EVAPORACIN LABORATORIO DE OPERACIONES UNITARIAS IEVAPORACINI.-OBJETIVOS:1. Conocer la operacin y funcionamiento de un equipo de evaporacin, cada una de sus partes y sus funciones.1. Evaluar el coeficiente de transferencia de calor global del evaporador, en este caso un evaporador con tubos largos verticales.1. Estudiar el proceso de evaporacin mediante el anlisis de sus variables y condiciones de operacin tomando como muestra una solucin de agua azucarada.

II.- FUNDAMENTO TERICO:La evaporacin es una operacin que consiste en la separacin de un disolvente voltil de un soluto no voltil por vaporizacin del disolvente.El agua es el disolvente que con ms frecuencia hemos de separar. La evaporacin se lleva a cabo vaporizando una parte del disolvente con el fin de obtener una solucin concentrada.Generalmente, en evaporacin el lquido concentrado es el producto valiosos mientas que el vapor se condensa y desprecia. Sin embargo, en algn caso concreto puede ocurrir lo contrario.La resolucin de los problemas de evaporacin se lleva a cabo por aplicacin de los conceptos generales referentes a la transmisin del calor desde el vapor condensante hasta la disolucin a concentrar. Esta cantidad de calor viene dada por la expresin:

q= U A TCOEFICIENTE INTEGRAL DE TRANSMISIN DE CALOR: En la prctica este coeficiente ha de determinarse experimentalmente en cada caso, aunque se dispone de una serie de grficas, correspondientes a los distintos tipos de evaporadores, que permiten determinar el valor de este coeficiente para distintas condiciones de operacin.La diferencia de temperaturas entre el valor condensante y el lquido hirviente es funcin de los siguientes factores:1. Las condiciones del vapor de calefaccin1. La presin de la cmara de evaporacin1. La concentracin de la disolucin.

La gran variedad de caractersticas del lquido que existe, es lo que hace que esta operacin constituya un arte distinto de la simple transmisin de calor. CONCENTRACIN: Aunque el lquido que entra como alimentacin a un evaporador puede ser suficientemente diluido y poseer muchas de las propiedades fsicas del agua, a medida que aumenta la concentracin, la solucin adquiere cada vez un carcter ms particular. La densidad y viscosidad aumentan con el contenido de slidos hasta que la solucin se satura o se hace demasiado dificultosa para la adecuada transmisin de calor. La ebullicin continuada de una solucin saturada da lugar a la formacin de cristales que es preciso retirar con el fin de evitar la obstruccin de los tubos. A medida que aumenta la proporcin de slidos aumenta tambin la temperatura de ebullicin de la solucin, que puede ser mucho mayor que la del agua pura a la misma presin.FORMACIN DE ESPUMA: Algunos materiales, especialmente sustancias orgnicas, forman espuma durante la vaporizacin. Con el vapor sale del evaporador una espuma estable que origina un gran arrastre. En los casos extremos toda la masa del lquido es arrastrada por el vapor.SENSIBILIDAD A LA TEMPERATURA: Muchos productos qumicos, medicamentos y alimentos se estropean cuando se calientan a temperaturas moderadas durante espacios de tiempo relativamente cortos. En la concentracin de estos materiales es preciso utilizar tcnicas especiales para reducir la temperatura del lquido y el tiempo de calentamiento.FORMACIN DE COSTRAS: Algunas soluciones depositan costras sobre las superficies de calentamiento. Por este motivo, el coeficiente global disminuye paulatinamente, hasta que es preciso parar el evaporador y limpiar los tubos. Cuando la costra es dura e insoluble, la limpieza resulta difcil y costosa.MATERIALES DE CONSTRUCCIN: Los evaporadores se construyen en hierro colado o acero. Sin embargo, muchas soluciones atacan a los metales frreos o son contaminados por ellos, siendo entonces preciso utilizar materiales especiales tales como cobre, nquel, acero inoxidable, aluminio, grafito y plomo. Como estos materiales son caros, resulta muy conveniente obtener elevadas velocidades de transmisin de calor con el fin de disminuir el coste inicial del aparato. El diseador de un evaporador tiene que considerar muchas otras caractersticas del lquido, tales como calor especfico, calor de concentracin, temperatura de congelacin, liberacin de gases durante la ebullicin, toxicidad, peligro de explosin, radioactividad.

ESQUEMA SIMPLIFICADO DEL EQUIPO UTILIZADO EN EL LABORATORIO

III.- PROCEDIMIENTO: Preparar la solucion diluida en el tanque disponible para este propsito aadiendo cierta cantidad de azcar al tanque con agua y agitar hasta disolucin completa. Trasvasar la solucion al tanque de alimentacin y volver a preparar otra carga de solucion diluida. Encender la bomba de alimentacin y manteniendo una recirculacin del exceso, alimentar la solucin diluida a razn libras por hora, para lo cual se usar la vlvula de regularizacin disponile antes del rotmetro. Alimentar el vapor manteniendo la presin constante en la calandra en psig. Cuando la solucion llega a la parte superior del evaporador esperar que se alcance el nivel sealado en el drum y entonces abrir la vlvula de descarga de la solucin concentrada y mantener el novel constante. La velocidad de descarga debe ser igual a la diferencia entre flujo alimentado y el flujo de solvente evaporado. Cuando se logre mantener los flujos y nivel constante se debe anotar: Presin del vapor Temperatura del vapor Flujo de solucion diluida Flujo de solucin concentrada Flujo de solvente evaporado Flujo de vapor de calentamiento Temperatura de solucin diluida