CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTO

CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOCALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOCONCEPTOS GENERALESCALOR SENSIBLEEs el calor transferido a un cuerpo, para elevar su temperatura, sin que se modifique su estado.

CALOR LATENTEEs el calor transferido a un cuerpo, durante su modificacin de estado, sin que vare su temperatura.CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOSOLUCIONUnasolucin (o disolucin) es una mezcla de dos o ms componentes, perfectamente homognea ya que cada componente se mezcla ntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus caractersticas individuales. Esto ltimo significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta enuna sola fase (slida, lquida o gas)bien definida.Si se analiza una muestra de alguna solucin puede apreciarse que en cualquier parte de ella su composicin esconstante.

CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOCaractersticas de las soluciones (o disoluciones):- Sus componente no pueden separarse por mtodos fsicos simples como decantacin, filtracin, centrifugacin, etc.- Sus componentes slo pueden separase por destilacin, cristalizacin, cromatografa.Los componentes de una solucin sonsolutoysolvente.

SolutoEs aquel componente que seencuentraen menor cantidad y es el que se disuelve. El solutopara nuestro caso esslido.El azcar se puede utilizar como un soluto disuelto en lquidos (agua).CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOSolventeEs aquel componente que se encuentra en mayor cantidad y es el medio que disuelve al soluto. El solvente es aquella fase liquida en que se encuentra la solucin.El solvente ms comn es el agua.

En una disolucin, tanto el soluto como el solvente interactan a nivel de suscomponentes mspequeos (molculas, iones). Esto explica el carcter homogneo de las soluciones y la imposibilidad de separar sus componentes por mtodos mecnicos.CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOConcentracinLas soluciones son mezclas de dos o ms sustancias, por lo tanto se pueden mezclar en distintas cantidades.Para saber exactamente la cantidad de soluto y de solvente de una solucin se utiliza una magnitud denominadaconcentracin.Dependiendo de suconcentracin, las soluciones se clasifican endiluidas, concentradas, saturadas, sobresaturadas.Diluidas: Si la cantidad de soluto respecto del solvente es pequea. Ejemplo: una solucin de 1 gramo desal de mesaen 100 gramos de agua.CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOConcentradas: si la proporcin de soluto con respecto del solvente esgrande. Saturadas:se dice que una solucin est saturada a una determinada temperatura cuando no admite ms cantidad de soluto disuelto. Si intentamos disolver 38 gramos de sal en 100 gramos de agua, slo se disolvera 36 gramos y los 2 gramos restantes permanecern en el fondo del vaso sin disolverse.Sobresaturadas: Solucin que contiene mayor cantidad de soluto que la permitida a una temperatura determinada. La sobresaturacin se produce por enfriamientosrpidoso por descompresiones bruscas. CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOEn el proceso de evaporacin, se busca disminuir la cantidad de solvente, aumentando as la concentracin.Decimos que aumenta la concentracin de la solucin, pues la cantidad de soluto es constante, y al disminuir la cantidad de solvente, aumenta la relacin soluto/solucin. (Concentracin).Con la evaporacin, la cantidad de la solucin disminuye, debido a la disminucin del solvente. Esta disminucin se lleva a cabo mediante el aporte de calor, elevando la temperatura de la solucin hasta le punto de ebullicin del solvente, que cambia de estado, durante este proceso. El solvente pasa as del estado liquido al estado gaseoso y es retirado de la solucin.CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOASPECTOS TERMODINAMICOS DEL PROCESO DE EVAPORACION.

Alimentacin de la SolucinMasa de Solvente evaporadoCondensadoVapor de AlimentacinSolucin ConcentradoCALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOVAMasa de Vapor de calentamiento (Kg/h)LAAlimentacin Solucin a concentrar (Kg/h)LSSolucin Concentrada (Kg/h)VSMasa de solvente evaporado (Kg/h)

eCalor Latente de Condensacin (J/Kg)vCalor Latente de Vaporizacin (J/Kg)CpCalor especifico de la solucin a concentrar (J/KgC)XSATitulo de la solucin Fraccin de slidos en la alimentacin (Brix del jugo claro)XSSTitulo de la solucin concentrada Fraccin de slidos en el producto (Brix del melado)

CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOBALANCE DE ENERGIAEl Calor sensible absorbida por la concentracin, para elevar su temperatura desde la temperatura de entrada hasta llegar a su temperatura de ebullicin mas el Calor latente dl solvente vaporizado es igual al Calor latente del Vapor condensadoQ A = VA x e Calor Latente del vapor de calentamiento para que se condense.Q LS1 = VA x CP (TE TA) Calor Sensible para elevar la T de la solucin. TE Temperatura de ebullicin de la solucin. TATemperatura de alimentacin de la solucinQ S = VS x V Calor Latente del solvente vaporizado (Agua)

CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOQ A = Q LS1 + Q S

VA x e = VA x CP (TE TA) + VS x V

El Calor cedido por la condensacin del vapor de alimentacin, se transfiere a la masa liquida de la solucin a concentrar .

Q = VA x e

CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOQ = U x A x T Q Velocidad de Transferencia de Calor del medio de calentamiento (Vapor de Alimentacin) al liquido a concentrar a travs de los tubos de la calandria. UCoeficiente Global de transferencia de Calor (J/m2 C) A rea de transferencia - de reas laterales de los tubos de la calandria (m2)T Diferencia de temperaturas entre el vapor de alimentacin y el liquido a concentrar.

Q = U x A x T = VA x e

CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOBALANCE DE MASA

LA = LS + VS

CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOBALANCE DE SOLIDOSSLA = XA x LASLASlidos en la lnea de alimentacin del producto a evaporar.XA Concentracin de solidos disueltos en la solucin (Brix del Jugo Claro)LACaudal de alimentacin del producto a evaporar.SLS = XLS x LSSLSSolidos en la lnea del producto concentrado. (Brix del melado)XLS Concentracin de solidos disueltos en la solucin concentrada (Brix del Melado)LSCaudal del producto concentrado.

CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOBALANCE DE SOLIDOSSVS = yVS x VSSVSSlidos en la lnea de Vapor evaporado (Vapor vegetal)YVS Concentracin de solidos disueltos en el vapor vegetal.YVS = 0 Vapor puro

SVS = 0

XA x LA = XLS x LS + yVS x VS

XA x LA = XLS x LSDe esta formula se calcula el caudal del producto concentrado LS0CALCULO DE UN EVAPORADOR DE SIMPLE EFECTOEJEMPLO DE CALCULO DE EVAPORADORESUn Evaporador continuo de simple efecto concentra 9072 Kg/h de una solucin de sal al 1% en peso que entra a 311K hasta una concentracin de 1,5% en peso. La cmara de vapor del cuerpo evaporador est a 101,325 KPa y el vapor de calentamiento que ingresa esta saturado a 143,3 KPa.El coeficiente total de intercambio es U= 1704 W/m2 K. Calcular la cantidad de vapor y condensado producidos as como el rea de transferencia requerido.

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