Universidad Autónoma de Chihuahua Facultad de Ciencias QuímicasReporte de laboratorio -EVAPORACION- Laboratorio de Ingeniería Química OPERACIONES UNITARIAS II Responsable de la materia: Dr. Iván Salmerón Ochoa Francisco Javier Rodriguez Rios 235827 Javier Alberto Escobar Aguilera 235865 Alejandro Valles Ogáz 241919 Iván Villa López 241925 Marvin Márquez Palma 241973 Eduardo Saucedo Posada 241981 Cd. Chihuahua, Chih. Marzo 2013. el vapor procedente del líquido en ebullición se condensa y desecha. Operando a vacío elevado se puede mantener baja la temperatura del líquido. en libras por hora. La economía es el número de libras vaporizadas por libra de vapor vivo que entra en la unidad. que se encuentra en el laboratorio de ingeniería de la facultad. Generalmente el vapor es de baja presión y con frecuencia el líquido que hierve se encuentra a un vacío moderado. en este caso el agua.3 kg de vapor de agua. El fluido de introdujo en el evaporador a una concentración de 2.Resumen: Se trabajó con una solución de azúcar al 4%. La capacidad se define como el número de libras de agua evaporada por hora.4º Brix de acuerdo a los cálculos realizados en base a lo medido con el refractómetro Introducción: El objetivo de la practica fue examinar a fondo el proceso de la evaporación a nivel industrial utilizando un evaporador de película ascendiente. Este método recibe el nombre de evaporación de simple efecto. Las principales características de funcionamiento de un evaporador tubular calentado con vapor de agua son la capacidad y la economía. como es el caso de esta practica. y aunque es sencillo. la cual se trató en un equipo de evaporación de película ascendente. En la mayor parte de las evaporaciones el disolvente es agua. La evaporación se realiza vaporizando una parte del disolvente para producir una disolución concentrada que es el fin de la práctica. que es igual a la capacidad dividida por la economía.9º Brix y se logró un concentrado de azúcar como producto a 4. También es importante el consumo de vapor. por tanto. Los evaporadores con un solo paso a través son especialmente útiles para materiales sensibles al calor. una entrada de vapor alrededor de 106ºC y una presión de 7 lb/in2 . utiliza ineficazmente el vapor. y puede enfriarse muy rápidamente en cuanto sale del evaporador. con un flujo de 10 lt/h. . La espuma se rompe cuando la mezcla de líquido y vapor de alta velocidad choca contra las placas deflectoras. en este caso el azúcar. En un evaporador de simple efecto la economía es siempre algo menor que la unidad. Con un solo paso rápido a través de los tubos la disolución concentrada está a la temperatura de evaporación. Al reducir la temperatura de ebullición del líquido aumenta la diferencia de temperatura entre el vapor condensante y el líquido de ebullición y. aumenta la velocidad de transmisión de calor en el evaporador. pero solamente durante un corto período de tiempo. con una solución de azúcar al 4% W/W. Cuando se utiliza un solo evaporador. Para comenzar el objetivo de la evaporación es concentrar una disolución consistente en un soluto no volátil. Para evaporar 1 kg de agua de la disolución se requieren de 1 a 1. y un disolvente volátil. Los evaporadores de tubos largos verticales son especialmente eficaces para concentrar líquidos que tienden a formar espuma. pero en los evaporadores de múltiple efecto puede se considerablemente mayor. La mayoría de los evaporadores se calientan con vapor de agua que condensa sobre tubos metálicos. Objetivos: • Realizar la evaporación de una solución de azúcar-agua mediante un equipo de evaporación de película ascendente. • Realizar los cálculos necesarios para la determinación de la concentración del producto terminado. se realiza un purgado del sistema antes de poner a funcionar el equipo con la disolución a concentrar. se tomo muestras de concentración y temperatura hasta llegar al punto estable. Materiales y Métodos: Reactivos: Agua destilada Azúcar Hielo Instrumentos: Vaso de precipitado Refractómetro Equipo: Evaporador de película ascendente Método: Se prepara una disolución de azúcar al 4%. se reviso que la manguera estuviera correctamente instalada ya que el vapor ingresa caliente pudiendo causar quemaduras graves si se tiene contacto con el mismo. verificando que la presión y el flujo se mantengan constantes.5 bares (7 lb/in2). Ingresar el fluido al evaporador con un flujo de 10 l/h y una presión de 1 atmosfera. Después se debe llevar a cabo un re circulado pero por problemas técnicos. al momento de conectar el vapor. se hizo una segunda corrida variando el flujo al que ingresa a 5 l/h. Se tomo muestras de concentración y temperatura cada minuto durante una hora hasta llegar al punto estable. La concentración de la disolución se midió con un refractómetro Se prepara una disolución de azúcar al 4% Realizar un purgado del equipo Ingresar la solución al sistema Medir las temperaturas y tomar muestra de la disolución cada minuto durante una hora Anotar resultados . el vapor que entra al sistema se regula a 1. Resultados: TABLA DE DATOS A UNA ENTRADA DE 10 lb/h Tiempo min 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Concentración ºBrix 2.6 Fracción de L en ºBrix 3 Salida V en L/h 0.647 .6) (2298.9 2.9 Salida L en L/h 9.9 3 3 Presión lb/in2 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 T1 ºC 24 28 27 22 27 28 24 23 24 24 28 24 25 T3 ºC 105 106 106 106 106 106 107 107 107 107 107 107 107 T5 ºC 75 85 76 85 81 85 84 86 83 87 85 87 85 T7 ºC 106 106 106 106 106 107 106 107 107 107 107 107 107 Balance de Masa para la primera etapa del proceso Entrada F en L/h 10 F=10 L/h Fxf = Lxl Fracción de F en ºBrix 2.4) (2239.58) “despejando S” S= 0.9 2.6 2.4 HV 2239.9) = L (3) L=9.6 HL 2298.8) +(0.4 Balance de energía primera etapa Fhf + Sʎ = Lhl + Vhv Entrada F en L/h 10 HF 2442.6 V= F-L= 10 .8 Salida V en L/h 0.5) + S (2257) = (9.58 Vapor S en L/h 0.8 2.9 2.6 = 0.4 F=V+L 10(2.5 ʎ 2275 Salida L en L/h 9.9 2.9 2.647 (10) (2442.9 2.9 2.9 2.9. esto fue imposible.2) +(1.522) (2299.4 4.477) (2236.522 Fracción de F en ºBrix 3.647 (10) (2442.4 4.2 4.0 4.4 Presión lb/in2 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 T1 ºC 24 20 27 26 25 23 26 23 19 20 26 24 T3 ºC 107 107 107 108 108 108 108 108 107 108 108 108 T5 ºC 81 82 86 85 81 86 82 86 85 82 86 83 T7 ºC 107 107 107 108 108 108 108 108 107 108 108 108 Balance de Masa para la Segunda etapa del proceso Entrada F en L/h 5 F=5 L/h Fxf = Lxl F=V+L 5(3.4 4.1) = L (4.6 4.522= 1.477 Balance de energía segunda etapa Fhf + Sʎ = Lhl + Vhv Entrada F en L/h 5 HF 2442.4 4. pero por fallas al equipo.58 Vapor S en L/h 0.8 Salida V en L/h 0. Se cometió un error en la primera instancia de la práctica. .3 4.4) L=3.3) + S (2257) = (3.477 V= F-L = 5-3.6 4.6 HL 2298.3529 Discusiones: Se planeaba la recirculación para poder tener un punto de comparación entre la evaporación de un paso y esta. al tomar muestreos de la válvula incorrecta.Tiempo min 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 Concentración ºBrix 3.1 Salida L en L/h 3. lo cual retrasó un poco el clímax.522 Fracción de L en ºBrix 4.4 Salida V en L/h 1.47) “despejando S” S= 0.5 ʎ 2275 Salida L en L/h 9.1 4.3 4.4 HV 2239. . . Operaciones Unitarias en Ingeniería Química. Madrid.. C. Grupo Editorial Patria. McGraw Hill. Y siempre tener en cuenta que los procesos de deben de estar checando de manera continua Bibliografía: Mc Cabe.. L. Procesos de Transporte y Principios de Separación (Incluye Operaciones Unitarias). Geankoplis.C. Es necesaria la colaboración grupal debido a la gran cantidad de simples procesos a realizar en la práctica. Smith.Conclusiones: Se realizó la evaporación de una solución de agua-azúcar al 4% mediante un evaporador de película ascendente pudiendo ver cómo trabaja este equipo y los pasos que se llevan a cabo para realizar la concentración de la solución a tratar.. Harriott P. España. W. J. J.