Factores de proceso
Las propiedades físicas y químicas de la solución que se está concentrando y del vapor que se separa tienen un efecto considerable sobre el tipo de evaporador que debe de usarse y sobre la presión y la temperatura del proceso.
A continuación se analizan algunas propiedades que afectan a los métodos de procesamiento.
La concentración del liquido en la alimentación de un evaporador generalmente es bastante diluida, por lo que su viscosidad, bastante baja, es similar a la del agua y la transferencia de calor es más rápida.
A medida que se verifica la evaporación, la solución se concentra y su viscosidad puede elevarse notablemente, causando una marcada disminución de la transferencia de calor. Se requiere entonces una circulación o turbulencia adecuada para evitar que la transferencia se reduzca demasiado.
A medida que se calienta la solución y aumenta la concentración del soluto o sal, puede excederse el límite de solubilidad del material en solución y se formarán cristales.
Esto limita la concentración máxima que puede obtenerse por evaporación de la solución. La solubilidad de las sales en el agua aumenta con la temperatura, esto significa que, al enfriar a temperatura ambiente una solución concentrada caliente que proviene de u n evaporador puede presentarse una cristalización.
Muchos productos, en especial los alimentos y otros materiales biológicos, son sensibles a la temperatura y se degradan cuando ésta sube o el calentamiento es muy prolongado. Entre ellos están los materiales farmacéuticos; productos alimenticios como leche, jugo de naranja y extractos vegetales; y materiales químicos orgánicos delicados.
La cantidad de degradación está en función de la temperatura y del tiempo. En algunos casos, los materiales constituidos por soluciones cáusticas, soluciones de alimentos como leche desnatada y algunos soluciones de ácidos grasos, forman espuma durante la ebullición. Esta espuma es arrastrada por el vapor que sale del evaporador y puede producir pérdidas de material.
El punto de ebullición de la solución está relacionado con la presión del sistema. Cuanto más elevada sea la presión de operación del evaporador, mayor será la temperatura de ebullición.
Además, la temperatura de ebullición también se eleva a medida que aumenta la concentración del material disuelto por la acción de la evaporación. Este fenómeno se le llama elevación del punto de ebullición.
Para mantener a un nivel bajo la temperatura de los materiales termosensibles suele ser necesario operar a presiones inferiores a 1 atm, esto es, al vacío.
Algunas soluciones depositan materiales sólidos llamados incrustaciones sobre las superficies de calentamiento. Estas incrustaciones se forman a causa de los productos de descomposición o por disminución de la solubilidad.
El resultado es una reducción de la transferencia de calor, lo que obliga a limpiar el evaporador. La selección de los materiales de construcción del evaporador tiene importancia en la prevención de la corrosión.
Fuente: Apuntes de procesos químicos de la UNIDEG
