MARCO TEÓRICO - PLANTA AZUCARERA.docx

7/24/2019 MARCO TERICO - PLANTA AZUCARERA.docx

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NDICE1. DATOS PRCTICOS...................................................................................................

2. FUNDAMENTO TERICO...........................................................................................

2.1. EVAPORACIN....................................................................................................

2.1.1. FACTORES QUE AFECTAN A EVAPORACIN............................................


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PLANTAS EVAPORATIVAS: AZCAR

1.DATOS PRCTICOSPara las solucions a!ucara"as a #$ %ri& '(os )ra"os *ri& son l +orcn,a- " sli"ossolu*ls +rsn,s n al)una sus,ancia. En /ru,as0 s, alor in"ica la can,i"a" " a!car'sacarosa3 +rsn, n l /ru,o.30 sin +rcaln,a4in,o0 la +rsin " ac5o ari n,r 67 896 :Pa; con +rcaln,a4in,o a 17$ %ri& n,r #1 8 ?; con +rcaln,a4in,o a 17 $%ri& n,r 7 8 @9 :)>?. (a solucin a!ucara"a n,ra ala+ora"or0 a #$ %ri&0 a 62 $C 8 a 17$ %ri& a #7 $C.

2.FUNDAMENTO FSICO - TERICO(a a+oracin s la li4inacin "l "isoln, n /or4a " a+or a +ar,ir " unasolucin. Es,a +u" "ars n a+ora"ors " un solo /c,o o n 4l,i+ls /c,os'D?ara 8 %?a)c?an"ani0 27123. En la in"us,ria0 s un +rocso u,ili!a"o n in)niosa!ucarros0 concn,racin " -u)os 8 +rocsos " a+oracin " lc?0 +ara o*,nrlc? n +olo0 n,r o,ros.

2.1. EVAPORACINS co4+rn" +or a+oracin0 a la o+racin uni,aria0 n la cual s lla a ca*o lau4n,o " concn,racin " una solucin l5ui"a0 co4+us,a +or un "isoln,0 8 uno oarios solu,os sli"os "isul,os0 los cuals son +rBc,ica4n, no olB,ils a la ,4+ra,ura" o+racin0 la cual s la ,4+ra,ura " *ullicin "l "isoln,0 a la +rsin "o+racin. En " los casos in"us,rials0 l "isoln, s a)ua0 aunu ,a4*in+u" sr un soln, or)Bnico; 8 l calor la,n, " a+oracin s su4inis,ra +or

con"nsacin " a+or " a)ua0 cu8a nr)5a s ,rans4i, a la solucin +or ,rans/rnciain"irc,a " calor a ,ras " su+r/icis 4,Blicas. (a a+oracin s la li4inacin "l"isoln, n /or4a " a+or a +ar,ir " una solucin. Es,a +u" "ars n a+ora"ors" un solo /c,o o n 4l,i+ls /c,os. (a li4inacin " a)ua " los ali4n,os+ro+orciona s,a*ili"a" 4icro*iol)ica 8 a8u"a a r"ucir los cos,os " ,rans+or, 8al4acna4in,o. Un a+ora"or s u,ili!a +ara llar a ca*o s, +rocso 4"ian, luso " a+or co4o 4"io " caln,a4in,o n la 4a8or5a " los casos.

(a a+oracin s u,ili!a"a n los +rocsos " concn,racin " solucions acuosas "a!car0 cloruro " so"io0 ?i"r&i"o " so"io0 )licrina0 )o4as0 lc? 8 -u)o " naran-a. Ens,os casos0 la solucin concn,ra"a s l +ro"uc,o "sa"o 8 l a)ua a+ora"a sul"sc?ars.

Duran, la *ullicin0 a 4"i"a u au4n,a la concn,racin " la solucin0 +ro+i"a"sco4o la "nsi"a" 8 la iscosi"a" au4n,an con l con,ni"o " sli"os0 ?as,a u lasolucin s ,rans/or4a n sa,ura"a o rsul,a ina"cua"a +ara una corrc,a ,rans/rncia" calor. (os l54i,s " solu*ili"a" "l 4a,rial n solucin +u"n &c"rs 8 /or4arscris,als0 lo u li4i,a la concn,racin 4B&i4a u +u" o*,nrs +or a+oracin "la solucin. (a a+oracin s "i/rncia " la cris,ali!acin n u la a+oracin *uscala concn,racin " una solucin n lu)ar " la +ro"uccin o la /or4acin " cris,als.


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2.1.1. FACTORES QUE AFECTAN A EVAPORACINEn,r los /ac,ors 4Bs i4+or,an,s u a/c,an l +rocso " a+oracin0 s ncun,ran0los /ac,ors /isicou54icos "l l5ui"o 8 /ac,ors " +rocso0 s)n s anali!arBn acon,inuacin.

2.1.1.1. CONCENTRACIN

(a concn,racin0 " la solucin s un /ac,or /isicou54ico 4u8 i4+or,an, n l+rocso " a+oracin0 +oru s la u ",r4ina o,ros "os l4n,os/un"a4n,als " la ,rans/rncia " calor0 co4o lo son la capacidad calorfica 8 laelevacin del punto de ebullicin de la solucin0 +us,o u0 s)n s "/ini lsolu,o s no olB,il0 n,oncs l +un,o " *ullicin au4n,a0 con lo cual sruir una nr)5a a"icional0 u la ncsaria +ara a+orar a)ua. (a elevacindel punto de ebullicin s una +ro+i"a" coli)a,ia u "+n" slo "l n4ro" +ar,5culas "isul,as 8 no " la i"n,i"a" " las +ar,5culas. En l +rocso "cris,ali!acin " a!car0 la solucin a!ucara"a s ul 4Bs concn,ra"a0 ?a8 un

au4n,o n su +un,o " *ullicin 8 +or lo ,an,o un au4n,o n l ruisi,o " lanr)5a ncsario +ara /c,uar la *ullicin 8 +or lo ,an,o la a+oracin "l"isoln,.

Para solucions acuosas0 la ,4+ra,ura " *ullicin 8a no slo "+n" " la+rsin0 sino ,a4*in " la can,i"a" " solu,o u con,inn. En solucionsconcn,ra"as " solu,os "isul,os no s +osi*l +r"cir la lacin "l +un,o "*ullicin "*i"o a la +rsncia "l solu,o. (a ",r4inacin "l au4n,o*ullosc+ico u +rsn,an las solucions ali4n,arias s " su4a i4+or,ancia n lcBlculo " a+ora"ors. Para solucions rals0 l au4n,o *ullosc+ico +u"calculars 4"ian, la r)la 4+5rica " D?rin)0 u s,a*lc u la ,4+ra,ura" *ullicin " la solucin s /uncin linal " la ,4+ra,ura " *ullicin "l

"isoln, +uro a la 4is4a +rsin. Para una concn,racin " solu,o ",r4ina"a0 alr+rsn,ar )rB/ica4n, las ,4+ra,uras " *ullicin " la solucin /rn, a lascorrs+on"in,s al "isoln, +uro s o*,inn rc,as. Para ca"a concn,racin so*,in una l5na rc,a "i/rn,.

2.1.1.2. PRESIN Y TEMPERATURA

Es,as "os carac,r5s,icas an s,rc?a4n, li)a"as0 +us,o u0 la +rsin "o+racin0 ",r4inarB l +un,o " *ullicin a ,ra*a-ar0 +or n" la ,4+ra,ura.

D acur"o con l 4o"lo &+ri4n,al " Classius 8 Cla++8ron0 si s "is4inu8 la

+rsin "l sis,4a0 la ,4+ra,ura " *ullicin "is4inuirB0 s,o " acur"o a un4o"lo &+onncial n)a,io.

D la 4is4a /or4a0 si au4n,a la +rsin "l sis,4a0 as5 au4n,arB la ,4+ra,ura" *ullicin 8 +or n" la nr)5a ruri"a +or l sis,4a. D*i"o a s,o s "*,ra*a-ar0 +ara 4ini4i!ar cos,os0 con ui+os " ac5o0 u +r4i,an l 4a8ora+roc?a4in,o "l a+or io u s ali4n,a al a+ora"or. Por lo ,an,o0 la +rsin8 la ,4+ra,ura0 son ui!Bs las "os aria*ls 4Bs i4+or,an,s n l +rocso.


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(a ,4+ra,ura " n,ra"a " la ali4n,acin ,in un )ran /c,o so*r la o+racin"l a+ora"or; si s,a n,ra /r5a0 +ar, "l a+or io " con"nsacin s u,ili!arB+ara lar la ,4+ra,ura " la ali4n,acin ?as,a l +un,o " *ullicin. Si laali4n,acin s,B a +rsin 8 ,4+ra,ura su+rior al +un,o " *ullicin n la+ora"or0 s lo)ra una a+ori!acin a"icional +or 4"io " la a+oracinins,an,Bna " una +ar, " la ali4n,acin calin,. El +rcaln,a4in,o " laali4n,acin r"uc l ,a4aGo "l a+ora"or 8 l Bra " ,rans/rncia " calor us ruir.

2.1.1.3. SENSIBILIDAD TRMICA

Muc?os co4+onn,s " los ali4n,os su/rn 4o"i/icacions in"uci"as ,r4ica4n,"uran, l +rocsa"o. Es,as 4o"i/icacions0 )nral4n, son n)a,ias +ara lacali"a" "l ali4n,o0 +ro n al)unos casos +u"n sr *n/iciosas. Duran, laa+oracin s "*n ,ra,ar " 4ini4i!ar los /c,os in"uci"os ,r4ica4n,. (ao+racin a *a-a +rsin +ro"uc la a+oracin "l a)ua a ,4+ra,uras 4Bs *a-as0con lo cual s 4nor la "s,ruccin ,r4ica " co4+onn,s aro4B,icos0 i,a4inas 8

+i)4n,os n l ali4n,o. En )nral0 n 4uc?os " los ali4n,os snsi*ls al calorconcn,ra"os +or a+oracin0 s ,ra*a-a a 97HC. El "isGo " a+ora"ors ,a4*ini4+lica r"ucir l ,i4+o " +r4anncia a al,as ,4+ra,uras. El o*-,io s4ini4i!ar la cin,ica " raccin "l +rocso " ")ra"acin0 r"ucin"o l ,i4+o "+r4anncia *a-o con"icions " al,a loci"a" " raccin. En conscuncia04uc?os " los a+ora"ors co4rcials +rsn,an un ,i4+o cor,o " rsi"ncia "l+ro"uc,o n la !ona " ,rans4isin " calor. Para r"ucir la ")ra"acin ,r4ica s*usca 4ini4i!ar l sal,o ,r4ico +ara r"ucir la ,4+ra,ura 4B&i4a u alcan!a l+ro"uc,o n la su+r/ici " ,rans4isin " calor. En la a+oracin " ali4n,ossnsi*ls s u,ili!an sal,os ,r4icos *a-os n,r 2 8 6 HC.

(as raccions in"uci"as +or l calor n los ali4n,os0 +u"n causar la /or4acin "co4+us,os u s "+osi,n so*r la su+r/ici " ,rans4isin " calor. Es,as ca+as" incrus,acions li4i,an la ,rans/rncia " nr)5a ,r4ica0 au4n,an la rsis,nciaal /lu-o " /lui"o 8 r"ucn la ca+aci"a" "l a+ora"or.

2.1.1.4. FORMACIN DE ESPUMAS

En al)unos " los casos0 u s si4ularBn n s, ,ra*a-o0 co4o la lc? " aca s"a la /or4acin " s+u4as "uran, la *ullicin. Es,a0 +or su *a-a "nsi"a"0 sarras,ra"a +or l a+or u s s,B +ro"ucin"o 8 s sca+a +or la +ar, su+rior "la+ora"or0 n l caso " un a+ora"or " si4+l /c,o0 +ro n un sis,4a4l,i+l /c,o0 s,o +u" sr 4u8 +r-u"icial +ara l ui+o0 s+c5/ica4n,0 +aral si)uin, a+ora"or n la l5na0 +us al "ars la con"nsacin0 s "arB la"+osicin " sli"os n la +ar, "l a+or. A"4Bs "l +ro*l4a &+us,oan,rior4n,0 s ,in l +ro*l4a0 " u s +ir" 4a,rial0 u s sca+a n/or4a " s+u4a.

2.1.1.5. FORMACIN DE INCRUSTACIONES Y MATERIALES DECONSTRUCCIN


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Al)unas solucions "+osi,an cos,ras so*r la su+r/ici " caln,a4in,o. Es,asincrus,acions s /or4an a causa " los +ro"uc,os " "sco4+osicin o +or"is4inucin " la solu*ili"a". En s,os casos0 l co/icin, )lo*al "is4inu8+ro)rsia4n, ?as,a u ll)a un 4o4n,o n u s +rciso in,rru4+ir lao+racin "l a+ora"or 8 li4+iar los ,u*os. (a slccin " los 4a,rials "cons,ruccin "l a+ora"or ,in i4+or,ancia n la +rncin " la corrosin. Su,ili!an 4a,rials s+cials ,als co4o co*r0 n5ul0 acro ino&i"a*l0 alu4inio0)ra/i,o 8 +lo4o.

2.1.2. ELEMENTOS BSICOS DE LOS EVAPORADORES

Un a+ora"or consis, *Bsica4n, " un in,rca4*ia"or " calor ca+a! " ?rir lasolucin 8 un "is+osi,io +ara s+arar la /as a+or "l l5ui"o n *ullicin. (ossis,4as " a+ora"ors in"us,rials nor4al4n, cons,an "

a3 un in,rca4*ia"or " calor +ara la a+oracin " la sus,ancia a concn,rar 'n lain"us,ria " los ali4n,os nor4al4n, s u,ili!a co4o 4"io " caln,a4in,o a+or

sa,ura"o3.*3 un s+ara"or n l u l a+or s a+ar,a " la /as l5ui"a concn,ra"a 'n lossis,4as u o+ran a +rsin a,4os/rica l s+ara"or +u" o4i,irs3

c3 Un con"nsa"or0 +ara con"nsar l a+or 8 li4inar l a)ua con"nsa"a "lsis,4a.

"3 una *o4*a " ac5o.

En las +lan,as " +rocso &is,n 4uc?os ,i+os " a+ora"ors0 cu8a clasi/icacin)nral4n, s *asa n l "isGo " su in,rca4*ia"or " calor.

2.2. MATERIALES Y MTODOS

El a!car 'Marca Cusan30 +ara la +r+aracin " las solucions a!ucara"as0 s o*,uo" Ma:ro Su+r4a8oris,a S.A Mon,r5a. Para la 4"icin " la concn,racin " lassolucions s u,ili! un R/rac,4,ro Di)i,al Por,B,il METT(ER TO(EDO Quic:J%ri&=70 con ran)o " 4"icin n,r 7 a =7 '$%ri&3 8 una rsolucin " 7.1 .

(as solucions a!ucara"as s +r+araron n concn,racions "ilui"as " # 8 17$%ri&.(as 4us,ras " +ro"uc,o concn,ra"o s rcolc,aron n asos "sc?a*ls " 174l0 +ria4n, co"i/ica"os0 +ara su n/ria4in,o a ,4+ra,ura a4*in, 8 +os,rior

4"i"a n l r/rac,4,ro. Para la 4"icin olu4,rica " l5ui"os s u,ili! una+ro*,a )ra"ua"a " 2777 4l.

2.3. DESCRIPCIN DEL PROCESO Y EQUIPO DEEVAPORACIN


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El ali4n,o a concn,rar0 al4acna"o n un ,anu " acro ino&i"a*l0 ssu4inis,ra"o al a+ora"or " si4+l /c,o +or una *o4*a "osi/ica"ora " "ia/ra)4acon con,rol aria*l " la sri DOSIVAC DD =77. El ali4n,o +asa a ,ras " unin,rca4*ia"or " ,u*o 8 cora!a con con/i)uracin 1J2 n con,racorrin,0 un +aso +orla cora!a 'a+or3 8 "os +asos +or los ,u*os 'ali4n,o30 u rali!a l +rcaln,a4in,oal in,rca4*iar nr)5a ,r4ica con a+or io " con"nsacin 8 au4n,ar su,4+ra,ura ?as,a la corrs+on"in, a la +rsin "n,ro "l s+acio " a+or "la+ora"or; s,a solucin ll)a a la colu4na " l5ui"o u s ncun,ra "n,ro "la+ora"or. Si4ul,Bna4n,0 un /lu-o " a+or io " cal"ra 'sa,ura"o3 a+rsions n,r @7 8

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