Evaporadores

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Princípios da evaporação, importância e UTILIZAÇÃO.

Evaporação
A evaporação é a operação unitária que tem por objetivo a concentração de uma solução, pela retirada de solvente, fazendo a solução entrar em ebulição.

Evaporadores
Basicamente um evaporador consiste de um trocador de calor para aquecer a solução à ebulição e um separador do vapor formado pela faselíquida em ebulição. O produto de um evaporador é geralmente a solução concentrada.
A figura abaixo mostra um esquema simplificado de um evaporador.

O meio de aquecimento normalmente utilizado é o vapor d’água, que, ao passar pelo trocador, passa ao estado líquido cedendo o seu calor de condensação para a solução que então entra em ebulição.
Existe uma infinidade de tipos de evaporadores sendo quea escolha do tipo adequado para a realização de uma determinada tarefa depende das condições e das características da solução a concentrar como também das características que se deseja para o produto final.

Transferência de calor
Este é o fator mais importante no projeto de evaporadores, pois a superfície de aquecimento representa a maior parte do seu custo. Igualmente, o tipo deevaporador selecionado deve ter o mais alto coeficiente de transferência de calor sobre condições operacionais desejadas em termos de J/s×K (corrente térmica britânica unidades por hora por grau Fahrenheit) por dólar de custo instalado. Quando é exigido potencia para induzir uma circulação além da superfície de aquecimento, o coeficiente de troca térmica deve ser mais alto para compensar o custode energia para circulação.

Separação vapor-líquido
Este problema de projeto pode ser importante por inúmeras razões. A mais importante normalmente é a prevenção de arraste por causa do valor do produto perdido, poluição, contaminação do vapor condensado, ou corrosão de superfícies nas quais o vapor é condensado. A Separação vapor-líquido no vapor de topo também pode serimportante quando o pulverizador forma depósitos nas paredes, quando os vórtices aumentarem as exigências de bombas de circulação para o topo, e quando o circuito curto fizer com que o liquido ou vapor não flasheado seja devolvido à bomba de circulação e ao elemento de aquecimento.
O desempenho do evaporador é avaliado com base na economia de vapor, ou seja, quilogramas de solvente evaporado porquilograma de vapor usado.

Em evaporadores o calor é requerido para:
✓ Aumentar a temperatura inicial do alimentado até sua temperatura de ebulição.
✓ Fornecer a energia termodinâmica mínima para separar o solvente do alimentado.
✓ Vaporizar o solvente.

A maior economia de vapor é obtida reutilizando o solvente vaporizado. Isto é conseguido em um evaporador de múltiplo efeitousando o vapor de um efeito como meio de aquecimento em um outro efeito no qual ocorra a ebulição a uma temperatura e pressão mais baixa. Um outro método de aumento na utilização da energia é utilizar um evaporador de termocompressão no qual o vapor é comprimido de modo que se condense a uma temperatura bastante alta para permitir seu uso como meio de aquecimento no mesmo evaporador.Seleção do tipo de evaporador
Com exceção da transferência de calor, a seleção do melhor tipo de evaporador para uma situação particular é governada pelas características de alimentação e do produto. Outro ponto a ser considerado é a cristalização, formação de depósitos, qualidade do produto, corrosão e formação de espuma. No exemplo de um evaporador de cristalização o desejo de produzir cristaisde um tamanho uniforme limita geralmente a escolha de evaporadores que tem meios positivos de circulação.
Depósito de sais, que é o crescimento no corpo e na superfície de aquecimento das paredes de um material que tem solubilidade que aumenta com o aumento da temperatura, é encontrada freqüentemente em evaporadores de cristalização. Isto pode ser reduzido ou eliminado mantendo o líquido...
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