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hay limitaciones de tamaño, por eso los
modelos más usados y accesibles son los
de laboratorio.
Para solucionar eficientemente el pro-
blema de la concentración de productos
muy viscosos, los ingenieros de la fir-
ma suiza Luwa crearon el evaporador
de película delgada agitada (Figura 4),
para lograr una película que sea no sólo
fina sino también agitada, aún con vis-
cosidades muy altas, del orden de los
10000 poise y así conseguir un elevado
coeficiente de transferencia calórica aún
en esos casos límite. Como una película
delgada no se forma espontáneamente
con alta viscosidad, implementaron un
casco perfectamente cilíndrico, maqui-
nado interiormente, con camisa de cale-
facción y un rotor cuyas palas giran
rápidamente a velocidades periféricas
del orden de los 10 a 12 m/s, muy próxi-
mas a la pared del casco, con un huelgo
que va de 1 a 3 mm. Gracias a ello, el
producto que ingresa y baja por grave-
dad, experimenta una laminación forza-
da, y delante de las palas se forma una
pequeña ola enrulada muy característica
del sistema.
Los secadores continuos de lecitina, hoy
universalmente utilizados para este ser-
vicio, permiten reducir la humedad, que
inicialmente está cerca del 50 %, a solo
0,5 % o menos, en un solo paso, con
un tiempo de residencia de aproxima-
damente 30 segundos. Esto es una gran
ventaja respecto de los secaderos batch,
llenos de operaciones manuales, que tra-
bajan en dos ciclos, que duran cerca de
2 horas. Además de no requerir mano de
obra, puede ser totalmente automatiza-
do. Algunos prefieren el secador batch
porque trabaja a menos temperatura. Se
equivocan, el deterioro del producto es
proporcional al producto de la velocidad
de reacción por el tiempo de residencia.
Si bien dicha velocidad aumenta con la
temperatura, el tiempo de exposición en
100 veces menor. La situación es pare-
cida a lo que pasaba con la leche, antes
se pasteurizaba media hora a 60 °C, en
la actualidad se lo hace a 140 °C por
contados segundos y el producto final es
mucho mejor.
Una investigación de Widner F. y Giger
A., (Ref. 5), demuestra que en este eva-
porador, el espesor de la película que
desciende es mayor que la calculada con
la fórmula de Nusselt, ecuación (3), al
más del doble (2,2 veces) en los casos
normales, con flujo laminar. W llega a 3
b
con Re 100 y menos, se hace 2,4 para Re
200 y vale 2,2 entre Re = 500 y 1200, y
o
tiene un quiebre en 1500, donde es 2,4 y
luego crece con pendiente 45º para Rey-
nolds mayores.
El espesor de la película puede aumen-
tarse aún más colocando un anillo de
retención abajo, que actúe como un
dique vertical, que es posible porque no
actúa solo la gravedad, sino también la
fuerza centrífuga. El espesor real de la
película lo llamamos δ. Ver Ref. 5.
El coeficiente de transferencia puede
calcularse (Ref. 6), en la obra clásica
de operaciones unitarias de Coulson y
Richardson, con la siguiente ecuación:
(12)
θ: tiempo entre el paso de dos palas
sucesivas, s
n: número de palas
N: giros por segundo, 1/s
En el caso de palas peinadoras, de
Teflón, echadas hacia atrás, usadas
cuando los problemas de ensuciamiento
son muy serios, o en un evaporador de
película fregada con palas abisagradas,
las velocidades periféricas son menores
y el coeficiente de trasferencia calórica,
se deriva de la teoría de la penetración,
(Ref. 7):
(12.1)
Se observa que, con este mecanismo, la
influencia de la viscosidad es importan-
te: pero menor que la de la conductivi-
dad. Se ve que la mayor incidencia es la
conductividad del producto.
En estos evaporadores, la experiencia
comprueba que la viscosidad afecta
mucho más la potencia absorbida que
la transferencia calórica y el cuello de
botella es el factor fluidodinámico, que
limita la alimentación y no la transferen-
cia calórica.
La potencia del rotor, de un evaporador
de huelgo fijo es la necesaria para el cor-
te de la película por la sección de la parte
sumergida de la pala:
u 2
p
P = k n f ρ
d
2
S N
(13)
ρ: densidad del líquido, kg/m
3
u : velocidad periférica, m/s
p
S: superficie de ataque de una pala, m ·S =
2
L(δ-s)
L: altura total de las palas o altura del
casco, m
δ: espesor de la película, m
s: huelgo entre pala y casco
n: número de palas
f : coeficiente de arrastre (drag), es fun-
d
ción del Re . normalmente 0,5
d
A&G 115
• Tomo XXIX • Vol. 2 • 284-293 • (2019)
287
La tecnología de capa delgada y sus aplicaciones en la industria de aceites y grasas
Figura 4 - Evaporador de película delgada-agitada
modelos más usados y accesibles son los
de laboratorio.
Para solucionar eficientemente el pro-
blema de la concentración de productos
muy viscosos, los ingenieros de la fir-
ma suiza Luwa crearon el evaporador
de película delgada agitada (Figura 4),
para lograr una película que sea no sólo
fina sino también agitada, aún con vis-
cosidades muy altas, del orden de los
10000 poise y así conseguir un elevado
coeficiente de transferencia calórica aún
en esos casos límite. Como una película
delgada no se forma espontáneamente
con alta viscosidad, implementaron un
casco perfectamente cilíndrico, maqui-
nado interiormente, con camisa de cale-
facción y un rotor cuyas palas giran
rápidamente a velocidades periféricas
del orden de los 10 a 12 m/s, muy próxi-
mas a la pared del casco, con un huelgo
que va de 1 a 3 mm. Gracias a ello, el
producto que ingresa y baja por grave-
dad, experimenta una laminación forza-
da, y delante de las palas se forma una
pequeña ola enrulada muy característica
del sistema.
Los secadores continuos de lecitina, hoy
universalmente utilizados para este ser-
vicio, permiten reducir la humedad, que
inicialmente está cerca del 50 %, a solo
0,5 % o menos, en un solo paso, con
un tiempo de residencia de aproxima-
damente 30 segundos. Esto es una gran
ventaja respecto de los secaderos batch,
llenos de operaciones manuales, que tra-
bajan en dos ciclos, que duran cerca de
2 horas. Además de no requerir mano de
obra, puede ser totalmente automatiza-
do. Algunos prefieren el secador batch
porque trabaja a menos temperatura. Se
equivocan, el deterioro del producto es
proporcional al producto de la velocidad
de reacción por el tiempo de residencia.
Si bien dicha velocidad aumenta con la
temperatura, el tiempo de exposición en
100 veces menor. La situación es pare-
cida a lo que pasaba con la leche, antes
se pasteurizaba media hora a 60 °C, en
la actualidad se lo hace a 140 °C por
contados segundos y el producto final es
mucho mejor.
Una investigación de Widner F. y Giger
A., (Ref. 5), demuestra que en este eva-
porador, el espesor de la película que
desciende es mayor que la calculada con
la fórmula de Nusselt, ecuación (3), al
más del doble (2,2 veces) en los casos
normales, con flujo laminar. W llega a 3
b
con Re 100 y menos, se hace 2,4 para Re
200 y vale 2,2 entre Re = 500 y 1200, y
o
tiene un quiebre en 1500, donde es 2,4 y
luego crece con pendiente 45º para Rey-
nolds mayores.
El espesor de la película puede aumen-
tarse aún más colocando un anillo de
retención abajo, que actúe como un
dique vertical, que es posible porque no
actúa solo la gravedad, sino también la
fuerza centrífuga. El espesor real de la
película lo llamamos δ. Ver Ref. 5.
El coeficiente de transferencia puede
calcularse (Ref. 6), en la obra clásica
de operaciones unitarias de Coulson y
Richardson, con la siguiente ecuación:
(12)
θ: tiempo entre el paso de dos palas
sucesivas, s
n: número de palas
N: giros por segundo, 1/s
En el caso de palas peinadoras, de
Teflón, echadas hacia atrás, usadas
cuando los problemas de ensuciamiento
son muy serios, o en un evaporador de
película fregada con palas abisagradas,
las velocidades periféricas son menores
y el coeficiente de trasferencia calórica,
se deriva de la teoría de la penetración,
(Ref. 7):
(12.1)
Se observa que, con este mecanismo, la
influencia de la viscosidad es importan-
te: pero menor que la de la conductivi-
dad. Se ve que la mayor incidencia es la
conductividad del producto.
En estos evaporadores, la experiencia
comprueba que la viscosidad afecta
mucho más la potencia absorbida que
la transferencia calórica y el cuello de
botella es el factor fluidodinámico, que
limita la alimentación y no la transferen-
cia calórica.
La potencia del rotor, de un evaporador
de huelgo fijo es la necesaria para el cor-
te de la película por la sección de la parte
sumergida de la pala:
u 2
p
P = k n f ρ
d
2
S N
(13)
ρ: densidad del líquido, kg/m
3
u : velocidad periférica, m/s
p
S: superficie de ataque de una pala, m ·S =
2
L(δ-s)
L: altura total de las palas o altura del
casco, m
δ: espesor de la película, m
s: huelgo entre pala y casco
n: número de palas
f : coeficiente de arrastre (drag), es fun-
d
ción del Re . normalmente 0,5
d
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La tecnología de capa delgada y sus aplicaciones en la industria de aceites y grasas
Figura 4 - Evaporador de película delgada-agitada
