Download Guía de Problemas - ICYTAL - Universidad Austral de Chile

UNIVERSIDAD AUSTRAL DE CHILE
INSTITUTO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA
DE LOS ALIMENTOS (ICYTAL)
/
CURSO
PROF.
:
:
Ingeniería de Procesos III (ITCL 234)
Elton F. Morales Blancas
UNIDAD 6 : EVAPORADORES DE MULTIPLES EFECTOS
1.
Un evaporador de efecto triple con alimentación hacia adelante está evaporando una solución de
azúcar desde 5% de sólidos en peso hasta 25% de sólidos. La EPE puede estimarse de la
siguiente expresión: EPE (°C) = 1,78X + 6,22X². Se está usando vapor de agua saturado a 205
KPa. La presión en el espacio de vapor del tercer efecto es 13,65 KPa.
La velocidad de
alimentación alcanza 22680 Kg/hr y la temperatura es 300 K. La capacidad calorífica del líquido
puede calcularse mediante la siguiente expresión: Cp = 4,19 -2,35X, donde Cp está en kJ/Kg-K y
X es la fracción en peso. Los coeficientes de transferencia de calor son U1 = 3123, U2 = 1987 y
U3 = 1136 W/m2-K. Cálcular el área superficial de cada efecto cuando todos ellos tienen la
misma área, así como la misma velocidad de evaporación de agua. Calcular también el suministro
de vapor de agua y la economía de vapor.
2.
Una alimentación que contiene 2% en peso de sólidos orgánicos disueltos en agua se introduce a
un evaporador de efecto doble con alimentación en retroceso. La alimentación entra a 100°F y se
concentra hasta 25% de sólidos. Tanto la elevación del punto de ebullición como el calor de
disolución pueden despreciarse. Cada evaporador tiene una área de 1000 pie² y los coeficientes
de transferencia de calor son U1 = 500 y U2 = 700 BTU/hr-pie2-°F. La alimentación se introduce
al efecto 2 y en el efecto 1 se alimenta vapor de agua a 100 lb/pul² abs. La presión en el espacio
del vapor del efecto 2 es 0,98 lb/pul2 abs. Supóngase que el calor específico de todos los líquidos
es igual a la del agua líquida. Calcular la velocidad de alimentación F y la velocidad del producto
P1 de una solución conteniendo 25% de sólidos. Nota: Trabajar en S.I. Sugerencia: Suponer
una velocidad de alimentación F.
3.
Una alimentación que contiene 5% en peso de sólidos orgánicos disueltos en agua se introduce a
un evaporador de efecto doble con alimentación en retroceso. La alimentación entra a 40 °C y se
concentra hasta 30% de sólidos. La elevación del punto de ebullición puede estimarse de la
expresión: EPE(°C) = 1,78 X + 6,22 X2 y el calor específico de la solución puede calcularse de la
siguiente expresión: Cp (KJ/Kg K) = 4,19 - 2,35 X; donde X es la fracción de sólidos en peso.
La alimentación, 12000 Kg/h, se introduce al efecto 2 y en el efecto 1 se alimenta vapor de agua
a 8 kgf/cm² abs. La presión en el espacio del vapor del efecto 2 es 0,07 kgf/cm2 abs. Los
coeficientes de trasferencia de calor son U1 = 3000 y U2 = 4000 W/m2-K. Calcular:
a)
b)
c)
El flujo del producto de salida del efecto 1.
El área de los evaporadores, asumiendo que ambos tiene la misma área.
La economía de vapor
EFMB/efmb