Modelagem Matematica De Evaporadores De múltiplo Efeito

A alimentação é concorrente, ou seja, o produto e o vapor movem-se na mesma direção por meio de todos os efeitos, sendo que a entrada do vapor (1), a saída do vapor condensado (2), e a entrada do produto líquido (3), é realizado no primeiro efeito e a saída dos gases de evaporação (4) e do produto concentrado (5), é realizado no último efeito conforme a figura 1.

Os evaporadores de múltiplo efeito são compostos por calandras, câmaras de condensação e tubos de evaporação. Uma película fina de líquido desce por gravidade dentro dos tubos verticais e externamente aos tubos circula o vapor de aquecimento. O vapor produzido condensa devido a variação da temperatura dentro da câmara, liberando calor ao leite que se encontra em ebulição, resultando em uma diminuição do teor de água na solução. As pressões e as temperaturas caem gradativamente ao decorrer do processo.

O leite que entra no evaporador é o leite pasteurizado que possui 12,5% de EST e 87,5% de água, e o leite que sai do evaporador é o leite concentrado que possui 70% de EST e 30% de água. A empresa Itambé produz 97.900 Toneladas/ano de leite condensado, ou seja, 10.833,33 kg/h. Sabe-se que o leite condensado possui 55% em massa de leite concentrado e 45% em massa de sacarose, então será necessário concentrar o leite pasteurizado até 5.958,33 kg/h.

De acordo com a equação 1, a quantidade de leite pasteurizado que será necessário para essa produção de leite condensado, é em torno de 33.366,67 kg/h. A massa de água na entrada e na saída do evaporador é de 29.195,84 kg/h e 1.787,5 kg/h respectivamente, de acordo com a equação 2.

A quantidade de água evaporada no processo é de 27.408,34 kg/h, que equivale a 93,88%, conforme a equação 3 de balanço de massa. Como o processo é contínuo e regime permanente, não há acúmulo e nem geração.

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