Este documento describe diferentes tipos de evaporadores, incluyendo evaporadores de tubos horizontales y verticales, evaporadores de cesta, y evaporadores múltiples efecto. Los evaporadores múltiples efecto constan de un conjunto de evaporadores individuales donde el vapor producido en un efecto se usa para calentar el siguiente. Existen varios métodos para alimentar los efectos, como alimentación directa, a contracorriente, mixta y en paralelo.

1. EVAPORADORES
Universitario: Klaus Gonzalo Chipana Mitta
Código: 9391-3
Carrera: Ingeniería de Producción de Alimentos
La Paz-Bolivia

2. Introducción
 Un evaporador es un intercambiador de calor de coraza y tubos. Las
partes esenciales de un evaporador son la cámara de calefacción y la
cámara de evaporación. El haz de tubos corresponde a una cámara y la
coraza corresponde a la otra cámara. La coraza es un cuerpo cilíndrico en
cuyo interior está el haz de tubos.
 Las dos cámaras están separadas por la superficie sólida de los tubos, a
través de la cual tiene lugar el intercambio de calor. La forma y la
disposición de estas cámaras, diseñadas para que la eficacia sea máxima,
da lugar a distintos tipos de evaporadores.
 Podemos clasificar los evaporadores en dos grandes grupos:

3. Evaporadores de tubos horizontales
 El vapor calefactor es vapor de agua saturado que
cede su calor de condensación y sale como agua
líquida a la misma temperatura y presión de entrada.
Este evaporador se denomina de tubos horizontales
porque los tubos están dispuestos horizontalmente.
 En el siguiente evaporador, la cámara de
calefacción está formada por los tubos horizontales,
que están soportados por dos placas. El vapor entra
en los tubos y se condensa al cedes su calor de
condensación. Puede quedar vapor no condensable,
que se elimina mediante una purga. La cámara de
evaporación formada por un cuerpo cilíndrico
vertical, cerrado por las bases, con una salida para el
disolvente evaporado por la parte superior y otra
salida para la disolución concentrada en la parte
inferior. Estos evaporadores suelen ser de chapa de
acero o hierro con un diámetro aproximado de 2
metros y 3 metros de altura. El diámetro de los tubos
acostumbra a ser de 2 a 3 centímetros.
 En el siguiente evaporador el vapor entra por dentro
de los tubos, y al ceder calor al líquido que circula por
encima de los tubos, el vapor se condensa. Del
evaporador sale la disolución concentrada y el
disolvente evaporado.

4. Evaporadores de tubos verticales
 Se denominan así porque el haz de
tubos están dispuestos verticalmente
dentro de la coraza.
 El evaporador que se encuentra a
continuación se
denomina Evaporador Standard, que
es uno de los más conocidos. La
evaporación tiene lugar dentro de los
tubos, saliendo por la parte superior el
disolvente evaporado y por la parte
inferior la disolución concentrada. El
vapor calefactor entra por encima
del haz de tubos y sale como agua
condensada.

5. Evaporador de cesta
 Es otro tipo de evaporador
de tubos verticales, en el
cual la coraza tiene forma
cónica. Este tipo de
evaporador se utiliza
cuando lo que se pretende
es llevar la evaporación al
extremo, es decir, evaporar
todo el disolvente de la
disolución diluida para
obtener cristales. Los cristales
formados se recogen por la
parte inferior. El elemento
calefactor se trata de un
cuerpo compacto que se
puede extraer para su
limpieza.

6. Evaporador múltiple efecto
 Un evaporador de múltiple efecto consta de un conjunto de
evaporadores, donde el primer efecto es el primer evaporador y así
sucesivamente. Durante el funcionamiento, el vapor producido en el
primer efecto se utiliza como vapor calefactor del segundo efecto.
Métodos de alimentación en los múltiples efectos:

7. Alimentación directa
 El alimento entra en el primer efecto y sigue el mismo sentido de circulación que
el vapor, saliendo el producto en el último efecto. El líquido circula en el sentido
de las presiones decrecientes y no es necesario aplicar ninguna energía auxiliar
para que el líquido pase de un efecto al otro. Solo hacen falta dos bombas, una
para introducir el líquido en el primer efecto y otra para extraer el producto del
último efecto.

8. Alimentación a contracorriente
 El líquido a evaporar entra en el último efecto y sale concentrado por el primero. El líquido
a concentrar y el vapor calefactor circulan en sentido contrario. Aquí el líquido circula en
sentido de presiones crecientes y esto requiere el uso de bombas en cada efecto para
bombear la disolución concentrada de un efecto al siguiente . Esto supone una
complicación mecánica considerable que se suma al hecho de hacer trabajar las
bombas a presiones inferiores a la atmosférica. Así, si no hay otras razones, se prefiere el
sistema de alimentación directa.

9. Alimentación mixta
 Cuando en una parte del sistema de alimentación es directa y en la otra parte es a contracorriente. Este
sistema es útil si tenemos disoluciones muy viscosas. Si utilizamos la corriente directa pura, nos encontramos
que el último efecto, donde hay menos temperaturas la viscosidad de la disolución concentrada aumenta,
lo que hace disminuir sensiblemente el coeficiente global, U, en este efecto. Para contrarrestar eso, se utiliza
la alimentación a contracorriente o la mixta. La disolución diluida entra en el segundo efecto i sigue el
sentido de la alimentación directa, pasando después del último efecto al primero, para completar la
evaporación a temperatura elevada.

10. Alimentación en paralelo
 Cuando el alimento entra simultáneamente a todos los efectos y el líquido concentrado se
une en una sola corriente. Sistema utilizado en la concentración de disoluciones de sal
común, donde los cristales depositados hacen que resulte difícil la disposición de la
alimentación directa.

11.  En general, para decidirnos por un sistema de alimentación u otro, es
necesario efectuar el cálculo previo del rendimiento de evaporación para
cada uno de los sistemas.
 Si la temperatura de entrada del alimento es bastante inferior a la de
ebullición en el primer efecto, en el caso de corrientes directas todo el calor
que se da en el primer efecto va destinado a calentar el alimento (calor
sensible) y muy poco a producir vapor, lo que provocará un bajo
rendimiento en el proceso global del múltiple efecto. En este caso se prefiere
la circulación a contracorriente.
 Por lo contrario, cuando la disolución entra en el sistema a temperatura
superior a la de ebullición del último efecto, será más conveniente la
alimentación directa, ya que lo que pasaría sería que la disolución al entrar
al último efecto lo vaporizaría parcialmente, produciendo un vapor que no
tiene utilidades posteriores, entonces la disolución lo enfriaría hasta la
temperatura de la cámara de evaporación del último efecto y
posteriormente se tendría que ir calentando al entrar a cada efecto.