LA CONCENTRACIÓN DE LÍQUIDOS ALIMENTICIOS EN UN EVAPORADOR DE PELICULA DESCENDENTE A ESCALA PILOTO

INTRODUCCIÓN La evaporación es una de las operaciones de procesamiento de alimentos más importantes. Grandes cantidades de jugos de frutas y hortalizas, azúcar y jarabes se concentran en varios tipos de evaporadores comerciales. En la concentración de los jugos de frutas y muchos otros materiales sensibles al calor, evaporadores de un solo paso son los preferidos, ya que el tiempo de exposición al calor es corto y la calidad del producto no se daña.Entre los evaporadores de un solo paso se encuentran los de película tubular ascendente, de película descendente, combinación de ellos (8, 9,16), y la placa y los tipos de centrífugas (2). El trabajo experimental de nuevos productos o nuevas técnicas de tratamiento es difícil en comercio de unidades, debido al gran volumen de líquidos necesario, y la inflexibilidad de los equipos a manipulación experimental. Con este fin, experimental se trabajo en evaporadores pequeños, a escala piloto ya que son más económico y útiles. Modernos laboratorios de investigación de química y de alimentos tienen instalados varios evaporadores piloto, y algunos resultados experimentales han sido publicados en la literatura (5,8,9,10). Después de un estudio preliminar de evaporadores a escala-piloto, se decidió instalar en los laboratorios de Investigación de la planta piloto de la Organización de Ginebra un evaporador de película descendente. Evaporadores de película descendente son utilizados ampliamente en la industria alimentaria, pero hay sólo información limitada publicada en su

desempeño bajo diferentes condiciones de operación. La propuesta del evaporador de película descendente fue relativamente fácil para construir y operar, y los datos experimentales obtenido con que podría ser ampliado a unidades más grandes. El cuerpo principal del evaporador sería un tubo vertical, similar a los utilizados en unidades comerciales. El uso de equipos de acero inoxidable proporcionaría datos más fiables, que utilizar un vaso evaporador, operado bajo condiciones de laboratorio (20). Este informe recoge el trabajo experimental y resultados obtenidos en la evaporación de agua, zumos de manzana y uva y leche de soya. El énfasis está en los aspectos físicos y de ingeniería de la evaporación; es decir, las tasas de evaporación, el flujo de fluidos, la transferencia de calor y formación de incrustaciones. El producto químico y cambios de calidad no están incluidos en este informe, y se indica que se está trabajando en productos específico. El evaporador a escala-piloto puede ser considerado como un reactor químico, en los que el tiempo y la temperatura pueden influir en la velocidad de las diferentes reacciones químicas (7).

Evaporador En Capa Delgada ESCALA-Piloto

El principio de la evaporación de película descendente se ilustra en la Figura 1; El alimento líquido se bombea a través de un pre-calentador ubicado en la parte superior del tubo del evaporador, y se distribuye como una película líquida en las paredes del tubo. El cuerpo principal del evaporador consiste en un tubo vertical, rodeado de un sistema de

vapor. La evaporación se realiza en la película líquida que fluye por el tubo, y los vapores del flujo generados, se separan al mismo tiempo que el líquido en un separador de líquido-vapor, que se encuentra en la parte inferior del tubo.

Fig. 1 Principio de evaporador de película descendente.

La caída de presión (hasta 100 psig), se registra a la entrada del pre-calentador por medio de manómetro. En los primeros experimentos la alimentación del líquido se distribuyó en la parte superior del tubo del evaporador con un aerosol boquilla (Spray Systems Co., inyector Deflector 8686, 8.1, 0.75, 150). La boquilla presento un buen desempeño con el agua y los jugos diluidos. Sin embargo, debido a las caídas de alta presión y la posibilidad de conectar con productos viscosos, fue sustituido por el distribuidor tipo campana, que era similar a la Blaw-Knox virola (4).

Para la inspección visual de la separación líquido-vapor y el flujo de concentrado en la descarga de la bomba, se instalaron dos secciones de vidrio Pyrex, una cilíndrica en el separador (12 pulg de diámetro x 36 pulg), y una sección de tubo (2 pulg de diámetro x 12 pulg) entre el separador y la bomba. El producto resultante del proceso se enfrió en la habitación, la temperatura mediante el bombeo a través de una doble tubería bobina (Parker, 3101, 6-12-10x, 3 / 8 de pulg interior O.D. tubo de 20 pies de largo). Productos muy viscosos se bombearon con dificultad, y se utilizo un intercambiador de calor diferente para tales materiales. En ambos equipos el vapor se encontraba en el centro de la chaqueta del precalentador, evaporador, y tenían instalados deflectores especiales a la entrada de vapor para una mejor distribución del vapor.

Fig.2 Diagrama del evaporador a escala-piloto instalado en el Laboratorio de

Investigación de Alimentos de la Estado de Nueva York Estación Experimental Agrícola,

Ginebra, N. Y.

Los respiraderos de la parte superior e inferior de las chaquetas son conectados a la línea de vacío para la eliminación de gases no condensables. Las presiones de vapor se mantiene en valores fijados por dos controladores Taylor 440R, que tienen un rango de operación de 30 mm Hg vacío a 30 psig. El vapor condensado es eliminado a través de dos trampas de vapor B66. En el vacío funcionamiento de las chaquetas de vapor a vacío, el condensado se elimina con la bomba Weinman, para mantener un vacío de 28 pulgadas de mercurio. Cuando la calefacción por vacío, el vapor sobrecalentado se enfrió a cerca del punto de saturación por chorros de agua fría. El evaporador fue evacuado mediante la conexión de la parte inferior del condensador a la línea de vacío a través de una tubería de 2 pulg. El vacío fue medido por dos relojes de comparación y se controla manualmente con uno de la válvula. Un tubo de vidrio Pyrex, de diámetro de 3 pulg x 24 pulg, lleno de sandalias de cerámica, se ha instalado entre el condensador y la válvula de vacío, para el lavado los gases inertes de cualquier escape de sustancias volátiles en la línea de vacío. El condensador opera con refrigeración por agua (50 ° a 70 ° F) en el lado de la cáscara y el vapor se condensa en los tubos verticales. El caudal de agua es medido con un rotámetro, y se encontró que 20 gpm fue satisfactorio en la mayoría de los experimentos. La cantidad de agua evaporada que se recogió como condensado se determino por balances de materia. Algunas pérdidas de vapor de agua en la línea de vacío se encontraron cuando se opero a temperaturas de ebullición inferior a 90 ° C. Estas pérdidas aumentaron a alta

las tasas de evaporación, entre 5 y 14 por ciento del condensado. Una corrección adecuada se en el cálculo de la tasa de condensado en esas condiciones.La capacidad de evaporación del evaporador a escala-piloto se calculó a partir del peso de condensado recogidos por un período fijo de tiempo. Las correcciones, en su caso, se hicieron por las pérdidas de radiación en el separador, y por las pérdidas de vapor en alto vacío las operaciones. Por lo tanto, la tasa de evaporación, el agua (w), del en el tubo del evaporador se estimó en lb / hr, por cualquier conjunto de condiciones experimentales. El nivel de entrada del líquido se mide con el calibrado " rotámetro, o por el peso del tanque de alimentación de forma periódica. Los mayores coeficientes de transferencia calor (U) en todo el evaporador se calculan a partir de la ecuación:

Wλ=UA∆T

Donde W es la tasa de evaporación, λ es el calor de vaporización del agua, A es el área de transferencia de calor, 4.9 pies cuadrados, y ΔT es el diferencial de temperaturas. El calor de vaporización de agua fue tomada en la temperatura de ebullición, se mide con un termómetro de cuadrante en la entrada del separador.

La temperatura del vapor se tomó de las tablas de vapor, suponiendo que el vapor, en el camisa de calefacción, se saturó a la presión indicada. Las pérdidas de radiación del separador, a punto de ebullición temperaturas de hasta 130°F, fueron insignificantes. En temperaturas más altas, especialmente

en la 212°F, estas pérdidas de calor pueden ser significativas. Cuando el evaporador se puso a funcionar a la presión atmosférica, se veía caer en la paredes de vidrio del separador una película de condensado.

El siguiente cálculo da una idea de las pérdidas de radiación posible a 212°F: Suponga que la temperatura ambiente, 82°C. La diferencia de temperatura entre el separador y el cuarto es de, 130°F. La superficie del separador, 9.2 pies cuadrados. Combinado la radiación y la transferencia de calor por convección coeficiente (6), 2.4 Btu / hr.sq.ft. ° F. Las pérdidas de calor son igual a: 2,4 x 9,2 x 130 = 2850 Btu / hr. Para una tasa media de evaporación de agua de 100 lb / hr., las pérdidas de radiación a 212°F son 2.85 %. Por lo tanto, una

corrección del 3 % calculando la tasa de evaporación a 212°F del peso de condensado.

Se evaporaron varios con el fin de obtener una figura de su capacidad y problemas de funcionamiento. El agua fue utilizada ampliamente en las primeras pruebas, que siempre arrojo datos útiles necesarios para el trabajo posterior con productos alimenticios. Tres tipos de jugo de manzana se prepararon en la planta piloto Ginebra de Nueva York. Manzanas McIntosh se molieron en un molino de martillo, la pulpa se mezcló con una ayuda de la prensa y luego se extrae en una prensa de tornillo continuo. Jugo de manzana Unfil-cados se preparó al pasar las manzanas a través de un tamiz vibratorio (Sweco, 94 mallas de tela floración) y se extrae el jugo. Jugo de manzana Nuboso es obtenido de jugos seleccionados por filtración a través de un filtro rotatorio al vacío, usando un Celite 503 pre-capa. Jugo de manzana Depectinized fue preparado se trato al jugo de obtenido con un depectinizing que es un preparado enzimático y filtrado a través en un filtro rotativo. Jugo de uva a partir de la extracción en prensa de tronillo continuo, el jugo extraído se pasa a través de una malla de Sweco y se filtra, a través de la precapa de filtro rotativo. Jugo de uva Concord fue preparado por el tratamiento de la uvas trituradas con un depectinizing comercial enzima a 140°F durante 45 minutos, y luego se paso el jugo a través de la malla de Sweco y se

filtro en un filtro rotatorio. Parte del jugo de uva depectinized se almacenó a 25°F aproximadamente por 9 meses para precipitación de los tartratos. La leche de soya, que contiene el 7% de sólidos totales, se dejo remojar la soja en agua destilada a 50 ° C durante 2 horas, y luego se pasaron a un molino con un ajuste de 0.001 pulgadas, usando # 6945 para las placas del molino. La velocidad de alimentación a la planta fue de 780 g frijoles remojados y 10 litros de agua por minuto, con inyección de vapor vivo. La mezcla resultante se filtra a través de un filtro prensa a escala piloto. EVAPORACIÓN DE LÍQUIDOS DISTINTOS

La evaporación del agua.Antes de evaporar cualquier alimento líquido se procedió a evaporar agua potable en el evaporador a escala piloto. El propósito de estas pruebas fue establecer los principales parámetros que influyen en la capacidad de evaporación de la unidad. Sobre todo los coeficientes de transferencia de calor(U) y se calcula a partir de los datos experimentales, que luego se utilizaron para la comparación de la capacidad de evaporación.Las variables investigadas fueron la temperatura de ebullición, el flujo de líquido tasa, y la diferencia de temperatura. La temperatura de ebullición tuvo el mayor efecto en el valor de la 'U' y la diferencia de temperatura fue la variable menos importante. La Figura 3 muestra que el coeficiente de transferencia de calor'U' aumentó de 260 a 420 como el punto de ebullición temperatura del agua se

incrementó de 90° a 212°C. El aumento de la tasa de transferencia de calor fue más rápido de 90 ° a 120°F. A punto de ebullición superior a 130°F, el coeficiente "U" aumentó linealmente con la temperatura, pero a una tasa mucho más lenta.

Fig. 3. Evaporación del agua.

La relación directa entre el punto de ebullición, la temperatura y la velocidad de evaporación se ha encontrado en varios tipos de evaporadores (17). Se le atribuye a la progresiva disminución de la viscosidad del líquido (agua u otro líquido) a temperaturas más altas. Comose discutirá más adelante, la viscosidad tiene un fuerte efecto sobre elcoeficiente de transferencia de calor de

la película descendente del líquido. La tasa de flujo de líquido de la alimentación no tiene efecto sobrela capacidad de evaporación en las tasas de 1.5 gpm o superior. Hubo una disminución continua en la evaporaciónritmo que el flujo de líquido se redujo por debajo del 1,5 gpm (Fig. 4).

Fig. 4. Evaporación del agua a 130°F

Parece ser que, a bajas tasas de líquido, los tubos de las paredes no están cubiertos completamente con la película del líquido, resultando en una disminución de la capacidad de evaporación. Las mayores tasas de evaporación de agua se obtuvieron, enlas bajas tasas de flujo de líquido, cuando se utilizo la boquilla en lugar del distribuidor campana normal. Laboquilla pareció para dar una mejor

distribución líquido en las bajas tasas de líquido. Sin embargo, su uso eslimitado al agua y otros líquidos de poca viscosidad.Líquidos altamente viscosos se manejan con dificultad en la boquilla, causando presiones excesivas en la línea de alimentación.En casi todos los experimentos posteriores, se utilizo un caudal de liquido constante de 1.5 gpm (correspondiente a un caudal de 750 lb / h de agua). Diferencia de temperatura entre el vapor de agua en la chaqueta y el líquido en ebullición, sólo tenía un pequeño efecto sobre el coeficiente de transferencia de calor (fig. 5).Un efecto relativamente pequeño de diferencia de temperatura, y el flujo de líquido es característico de evaporadores de película descendente, según lo informado en la literatura (17,19). En otros tipos de evaporadores, en particular el aumento de la película ycirculación forzada, la diferencia de temperatura y el caudal del líquido tienen un efecto mucho mayor sobre el coeficiente de transferencia de calor debido a que la turbulencia aumenta la transferencia de calor y el coeficiente de película en el tubo del evaporador. En evaporadores de película descendente, el agua se evapora principalmente en la superficie de la película, y se espera que la turbulencia del líquido tenga un pequeño efecto en la evaporación.Existen diferencias de temperatura que pueden ser limitadas en los evaporadores de película descendente que operan en un múltiplo efecto del sistema. Altas diferencias de temperatura puedenprovocar velocidades excesivas de vapor, crear problemas de erosión en la salida de los tubos. La mayoría de los

datos de evaporación, que se presenta en este informe, se obtienen de las diferencias de temperatura de 60 a100°F.

Fig. 5. Evaporación del agua a 130°F

La concentración de jugo de manzanaVarios tipos de jugo de manzana se evaporaron a fin de establecer los principales parámetros que afectan a la

evaporación. La variable más importante fue el grado de clarificación del jugo de manzana.Manzana Depectinized jugo, libre de cualquier suspensión sólidos, se evaporó de manera muy eficaz, obteniendomejores coeficientes de transferencia de calor, todo se muestra en laFigura 6.

Fig. 6 evaporación de jugo de manzana Depectinized

Jugo de manzana Depectinized se evaporó de manera más efectiva a mayores temperaturas de ebullición, mostrando un comportamiento similar a la curva del agua (Fig. 3) y jugo de uva (Fig. 8). La disminución gradual dela transferencia de calor a altas concentraciones, que se muestra en la Figura 6, es debido a que el líquido presenta viscosidades más altas. En los jugos de altas concentraciones, la evaporación resulta más fácil si se utilizan altas temperaturas de ebullición (14).el zumo de manzana se concentro sin filtrar el zumo, que contenía grandes cantidades de sólidos en suspensión y coloides, a precios considerablemente inferiores a los depectinized jugo (Fig. 7).

La temperatura de ebullición tenía un pequeño efecto en los coeficientes de transferencia de calor del jugo de filtrado y la tasa de evaporación disminuyo rápidamente a concentraciones de jugo más altas. La viscosidad se incrementó rápidamente con la concentración ylos 60 ° Brix concentrado formado un gel sólido cuando se dejo enfriar a temperatura ambiente.

Fig. 7 Evaporación del jugo de manzana sin filtrar

Algunos de los experimentos que se llevaron a cabo se realizo la concentración de jugo de manzana no depectinized. Este jugo turbio se evaporó con eficacia a temperaturas de ebullición hasta 150°F, la obtención transferencia de calor fue similar a los de coeficientes del zumo de manzana depectinized. A

temperaturas de ebullición más altas que 150°F, la capacidad de evaporación del experimento en el evaporador disminuyo considerablemente, incluso cuando se utilizo jugo diluido (frescos). La disminución significativa de los coeficientes de transferencia de calor se atribuyó al marcado aumento de la suciedad en el tubo del evaporador enlas altas temperaturas de ebullición. Los sólidos en suspensión en la superficie (y el no filtrado) de jugo tenía unatendencia a precipitar en el tubo del evaporador, sobre todo a altas temperaturas, y reducir la tasa de transferencia de calor de película en los depósitos del tubo. Los efectos de las incrustaciones fueron muy altos en la evaporación cuando se intentó evaporar a la presión atmosférica (212°F). El jugo de manzana nublado se podría concentrar hasta 65°Brix, lo que resulta en un producto tixotrópico muy viscoso. Por otro lado, jugo de manzana depectinized concentrados a 75°Brix se lograron preparar fácilmente en el evaporador experimental. El jugo de manzana nublado sin filtrar se considera un fluido Pseudoplásticos, en particular a concentraciones superiores a 30°Brix, mientras que el jugo de depectinized es un fluido newtoniano en todas las concentraciones. La viscosidad aparente de los jugos Pseudoplásticos disminuye ligeramente a temperaturas más altas, en contraste con la de jugos newtonianos, donde la temperatura tiene un efecto profundo en

viscosidad, especialmente a altas concentraciones (14).Otros jugos de frutas, con un contenido de sólidos en suspensión, se espera que se comporten de una manera similar aljugo de manzana nublado en un evaporador de película descendente. Porejemplo, el jugo de naranja tiene propiedades reológicas similares al zumo de manzana nublado (14). Actualmente surgen preguntas acerca de si es necesario utilizar evaporadores comerciales de gran tamaño para lograr evaporar jugos.

Fig. 8. Evaporación del jugo de uva Concord filtrado

La concentración de zumo de uvaComo en el caso del zumo de manzana, el clarificado del jugo es la variable más importante en la evaporación de zumo

de uva. Jugo de uva Concord, clarificado con tratamiento de enzimas pécticas seguido por pre-capa de filtración, se concentró con eficacia, y se logro una obtención de coeficientes de transferencia de calor similares a los de jugo de manzana depectinized.

Fig. 9 Evaporaciones de jugo de uva Concord clarificado almacenado en frío a 96 ° y 130 ° F

La figura 8 muestra que la capacidad de evaporación de mosto de uva fresca clarificado aumenta la temperatura de ebullición, de manera similar a la evaporación del agua.

Jugo de uva Concord contiene importantes cantidades de tartratos, que tienden a precipitar el jugo es concentrado, con una aparente disminución de la capacidad de evaporación del evaporador. Parte de los tartratos pueden ser removidos antes de

la evaporación, almacenando el jugo en cuarto frio por un período de varios días. La evaporación de clarificado frio y el jugo de uva Concord-almacenados se muestran en la Figura 9.

En las concentraciones de jugo de uva superiores a 50° Brix, la capacidad de evaporación disminuyó más a causa de que en el jugo de manzana depectinized de la misma operación de concentración (Fig. 6). Esta diferencia puede atribuirse a la mayor viscosidad del jugo de uva Concord en concentraciones superiores a 50°Brix, en comparación con el jugo de manzana (13). De jugo de uva Concord que es un fluido newtoniano de hasta 50°Brix, que se transforma en un fluido Pseudoplásticos a altas concentraciones. Este cambio puede ser debido a la la precipitación de los tartratos y otros sólidos suspendidos. Concentrados de 70°Brix de jugo de uva clarificado fueron producidos experimentalmente mediante el empleo de las altas temperaturas de ebullición en las últimas etapas de evaporación.

La figura 10 muestra las tasas de evaporación del filtrado Concordia y zumos de uva de Delaware a 130 ° F. Tanto los jugos fueron prensados en frío y filtrado precapa pero no fueron aclaradas por el tratamiento enzimático. Los jugos se evapora inmediatamente después de

de preparación. jugo de Delaware se evaporó en un relativamente alta tasa, similar a la de aclarar Jugo de uva Concord (Fig. 9). El no se haya aclarado jugo de Concord se evaporó en una sustancial menor tasa, especialmente en lo que la concentración de jugo se incrementó. La diferencia significativa en la evaporación capacidad es evidente que debido a las diferencias en composición entre los dos jugos. La Concordia jugo fue en general más viscoso y se depositó una película en el tubo del evaporador, lo que redujo el velocidad de transferencia de calor. Debido a la alta viscosidad y la presencia de grandes cantidades de sólidos en suspensión, jugo de Concordia no pudo concentrarse más alto de 52 ° Brix, y el concentrado forma un gel al enfriarse. El jugo de Delaware contenían menos sólidos en suspensión y se mantuvo fluido en las concentraciones hasta 65 ° Brix.

Estos experimentos demostrar la necesidad de aclarar a fondo de la jugos antes de la evaporación. La selección de un punto de ebullición, para funcionamiento óptimo del evaporador de película descendente, depende principalmente de la composición y el la sensibilidad del calor de los alimentos líquidos. Para las frutas jugos, nuestra experiencia con la escala piloto evaporador sugiere una temperatura óptima de unos 130 ° C. Las temperaturas más altas pueden causar ensuciamiento progresivo del tubo del

evaporador y el calor puede dañar el producto (10), mientras que las bajas temperaturas resultado en la transferencia de calor más bajo coeficientes y viscosidades muy altas de líquido concentrado.

Concentración de Leche de Soya

Leche de soja, un extracto acuoso de sojaque contiene aproximadamente el 7 por ciento de sólidos totales, puede serevapora para producir un concentrado líquido, que puede ser más seca por pulverización. La leche de soya es muy sensibles al calor, y la concentración a altas temperaturas se ha encontrado para causar la congelación. Esse consideró necesario para operar el evaporador a bajas temperaturas de ebullición.La figura 11 muestra los coeficientes de transferencia de calor obtenidos en la leche de soya concentra 7-22por ciento de sólidos totales a 85 ° C. La chaqueta temperatura se mantuvo a 150 ° F, con de vapor al vacío. Chaqueta de temperaturas más altas de 150 ° F provocó un rápido ensuciamiento de la tubos del evaporador, resultando en una fuerte disminución de la tasa de evaporación. Este ensuciamiento dependía principalmente en la pared del tubo (chaqueta), temperatura yocurrió incluso en el más bajo posible de ebullición temperatura (80 ° F).La leche de soya es un fluido pseudoplástico que al la

concentración se vuelve muy viscoso ytixotrópico. Sus proteínas deben ser muy sensibles a calor, debido a que tienden a precipitar rápidamente cuando entran en contacto con calefacción superficie del evaporador. Leche de soja parece ser mássensible al calor que la leche de vaca, que puede soportartemperaturas más altas, sin apreciablela precipitación de las proteínas. La necesidad de una chaqueta de baja temperaturas sugiere el uso de circulación caliente agua como medio de calefacción. Sin embargo el agua, caliente se espera que resulte en una menor sobre-todo el calorcoeficientes de transferencia.

Figura 10

Perdida de aromas volátiles El evaporador de película descendente, básicamente, es un una pasada del evaporador flash con un muy corto tiempo de residencia del líquido tratado. Es, por lo tanto, una pieza útil de los equipos para el extracción de compuestos volátiles aromáticos a base de frutas jugos y otros alimentos líquidos. La mayoría de los compuestos volátiles aromáticos, que consiste en ésteres, alcoholes y aldehídos, puede se despojó efectivamente por la evaporación de destello de un cierta parte de los jugos de frutas, normalmente 10-30 por ciento. Algunos de alto punto de ebullición compuestos de aroma, como antranilato de metilo en el jugo de uva Concord, son menos volátiles y que requieren de agotamiento en varias columnas de la placa, que funciona a alta ebullición en marcha las tasas (11,15). El evaporador a escala piloto se utilizó en un número de experimentos para la extracción de ésteres volátiles a partir de soluciones sintéticas y frutas zumos (21). Se encontró que los ésteres muy volátil, como el acetato de etilo y butirato de etilo, se recuperado completamente (alrededor del 90%) por extracción 10-15 por ciento de las soluciones acuosas en la presión atmosférica. recuperaciones similares de ésteres volátiles se obtuvieron en pelar la manzana y zumos de uva. La recuperación de los ésteres volátiles al

vacío fue menos eficiente, debido a la pérdida de un parte importante en la línea de vacío. Es posible que las pérdidas en vacío puede ser prevenirse mediante el uso de temperaturas más bajas del condensador, y por la captura o fregar los volátiles con agua fría. Sin embargo, estos experimentos indican que la operación a presión atmosférica es muy eficiente, siempre que el jugo no está dañado por la temperatura elevada.

FLUJO DE FLUIDO Y TRANSFERENCIA DE CALOR

Tiempo de residencia

Al caer evaporadores de película, la residencia muy corto veces se logran, debido a que el líquido fluye a través del tubo del evaporador en una sola pasada, y no hay recirculación de líquidos o significativo hold-up. Considerablemente mayor tiempo de residenciacaracterístico de otros tipos de evaporadores, por ejemplocomo el aumento de la película y de circulación forzada (7). Desdecambios en la calidad de los alimentos líquidos durante evaporación están en función de la temperatura ytiempo, las altas temperaturas se puede tolerar cuando el tiempo de permanencia es corto. El tiempo de residencia en un evaporador puede ser determinarse experimentalmente mediante la inyección de un rastrocompuesto (tinte o electrolitos) en la alimentación y medir el tiempo necesario para su desaparición en el concentrado

de alta. Experimental tiempos de residencia reportado en el rango de la literatura de 1,5 minutos para la película que cae a 4,0 minutos para-aumento de la evaporación de película descendente de azúcar soluciones (7,8,9). El tiempo de residencia puede sercalcula como la relación Q / W, donde Q es el el volumen de retención del líquido en el evaporador, y W es la tasa media de flujo de líquido. La dificultad, en este caso, radica en la determinación de lael volumen de retención del líquido, que, en una caída unidad de la película, es relativamente pequeño. Calculado de residencia veces van de 9 segundos para película descendente a 20 segundos para el aumento de evaporación de película descendente de azúcar soluciones (7,9). Cabe señalar que el menor tiempo de residencia (7 seg.) se pueden obtener en un evaporador centrífugo (2). Tiempo de residencia en el evaporadores de película agitada es de unos 25 segundos (12). Los tiempos de residencia relativamente más largo obtenidoen experimentos de seguimiento puede ser debido, en parte, a lahecho de que la medición de trazas de concentración se hace después de que el producto es bombeado fuera de laevaporador. Puede haber un desfase significativo entre el momento en que el líquido aparezca en lasalida del tubo del evaporador y el momento en que el la medición se hace en el líquido de alta. Esta diferencia es muy importante cuando el tiempo de

residencia es muy corto, como en el caso de un evaporador en capa delgada.Algunas mediciones del tiempo de residencia se durante la evaporación del agua en nuestra evaporador a escala piloto. El agua del grifo se utilizó, quese hace alcalina añadiendo 50 g de sodiohidróxido en 100 kg de agua. Después de la evaporador llegado a un funcionamiento en estado estacionario, un solución de fenolftaleína en etanol