evaporação cozimento2

evaporação cozimento2

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CLA’08CLA’08

Prof. Claudio L. AguiarProf. Claudio L. Aguiar Professor Doutor (MSProfessor Doutor (MS--3) na área de Tecnologia do Açúcar3) na área de Tecnologia do Açúcar

1. INTRODUÇÃO caldo misto decantado -solução diluída (13 a 15°Brix) –massa cozida (solução super concentrada: 90 -95°Brix)

Remoção água -2 fases -

Evaporação contínua cozimento temperatura caldo decantado →mais próxima da temperatura da caixa.

Justificativas: a) maior consumo de vapor; b) difícil manuseio da massa cozida; c) necessidade de maior número de equipamentos; d) necessidade de maior número de operações.

–evaporação -sistema de múltiplos efeitos (xarope 5-65°Brix) –cozimento -sistema de simples efeito

Pré-evaporação -caldeira -vapor vegetal (0,7 kgf/cm2) Evaporação em batelada ou intermitente contínuo

Simples efeito; usado em destilarias autonomas Multiplo efeito; usado em fabricas de açúcar e em destilarias autonomas em condições especiais

2. EVAPORAÇÃO 2.1. FUNDAMENTOS DA EVAPORAÇÃO

1ªfase-Pré-evaporação-13 a 15°Brix→20 -25°Brix condição operação temperatura: 115 -120°C pressão: 0,69 -0,9 Kgf/cm²

2ª fase – Evaporação: 20 a 25°Brix → 5-65°Brix

Temperaturas: 107°< 55°C Pressão: 0,37 Kgf/cm²< 64 cmHg a) xarope diluído maior consumo de vapor no cozimento;

maior tempo de cozimento;

necessidade de maior número de equipamentos;

escurecimento da massa cozida e,

maior cor do açúcar.

b) xarope muito concentrado

maior dificuldade na produção do péde cozimento;

dificulta a condução do cozimento;

dificulta o controle de crescimento dos cristais;

facilita a formação de falsos cristais.

Fatores limitantes -concentração pela evaporação

2.2. PRINCÍPIOS DE EVAPORAÇÃO EM MULTIPLO-EFEITO (Fundamentos)

Norbert Rillieux→foi o primeiro a definir os princípios básicos de evaporação -1848.

a) Primeiro Princípio:

“Em um evaporador de multiplo-efeito, cada quilograma de vapor, usado no primeiro vaso, evaporarátantos quilogramas de água quantos forem os números de vasos.”

Diante deste princípio, tem-se que:

¾no simples-efeito: 1 kg de vapor evapora 1 kg de água; ¾no duplo-efeito: 1 kg de vapor evapora 2 kg de água;

¾com n vasos: 1 kg de vapor evapora n kg de água.

Prática:[n max. vasos = 4 ou 5](implicações técnicas e econômicas)

2°vaso -107,5%4°vaso -121%

b) Segundo Princípio:

“ A extração de vapor de qualquer unidade de um evaporador de múltiplo-efeito para ser usado em outro setor da fábrica conduz a uma economia que será igual ao número de quilogramas de vapor extraído, dividido pelo nº de vasos do conjunto e multiplicado pelo nº de ordem que o corpo ocupa”

Exemplificando-se, que W o peso de vapor, M o nº de vasos e N o nº de ordem que o vaso ocupa no conjunto de evaporação, a economia de vapor Eserá igual a:

E =W.N

E= 1. 1/4 = 1/4...E= 1. 3/4 = 3/4

Prática→utiliza-se vapores dos vasos →aquecimento parcial do caldo ou outros fins. Entretanto, últimos vasos →t ºC mais baixas → sangria difícil.

c) Terceiro Princípio:

“Em todo aparelho no qual se condensa vapor, é necessária extrair continuamente a acumulação de gases incondensáveisque ficam, internamente”.

Prática→instalam nos evaporadores dispositivos mecânicos para a extração dos gases incondensáveis.

2.3. EVAPORAÇÃO DO PONTO DE VISTA TERMODINÂMICO

TRANSMISSÃO DO CALOR E FUNCIONAMENTO Vapor aquece superfície sólida -transfere calor

-transmissão de calor

* mecanismos principais

Elemento aquecimento -vapor -água estado gasoso -pressão maior atmosférica -1°vaso

-gases são vapores a pressão menor que atmosférica -demais vasos quando pressão < atmosférica -vapores gerados

9por condução* (meio sólido) -partícula/partícula

9por convecção* (movimento de partículas frias/quentes) -gases e líquidos

9por irradiação(vibrações eletromagnéticas) - superfície sólida/atmosfera (perdas)

Características dos vapores

9Vapor saturado-quando o vapor estáa temperatura do líquido gerador, esse vapor contém água, portanto éúmido.

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