Los evaporadores de circulación forzada (MVR) son sistemas de separación térmica avanzados, ampliamente utilizados en industrias como la química, alimentaria, farmacéutica, de tratamiento de aguas residuales y desalinización. Su principio consiste en reutilizar el calor latente del vapor secundario comprimiéndolo con un compresor mecánico (centrífugo o de tipo Roots), elevando su temperatura y presión para que pueda reutilizarse como fuente de calor para la evaporación. Esto reduce o elimina la necesidad de vapor externo, lo que disminuye el consumo de energía.
1. Principio de circulación forzada
En un evaporador de circulación forzada, el líquido circula a alta velocidad por los tubos del intercambiador de calor mediante una bomba de circulación. Esto evita la cristalización, la formación de incrustaciones y la acumulación de suciedad en las superficies de transferencia de calor, lo que lo hace adecuado para:
líquidos de alta viscosidad
Materiales sensibles al calor
Soluciones propensas a la formación de incrustaciones, incrustaciones o cristalización
A diferencia de los evaporadores de circulación natural (que dependen de las diferencias de densidad entre el líquido calentado y el no calentado), la circulación forzada proporciona un flujo estable y controlado, lo que garantiza un calentamiento uniforme y una alta eficiencia de transferencia de calor.
2. Estructura y componentes
Un evaporador MVR de circulación forzada típico consta de:
Bomba de circulación: garantiza una alta velocidad de flujo a través de los tubos de calefacción.
Intercambiador de calor (calandria o de carcasa y tubos): proporciona la superficie para la evaporación.
Separador (cámara flash): separa el vapor del líquido concentrado.
Compresor de vapor mecánico: comprime el vapor secundario para elevar la temperatura y la presión para su reutilización.
Desempañador: elimina las gotas atrapadas para garantizar un vapor limpio.
Tuberías, válvulas y sistemas de control: para automatización y estabilidad de procesos.
3. Proceso de trabajo
El líquido de alimentación entra en el circuito de circulación.
La bomba de circulación fuerza el líquido a través de los tubos del intercambiador de calor.
El vapor secundario generado en el separador se introduce en el compresor MVR, donde se comprime a una temperatura y presión más altas.
Luego, el vapor comprimido se envía de regreso al lado de la carcasa del intercambiador de calor y sirve como medio de calentamiento.
Este vapor transfiere calor al líquido circulante, generando más vapor y conservando energía.
El proceso continúa hasta alcanzar la concentración deseada y el producto se descarga por el fondo del separador.
4.Ventajas
Eficiencia energética: Hasta un 90% menos de consumo de vapor en comparación con los evaporadores convencionales.
Funcionamiento estable: la circulación forzada evita la formación de incrustaciones y mantiene la eficiencia de la transferencia de calor.
Amplia aplicabilidad: maneja soluciones viscosas, corrosivas o cristalizantes.
Tamaño compacto: MVR reduce o elimina la necesidad de calderas externas o torres de enfriamiento.
Respetuoso con el medio ambiente: menores emisiones de CO₂ debido a la menor demanda energética.
5. Aplicaciones típicas
Industria alimentaria: Concentración de jugos de frutas, lácteos, azúcar, hidrolizados de almidón.
Productos farmacéuticos: Concentración de líquidos de extracción, recuperación de disolventes.
Industria química: Sulfato de sodio, cloruro de sodio, sosa cáustica, sales de amonio.
Tratamiento de aguas residuales: aguas residuales con alta salinidad o alta concentración de DQO y descarga cero de líquidos (ZLD).
Desalinización: Concentración de salmuera y recuperación de agua.
En resumen, un evaporador MVR de circulación forzada es un sistema de evaporación que ahorra energía, es eficiente y confiable y combina la recompresión mecánica de vapor con la circulación forzada de líquido, lo que lo hace especialmente adecuado para aplicaciones industriales desafiantes donde la formación de incrustaciones, la viscosidad o la cristalización son problemas.