Cálculos simplificados de evaporadores.

Se indica a continuación una manera de hacer los cálculos aproximados y verificaciones rápidas de un arreglo de evaporadores en un ingenio azucarero. Se considera un efecto quíntuple por ser un arreglo muy común y por ser fácil modificar los cálculos para otros arreglos.

Con base en los principios de Rillieaux se calcula en forma sencilla los vapores, la carga del condensador y el brix del jugo en cada evaporador. Se asume que la temperatura del jugo que entra al efecto primero es bastente próxima a la de ebullición del jugo en el mismo efecto.

Ejemplo:

Cantidad de jugo:  100 t/h
Concentración del jugo a la entrada:  15 Brix
Concentración de la meladura a la salida:  60 Brix
Consumo de vapor 1 (tachos, calentadores, otros):  20 t/h
Consumo de vapor 2 (tachos, calentadores, otros):  15 t/h

La cantidad de meladura producida se calcula con la relación de brixes:

(100 t/h) (15 Brix / 60 Brix)  =  25,0 t/h

El agua evaporada es la diferencia entre el jugo que entra y la meladura que sale:

100 t/h – 25,0 t/h  =  75,0 t/h

Si el vapor del efecto 5 que va al condensador es x entonces el vapor que entra y sale de los efectos 3 y 4 también es x, pues no hay sangrías en estos efectos. Una tonelada de vapor evapora una tonelada de agua. Los balances de vapor para los efectos 5 a 1 son:

El agua evaporada en los evaporadores, calculada antes como 75,0 t/h, también es:

(20 + 15 + x  t/h) + (15 + x  t/h) + (x  t/h) + (x  t/h) + (x  t/h)  =  75,0 t/h

Al resolver la ecuación se obtiene x = 5,0 t/h y con este valor se calcula el vapor de escape consumido y los vapores generados en cada evaporador. El agua evaporada en cada evaporador permite calcular los brixes de salida del jugo en cada efecto.

El procedimiento para el efecto primero es:

vapor producido:  20 + 15 + x  t/h  =  35 + 5,0 t/h  =  40,0 t/h
cantidad de jugo a la salida:  100 t/h – 40,0 t/h  =  60,0/h
concentración del jugo a la salida:  (15 Brix) (100 t/h / 60,0 t/h)  =  25,0 Brix

Los valores para todo el arreglo son:

En la sección de Información para bajar está disponible gratis una hoja de Excel que facilita realizar los cálculos anteriores para arreglos de evaporadores en efectos triple a séxtuple.