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fundamentação teórica de EVAPORAÇÃO

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EVAPORAÇÃO
A evaporação é a operação unitária que tem por objetivo a concentração de uma solução, pela retirada do solvente, fazendo a solução entrar em ebulição. As moléculas que passaram da fase líquida para a fase gasosa, como no caso de qualquer gás exercem uma pressão. A pressão estabelecida no vaso (fechado) designa-se por pressão de vapor e o seu valor é função da temperatura. Podemos assim definir uma relação entre a variável temperatura, T, e pressão, P, a que tem lugar o equilíbrio dinâmico, relação que será do tipo P=F(T). Essa relação pode ser representada graficamente segundo uma curva contínua no plano (T, P), designada por curva da pressão de vapor (ou de vaporização). Daqui para diante a pressão de vapor de uma substância pura será designada por  (a letra grega σ designa condições de vaporização no equilíbrio dinâmico e o asterisco, *, designa substância pura). 
VAPORIZAÇÃO DE MISTURAS
O estudo do equilíbrio entre as fases líquida e gasosa (ou de vapor) de misturas, abreviadamente ELV (Equilíbrio Líquido–Vapor) é especialmente importante em várias áreas sendo exemplo à engenharia química, especialmente quando se trata de analisar e projetar equipamentos de destilação. Este tipo de equipamento tem como finalidade separar duas ou mais substâncias químicas de uma mistura através da concentração do componente mais volátil na fase vapor, enquanto o componente menos volátil permanece preferencialmente na fase líquida.
Numa mistura, além das variáveis: Pressão (P), Volume (V) e temperatura (T) considerados anteriormente para o caso das substâncias puras, têm de considerar as variáveis de composição para que a descrição dos estados termodinâmicos das misturas seja completa. A composição da mistura vem dada em termos das frações molares ou das frações ponderais dos componentes. Se xi designar a fracção molar do componente i será xi=(moles de i)/ (moles totais) ou xi=ni/n. Se wi designar a fracção ponderal do componente i será wi=(massa de i)/ (massa total) ou xi=mi/m. A letra m designa massa e m=m1+m2+…+mc.
EVAPORADORES
Basicamente um evaporador consiste de um trocador de calor para aquecer a solução à ebulição e um separador do vapor formado pela fase líquida em ebulição. O produto de um evaporador é geralmente a solução concentrada.
	 = Alimentação 
	 = quantidade total de vapor
	= temperatura do alimento
	= entalpia do vapor saturado
	 = líquido Concentrado
	= área da superfície de aquecimento 
	= quantidade de vapor
	= entalpia da alimentação
	 = vapor
	= temperatura do vapor 
	= entalpia do evaporado
	= entalpia do líquido concentrado 
O vapor saturado Ts entra no trocador de valor acima da entrada do alimento Tf. A troca térmica começa a ocorrer e o alimento entra em ebulição a uma temperatura Tp (temperatura de equilíbrio com a temperatura do vapor), ou seja, a quantidade de calor transferida ao alimento, é diretamente proporcional à quantidade de vapor que condensa.
Está quantidade pode ser calculada pela equação:
 
As equações para o cálculo do processo de evaporação, são as seguintes:
Balanço total de material:
Balanço no soluto:
 
Balanço de calor:
 
O calculo do calor transferido no evaporador é:

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