Evaporadores de filme descendente

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Evaporadores de Filme Descendente

Conteúdo
1. Evaporação 3
2. Evaporadores de Filme 3
3. Evaporador de Filme Descendente 4
a. Funcionamento 4
b. Hidrodinâmica 5
c. Vantagens e Desvantagens 5
4. Variações de Evaporadores de Filme Descendente 6
5. Aplicações 9
6. Referências 9

1. Evaporação
A evaporação é um processo industrial que concentra uma soluçãovaporizando-a através da adição de calor, restando uma solução mais concentrada e vapor. A grande maioria dos casos se refere à remoção de água de uma solução aquosa, na qual o produto de interesse é a solução concentrada. No entanto, exemplos podem ser encontrados nos quais o interesse reside no vapor removido e condensado – como na obtenção de água purificada -, ou que a alimentação não consiste desolução aquosa.¹
A escolha de um equipamento adequado a ser utilizado depende de diversos fatores, sendo eles principalmente relacionados à natureza da solução a ser concentrada. Como a alimentação é geralmente bastante diluída, sua viscosidade é baixa e não há tendência a incrustações. Com o tempo de operação e conseqüente maior concentração, a solução se torna mais viscosa e propensa a incrustar,diminuindo o coeficiente de transferência de calor, exigindo evaporadores mais eficientes. Ademais, a longa exposição ao calor pode fazer com que algumas substâncias, denominadas termo-sensíveis, se degradem. Nesses casos, particularmente comuns nas indústrias de alimentos e fármacos, é necessária a escolha de evaporadores cujo tempo de residência apropriado para a obtenção da concentração desejadaseja baixo.¹
2. Evaporadores de Filme
Desde sua introdução na indústria, diversos tipos de evaporador têm sido introduzidos, ampliando as opções para cada caso. É possível, inclusive, que um mesmo processo possa adotar vantajosamente dois evaporadores distintos. Nenhum evaporador sozinho é adequado para todas as condições de operação existentes, fazendo com a seleção de um evaporadorapropriado seja de grande importância no processo.²
Os evaporadores de filme foram os primeiros a representar uma diminuição considerável no tempo de residência do concentrado. Em modelos anteriores, o tempo para operações batelada era de horas, reduzindo-se para segundos.³ A alimentação passa por feixes de tubos verticais e, por fora dos tubos, vapor vivo choca-se contra as paredes, onde ocorre atransferência de calor. Evaporadores de filme ascendente, ou evaporadores de tubo longo, são aqueles nos quais o fluxo da alimentação é ascendente, e a recíproca é verdadeira para evaporadores de filme descendente. O fluxo dentro dos tubos é turbulento, as taxas de calor, altas, e o tempo de retenção baixo. Tais características fazem com que essa classe de evaporadores possa ser aplicada paraconcentração soluções que se decompõem em altas temperaturas.³
3. Evaporador de Filme Descendente
a. Funcionamento
O evaporador de filme descendente é um dos tipos mais comuns empregados atualmente. Seu diagrama esquemático e foto estão representados na figura 1.

Figura 1 – Evaporador de Filme Descendente4 e aparência real, com três efeitos.
A alimentação entra em A, onde é distribuídauniformemente em 1. O fluido escoa pelas paredes dos tubos, não ocupando a área interna completamente. O vapor vivo entra em D, e a troca de calor ocorre na zona indicada por 2, denominada calandria. O fluido vaporiza-se ao longo do evaporador, e a parte central dos tubos passa a ser ocupada por vapor, que geralmente tem fluxo descendente, mas, em alguns casos, pode ser ascendente. O condensadoproveniente do vapor vivo sai em E. Parte do concentrado já é obtido na parte inferior da calandria, 3, mas outra parte do fluxo passa por um canal, 4, para um separador, 5, que recolhe mais concentrado C, liberando vapor, B, em sua parte superior.
Esse tipo de evaporador caracteriza-se por fluxo natural, conduzido pela gravidade; diferenças de temperatura para troca de calor baixas – entre três e...
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