sale en forma de pequeos

chorros. Puesto que se supone que la solucin del evaporador est

completamente mezclada, el producto concentrado y la solucin del

evaporador tienen la misma composicin y temperatura Tl que corresponde

al punto de ebullicin de la solucin. La temperatura del vapor tambin es Tl,

pues est en equilibrio con la solucin en ebullicin. La presin es Pl, que es

la presin de vapor de la solucin a Tl.

Si se supone que la solucin que se va a evaporar es bastante diluida y

parecida al agua, 1 kg de vapor de agua producir aproximadamente 1 kg de

vapor al condensarse. Esto ocurrir siempre que la alimentacin tenga una

temperatura TF cercana al punto de ebullicin.

En el clculo de la velocidad de transferencia de calor en un evaporador se

emplea el concepto de un coeficiente total de transferencia de calor. Se

establece entonces la ecuacin

q = UA AT = U A(Ts-Tl,) (1)

FIGURA 3.Diagrama simplificado de un evaporador de efecto simple

Donde:

q es la velocidad de transferencia de calor en W (btu/h)

U es el coeficiente total de transferencia de calor en W/m2 * K (btu/h.

pie2. F)

A es el rea de transferencia de calor en m2(pie*)

Ts es la temperatura del vapor que se condensa en K (F) y

Tl es el punto de ebullicin del lquido en K (F).

Los evaporadores de efecto simple se usan con frecuencia cuando la

capacidad necesaria de operacin es relativamente pequea o el costo del

vapor es relativamente barato comparado con el costo del evaporador. Sin

embargo, la operacin de gran capacidad, al usar ms de un efecto, reducir

de manera significativa los costos del vapor.

2. Evaporadores de efecto mltiple con alimentacin hacia adelante. Un

evaporador de efecto simple como el que se muestra en la figura 3

desperdicia bastante energa, pues el calor latente del vapor que sale no se

utiliza. No obstante, una buena parte de este calor latente se recupera y se

utiliza al emplear evaporadores de efecto mltiple. En la figura 4 se

muestra el diagrama simplificado de un evaporador de efecto triple con

alimentacin hacia adelante.

Si la alimentacin del primer efecto esta a una temperatura cercana al

punto de ebullicin y a la presin de operacin de dicho efecto, 1 kg de

vapor de agua evaporar casi 1 kg de agua. El primer efecto opera a una

temperatura suficientemente alta como para que el agua que se evapora

sirva como medio de calentamiento del segundo efecto. Nuevamente, en el

segundo efecto se evapora casi 1 kg de agua, que se emplea como medio de

calentamiento del tercer efecto. De manera aproximada, en un evaporador

de efecto triple se evaporan 3 kg de agua por kilogramo de vapor de agua

usado. Por consiguiente, el resultado es un aumento de la economa de vapor

de agua, que es kg de vapor evaporado/kg de vapor de agua usado. Esto

tambin resulta cierta de forma aproximada para ms de tres efectos. Sin

embargo, este aumento de la economa del vapor de agua en un evaporador

de efecto mltiple se logra a expensas de mayor inversin en el equipo.

En la operacin de alimentacin hacia adelante que se muestra en la figura

4, la alimentacin se introduce en el primer efecto y fluye hacia el siguiente

en el mismo sentido del flujo del vapor. ste es el mtodo de operacin que

se emplea cuando la alimentacin est caliente o cuando el producto

concentrado final puede daarse a temperaturas elevadas. Las

temperaturas de ebullicin van disminuyendo de efecto a efecto. Esto

significa que si el primer efecto esta a P1 = 1 atm abs de presin, el ltimo

estar al vaco, a presin P3.

FIGURA 4.Diagrama simplificado de un triple evaporador de triple

efecto con alimentacion hacia delante.

3. Evaporadores de efecto mltiple con alimentacin en retroceso.

En la operacin de alimentacin en retroceso que se muestra para el

evaporador de efecto triple de la figura 5, la alimentacin entra al ltimo

efecto, que es el ms fro, y continua hacia atrs hasta que el producto

concentrado sale por el primer efecto. Este mtodo de alimentacin en

retroceso tiene ventajas cuando la alimentacin es fra, pues la cantidad de

lquido que debe calentarse a temperaturas mas altas en el segundo y primer

efectos es ms pequea. Sin embargo, es necesario usar bombas en cada

efecto, pues el flujo va de baja a alta presin. Este mtodo tambin es

muy til cuando el producto concentrado es bastante viscoso. Las altas

temperaturas de los primeros efectos reducen la viscosidad y permiten

coeficientes de transferencia de calor de valor razonable.

4. Evaporadores de efecto mltiple con alimentacin en paralelo. La

alimentacin en paralelo en evaporadores de efecto mltiple implica la

adicin de alimentacin nueva y la extraccin de producto concentrado en

cada uno de los efectos. El vapor de cada efecto se usa para calentar el

siguiente.

Este mtodo de operacin se utiliza principalmente cuando la alimentacin

est casi saturada y el producto son cristales slidos, tal como sucede en la

evaporacin de salmueras para la produccin de sal.

FIGURA 5

Diagrama simplificado de un evaporador de efecto triple con

alimentacin en retroceso.

MTODOS DE CLCULO PARA EVAPORADORES DE UN SOLO

EFECTO

-Balance de calor y de materia para evaporadores

La expresin bsica para determinar la capacidad de un evaporador de

efecto simple es la ecuacin (1), que puede escribirse como:

q =UA AT (2).

Donde:

AT K (F) es la diferencia de temperatura entre el vapor de agua que se

condensa y el lquido a ebullicin en el evaporador.

Para resolver la ecuacin (2) es necesario determinar el valor de q en W

(btu/h) llevando a cabo un balance de calor y materia en el evaporador de la

figura 6.

La alimentacin al evaporador es F kg/h (Lbm/h) con contenido de slidos

de fraccin de masa XF, temperatura Tf y entalpa hF J/Kg (btu/lb,).La

salida es de un lquido concentrado L kg/h (lbm,/h) con un contenido de

slidos XL ,una temperatura Tl, y una entalpa hL. El vapor V kg/h (lbm/h)

se desprende como disolvente puro con un contenido de slidos yv= 0,

temperatura Tl y una entalpa Hv. La entrada de vapor de agua saturado S

kg/h (lbm/h) tiene temperatura de Ts y entalpa Hs. Se supone que el

vapor de agua condensado S kg/h sale a Ts, esto es, a la temperatura de

saturacin, y con entalpa de hs Esto significa que el vapor de agua solo

transfiere su calor latente, , que es

=Hs-hs (3)

Puesto que el vapor V esta en equilibrio con el lquido L, las temperaturas

de ambos son iguales.

Adems, la presin Pl es la de vapor de saturacin del lquido de

composicin XL a su punto de ebullicin Tl, (Esto supone que no hay

elevacin del punto de ebullicin.)

Para el balance de materia, y puesto que se trata de estado estacionario, la

velocidad de entrada de masa= velocidad de salida de masa. Entonces, para

un balance total:

F=L+V (4)

Para un balance con respecto al soluto (slidos) solamente:

FxF = LxL (5)

FIGURA 6.Balance de calor y masa para un evaporador de efecto

simple.

Para el balance de calor, y puesto que calor total que entra = calor total que

sale:

Calor en la alimentacin + calor en el vapor de agua = calor en el

lquido concentrado + calor en el vapor + calor en el vapor de agua

condensado.(6)

Se supone que no hay prdidas de calor por radiacin o conveccin.

Sustituyendo en la ecuacin:

(6),

(7)

Sustituyendo la ecuacin (3) en la (7):

FhF + s= LhL + VHv (8)

Entonces, el calor q transferido en el evaporador es:

(9)

En la ecuacin (8) el calor latente del vapor de agua a la temperatura de

saturacin Ts se obtiene de las tablas de vapor de agua del Apndice A.2

del libro procesos de transporte y operaciones unitarias 3ra edicin del

autor C.J. Geankopolis. Sin embargo, generalmente se dispone de las

entalpas de la alimentacin y de los productos. Los datos de entalpia y

concentracin slo se tienen para algunas sustancias en disolucin. Por

tanto, se establecen algunas aproximaciones para determinar el balance de

calor, como sigue:

1. Se puede demostrar en forma aproximada que el calor latente de

evaporacin de 1 kg masa de agua de una solucin acuosa se calcula con las

tablas de vapor mediante la temperatura de la solucin a ebullicin Tl,

(temperatura de la superficie expuesta) en lugar de la temperatura de

equilibrio del agua pura a Pl.

2. Si se conoce la capacidad calorfica CpF de la alimentacin liquida y

CpL del producto, estos valores son tiles para calcular las entalpas. (Se

desprecian los calores de dilucin, que en la mayora de los casos se

desconocen.)

EFECTOS DE LAS VARIABLES DE PROCESO EN LA OPERACIN DE

EVAPORADORES

1. Efecto de la temperatura de alimentacin. La temperatura de entrada

de la alimentacin tiene un gran efecto sobre la operacin del evaporador.

Si la alimentacin est a presin y temperatura superior al punto de

ebullicin en el evaporador, se logra una vaporizacin adicional por medio de

la evaporacin instantnea de una parte de la alimentacin caliente. El

precalentamiento de la alimentacin reduce el tamao del evaporador y el

rea de transferencia de calor que se requiere.

2. Efecto de la presin del vapor de agua. Cuando se usa vapor de agua

saturado a presin ms alta, el valor de AT aumenta, con lo cual disminuye el

tamao y el costo del evaporador. Sin embargo, el vapor de alta presin

cuesta ms y suele ser ms valioso como fuente de potencia en otros

equipos.

Por consiguiente, la presin ptima del vapor de agua se determina mediante

un balance econmico general.

ELEVACIN DEL PUNTO DE EBULLICIN DE LAS DISOLUCIONES

En la mayora de los casos de evaporacin, las soluciones no son tan diluidas.

Por tanto, las propiedades trmicas de las soluciones que se evaporan

pueden ser muy diferentes a las del agua. Las concentraciones de las

soluciones son bastante altas por lo cual los valores de capacidad calorfica

y punto de ebullicin son muy distintos de los del agua.

En soluciones concentradas de solutos disueltos no es posible predecir la

elevacin del punto de ebullicin debido a la presencia del soluto. Sin

embargo, se puede usar una ley emprica muy til conocida como regla de

Dhring. Con esta tcnica se obtiene una lnea recta cuando se grafica el

punto de ebullicin de una solucin en C o F en funcin del punto de

ebullicin del agua pura a la misma presin para determinada concentracin

a diferentes presiones. Para cada concentracin se obtiene una lnea recta

diferente. Slo es necesario conocer el punto de ebullicin de una solucin

sujeta a dos presiones para trazar la lnea.

OBJETIVO

Realizar un balance de materia y energa en un evaporador de simple efecto

MATERIAL

-Evaporador total de pelcula ascendente

-termmetros

-agua con colorante

-cronometro

-1 probeta de 1 litro

-refractmetro

-caldera

-vapor de caldera

PROCEDIMIENTO

1.- se lleno de agua con colorante en la tina del evaporador, en cuya tina ya

estaban presentes unos botes de 600 ml de capacidad llenos con agua.

2.- se midieron los grados brix de la solucin

3.- se encendi la bomba de la torre.

4.- se encendi el ventilador de la torre.

5.- se abrieron las vlvulas del agua

6.- se tomaron las mediciones de temperatura del agua.

7.- se midi el flujo volumtrico del agua, en la salida del agua de la torre

8.- medimos la temperatura del aire de entrada a la torre, que fue la

temperatura ambiental y la temperatura de salida del aire de la torre.

9.- se procedi a obtener el condensado

10.- tomamos una muestra y medimos los grados brix

11.- se hicieron los clculos pertinentes.

CALCULOS

Datos:

Datos de la solucin:

Grados Bx = 5.1.

Cp = 1-(0.0056 (brix))

Cp = 1-(0.0056 (5.1))

Cp = 0.97144 Kcal/Kg C.

TENTRADA = 51.3 C.

TSALIDA = 104 C.

Datos del condensador:

TENTRADA DEL H20 = 20 C.

TSALIDA DEL H20 = 27.3 C.

Cp H20 = 1 Kcal/Kg C.

Datos del vapor:

Presin = 1.3 bar = 1.3256 Kg/cm2.

W = 5 Kg/Hr.

De la tabla A.8 Propiedades termodinmicas del vapor de agua saturado

(entrada por presiones). Joaqun Ocon Garca y Gabriel Tojo Barreiro.

Problemas de Ingeniera Qumica. Tomo I. Editorial Aguilar.

A 1.3256 = 641.40 Kcal/Kg.

Balance de energa en el evaporador de pelcula ascendente:

QW = QS

Dnde:

QW = Calor cedido por el vapor

QS = Calor ganado por la solucin.

Masa de vapor proveniente de la caldera (

)(

)

(

)( )

Balance de energa en el condensador:

Vapor del concentrado y agua de enfriamiento.

( )

Datos del vapor:

TENTRADA = 100 C.

( ) = (638.9 100.04) Kcal/Kg = 538.86 Kcal/Kg.

Datos del agua:

m = 10.482 Kg/Hr.

Cp DEL AGUA = 1 Kcal/Kg.

( )

Ecuacin: W (vw +Cpw Tw) = m Cp T

(

) (

)

( )

( ) (

) ( )

Balance de materia

F = A + B

xFF = xAA + xBB

Como en B solo hay agua se elimina.

xF = xA

( ) (

) (0.198 Bx) A

( ) (

)

A = 1.2878 Lt/Hr.

B = F A = 5 1.2878 = 3.7122 Lt/Hr.

A=?; 19.8 Bx EQUIPO

F= 5 LT/HR, 5.1 Bx

B=?; 0 Bx

Primera medicin del flujo del condensado (6 minutos con 59 s) = 1.082 Lt.

Segunda medicin del flujo del condensado (9 minutos con 41 s) = 8.2 Lt.

Purga del lado derecho = 0.08 Lt.

Purga del lado izquierdo = 0.194 Lt.

Condensado = 1.96 Lt.

Mata total de agua = Flujo del condensado + purgas + condensado

10.482 Lt = (8.2 + 0.08 + 0.194 + 1.96) Lt

10.482 Lt = 10.434 Lt

CUESTIONARIO

1.- En qu consiste la evaporacin?

Consiste en la adicin de calor a una solucin para evaporar el disolvente

que, por lo general, es agua.

Usualmente el calor es suministrado por condensacin de un vapor en

contacto con una superficie metlica, con el lquido del otro lado de dicha

superficie.

2. Cules son los factores de proceso?

1.- concentracin en el lquido

2.- solubilidad

3.- sensibilidad trmica de los materiales

4.- formacin de espuma

5.- presin y temperatura

6.- formacin de incrustaciones y materiales de construccin

3.- Qu variables de proceso influyen en la operacin de los evaporadores?

Presin y temperatura.

CONCLUSION

Al realizar la practica nos dimos cuenta que la solucin entro con 5.1% en

brix, al salir dicha solucin despus de haber pasado por el evaporador, nos

arrojo como resultado una solucin ms concentrada de aproximadamente

19brix como se indican en las fotografas en la parte superior.

BIBLIOGRAFIA

Proceso de transporte y operaciones 3ra edicin autor C.J. Geankopolis

Problemas de Ingeniera Qumica. Tomo I. Editorial Aguilar.

Joaqun Ocon Garca y Gabriel Tojo Barreiro.