DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO

Es un sistema de calentamiento indirecto muy utilizado en la industria alimentaria, en especial para el procesamiento de frutas y hortalizas. Consiste básicamente en una cámara de calentamiento conocida como camisa o chaqueta de vapor, que rodea el recipiente donde se coloca el material que se desea calentar.  El calentamiento de puede realizar de dos formas diferentes, una que consiste en hacer circular el vapor a cierta presión por la cámara de calefacción, en cuyo caso el vapor es suministrado por una caldera. Esta es denominada marmita de vapor. Otra manera es calentar el agua que se encuentra en la cámara de calefacción por medio de resistencias eléctricas. Esta es la denominada marmita eléctrica.   Usualmente la marmita tiene forma semiesférica y puede estar provista de agitador mecánico y un sistema de volteo para facilitar la salida del producto. Se pueden encontrar dos tipos de marmitas según sea abierta o cerrada. En la abierta el producto es calentado a presión atmosférica, mientras que en la cerrada se emplea vacío. El uso de vacío facilita la extracción de aire del producto por procesar y permite hervirlo a temperaturas menores que las requeridas a presión  atmosférica, lo que evita o reduce la degradación de aquellos componentes del alimento que son sensibles al calor, favoreciendo la conservación de las características organolépticas y el valor nutritivo de la materia prima, con lo que se obtienen productos de mejor calidad.

EVAPORADORES DE CIRCULACION FORZADA

Los evaporadores de circulación forzada pueden no ser tan económicos, pero son

necesarios cuando los productos involucrados en la evaporación tienen

propiedades incrustantes, altas viscosidades, precipitaciones, cristalizaciones o

ciertas características térmicas que imposibilitan una circulación natural.

Son equipos en donde el producto es calentado a través de un intercambiador de

calor (los intercambiadores puede ser horizontales o verticales), luego se envía a

un separador, donde la evaporación se lleva a cabo gracias a la presión reinante

dentro del mismo, produciéndose de esta forma una evaporación flash y por ende

un enfriamiento del producto. La velocidad de circulación del producto dentro de

los tubos es un factor esencial a tener en cuenta para cada tipo de producto.

EVAPORADORES DE TUBOS CORTOS HORIZONTALES En este tipo de evaporador la parte inferior de la cámara esta atravesada por un banco de tubos horizontales calentados internamente por vapor. Por encima del calentador existe un amplio espacio para permitir la separación por gravedad de las gotitas liquidas que son arrastradas con el vapor desprendido

del liquido de la base. Para reducir aun más el arrastre y facilitar la separación pueden disponerse en el interior de este espacio láminas de choque separadoras. El banco de tubos horizontales dificulta la circulación y en consecuencia los coeficientes globales de transmisión de calor de este tipo de evaporadores son bajos. Este tipo de unidad se destinaba originalmente a la evaporación de líquidos de escasa viscosidad que no formaban espumas ni costras.

EVAPORADORES DE TUBOS CORTOS VERTICALES Este tipo de unidad se usa mucho en procesos industriales, llegándose a conocer como el “evaporador normal.” En él se condensa sobres la superficie exterior de tubos dispuestos verticalmente. La calandria o conjunto de tubos que atraviesan la cámara de vapor frecuentemente posee un tubo de retorno central que normalmente ocupa al menos el 40 % del área de flujo de los tubos de ascensión. Puesto que el líquido situado en el tubo de retorno está mas frío que el de los tubos calentadores de ascenso se crea corrientes de circulación natural la longitud de los tubos oscila entre 0.5 y 2 m y el diámetro entre 12 y 75 mm.

CIRCULACION FORZADA

Los evaporadores de circulación forzada se fabrican en una gran variedad de arreglos, haciéndolos no tan económicos en operación como si lo son los evaporadores de circulación natural, sin embargo son necesarios cuando los problemas de concentración involucran soluciones de flujo pobre, incrustaciones, y ciertas características térmicas.

Este tipo de evaporadores se adaptan muy bien para un control preciso del flujo, particularmente cuando un tiempo de contacto excesivo puede ser perjudicial a la solución química. Los tubos en los evaporadores de circulación forzada son mas pequeños que en los tipos de circulación natural, y por lo general no exceden alas 2pulg. El vapor de calentamiento para estos evaporadores entra al haz de tubos por la parte exterior del cuerpo del evaporar, teniendo este un contacto superior del haz en el espejo anular provisto para este fin. Los deflectores son colocados en la parte superior del espejo y la bomba de recirculación se instala al nivel del piso.

Evaporadores de tubos verticales largos.

* Estos evaporadores están formados por un elemento calefactor tubular diseñado para el paso de los liquidos a través de los tubos solo una vez, movidos por circulación natural.

* El espejo superior de los tubos esta libre, y sobre este hay un deflector de vapor con el fin de reducir el arrastre.

* Estos evaporadores son muy empleados para el manejo de líquidos espumosos o que forman natas.

* Una característica muy fundamental es que el vapor que sale de los tubos es mayor que en los tipos de tubos verticales cortos.

* Los tubos para estos evaporadores son usualmente de 4 1 1 pulg. a 2 pulg. DE, y de 12 a 14 pies de longitud. Además la liberación del vapor ocurre fuera del cuerpo del evaporador.

Evaporadores de Película ascendenteEstos operan bajo el principio del termo sifón. La alimentación de producto (A) entra por el fondo de los tubos de calentamiento y al ser calentado el vapor comienza a formarse. La fuerza ascendente de este vapor producido durante la ebullición causa que el líquido y el vapor asciendan en un flujo paralelo. Al mismo tiempo la producción de vapor se incrementa y el producto es presionado como una película delgada hacia las paredes de los tubos, y el líquido sube hacia arriba. Este movimiento co-corriente hacia arriba en contra de la gravedad tiene el efecto benéfico de crear un alto grado de turbulencia en el

líquido. Esto es ventajoso durante la evaporación de productos altamente viscosos y productos que tienen una tendencia a ensuciar las superficies de calentamiento.

A: ProductoB: VaporC: ConcentradoD: Vapor de CalentamientoE: Condensado

Evaporadores de Película descendente

En los evaporadores de película descendente el producto líquido (A) usualmente entra al evaporador por la parte superior (1) o cabezal del evaporador. En el cabezal, el producto es uniformemente distribuido dentro de los tubos de calentamiento. Una película fina entra a los tubos de calentamiento fluyendo hacia abajo, donde es calentada a temperatura de ebullición y así, es parcialmente evaporada. En la mayoría de los casos es usado vapor (D) para calentar el evaporador. El producto y los vahos, ambos fluyen hacia abajo en un flujo paralelo. Este movimiento de gravedad inducida hacia abajo es aumentado cada vez más por el flujo a co-corriente de vapor. La separación del producto concentrado (C) forma su vapor (B) lo que se lleva a cabo en la parte baja del intercambiador de calor (3) y en el separador (5).

Los evaporadores de película descendente pueden ser operados con diferenciales de temperatura muy bajos entre el medio de calentamiento y el líquido a evaporar y además, tienen tiempos de contacto con el producto muy cortos, justo unos cuantos segundos por paso. Estas características hacen al evaporador de película descendente especialmente adecuado para productos sensibles al calor.

A: ProductoB: VaporC: ConcentradoD: Vapor de CalentamientoE: Condensado

1: Cabezal2: Calandria3: Parte baja de la Calandria4: Zona de Mezcla5: Separador de Vahos