Evaporador Semin+írio

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Evaporador 
 - Princípios de funcionamento Nomes: Pedro H. O Machado
 - Tipos de Evaporadores Rafael S. Chavasco 
 - Vantagens / Desvantagens 
 
 Matão, 30/06/2014 
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Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento dos evaporadores, consiste na presença de um trocador de calor no equipamento, que são capazes de transformar o líquido em vapor, sendo dotados de aquecimento indireto, que proporciona a transmissão de calor ao produto, por meio de vapor a baixa pressão.
Essa mudança de estados físicos, permite a absorção do calor sensível do conteúdo em torno do evaporador, assim o gás que sai do evaporador, com sua energia interna alta, pelo aumento de entalpia, gera o fenômeno de arrefecimento.
 
É importante ressaltar que o fluxo de líquido refrigerante, é controlado por um dispositivo ou válvula de expansão, que gera uma queda acentuada na pressão na entrada do evaporador.
 
A queda de pressão causará essa mudança de estado físico, no caso do líquido para o gasoso, diminuindo além da pressão a temperatura. 
Tipos de Evaporadores
Descontínuos: 
Recipiente Esférico com camisa a vapor.
Área de transferência de calor baixa.
Resistência do produto chega a várias horas.
Recipiente aberto ou conectado a: 
 condensador ou sistema á vácuo
.
Tipos de Evaporadores
Convecção/Circulação natural:
Tubos curtos verticais(calandra) 
Subida do produto pelos tubos por convecção natural.
Vapor condensado no exterior do tubo
Líquido retorna a base do recipiente por seção anular central.
 Tipos de Evaporadores
 
 Película Ascendente:
Tubos verticais aquecidos pelo vapor no exterior
Líquido arrastado por vapores na parte inferior
Líquido ascende pelo interior dos tubos
Movimento ascendente produz película que se move para cima.
Tempo de residência: 3 a 4 segundos
 
 Tipos de Evaporadores
Película Descendente:
Tubos verticais
Película desce por ação gravitacional
Maior números de efeitos em relação a Película Ascendente.
Processamento de líquidos mais viscosos
Maior sensibilidade ao calor
Tempo de residência entre 20 a 30 segundos.
Tipos de Evaporadores
Película agitada: 
Configuração cilíndrica 
Menores áreas de transmissão de calor
Necessita de vapores a altas pressões
Objetivo de alcançar altas temperaturas
Obtenção de velocidades de evaporação razoável
 Tipos de Evaporadores
Circulação Forçada:
 Trocador de calor com aquecimento indireto
Líquido circula com elevada velocidade 
Presença de bombas axial
Elevada carga hidrostática na parte superior dos tubos.
Ebulição do Líquido desprezada
Diferença de pressão entre a parte interior e exterior do tubo.
Líquido evapora instantaneamente 
Tipos de Evaporadores
Serpentina rotativa: 
Uma ou mais serpentinas de vapor 
Giram abaixo da superfície do líquido em ebulição
Proporcionam turbulência ao líquido
Melhoria da transferência de calor
Diminuição da taxa de queima
Funcionamento de forma contínua
 Tipos de Evaporadores
Múltiplos Efeitos: 
Conjugam em série dois ou mais evaporadores simples
Estrutura separadas ou na mesma estrutura
Diversos sistemas utilizados, com associações como:
Convecção natural + Serpentina rotativa
Tubos longos + Película descendente(com circulação forçada)
 Tipos de Evaporadores
Aquecimento Direto:
Contato direto com o produto a ser aquecido
Uso de queimador invertido, alimentado com gás oxigênio
Não há existência de transmissão de calor
Usado para produtos propensos a depositar incrustações 
Linha de evaporadores chamados de “Flash”
Método do produto ser pré-aquecido em um trocador de calor(100ºC) 
Produto bombeado por um tubo vertical ou diagonal
Vapor limpo injetado na tangente para superaquecer o produto a temperatura desejada(120ºC a 150ºC)
 Evaporadores comerciais
Vantagens/Desvantagens
 Evaporador de Película Ascendente: 
(Vantagens)
Alcança altos coeficientes de transferência de calor
Capacidade de recircular o líquido, até obter a concentração desejada.
Evaporador de Película Descendente:
(Vantagens)
Maior número de efeitos do que a Película Ascendente 
Processamento de líquidos mais viscosos
Evaporador Circulação fechada:
(Vantagens)
Menores custos de fabricação e operação
Vantagens/Desvantagens
Evaporador de Película agitada:
(Vantagens)
Altas temperaturas na parede
Desvantagens
Custos de fabricação elevados e mantimentos
Baixa capacidade de processamento
Evaporador de Serpentina rotativa:
(Vantagens)
Indicada para produtos de elevada concentração
Funcionamento de forma contínua
Vantagens/Desvantagens
Evaporador de Múltiplos efeitos:
(Vantagens)
Economia de vapor gasto por quilo de água evaporada
Evaporador de Aquecimento Direto:
(Vantagens)
Contato direto entre o meio de aquecimento, e o produto
Concentra normalmente produtos propensos a incrustações
(Desvantagens)
Não é recomendado para produtos sensíveis a aquecimentos elevados
Referências Bibliográficas
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