Vakuum-Kontakttrocknen

Beim Vakuum-Kontakttrocknen handelt es sich um einen Trocknungsprozess unterhalb des Atmosphärendrucks. Dabei steht das Produkt in direktem Kontakt mit beheizten Wandflächen oder Mischwerkzeugen. Durch den reduzierten Druck sinkt der Siedepunkt der Flüssigkeit. So ist eine effiziente Trocknung bei niedrigen Temperaturen möglich.

Der Wärmetransport erfolgt dabei überwiegend durch Wärmeleitung und Kontaktwärmeübertragung. Konvektion spielt nur eine untergeordnete Rolle. Die spezifische Wärmeübertragungsfläche des Apparats ist daher von großer Bedeutung. Eine große Kontaktfläche erhöht die Trocknungsgeschwindigkeit und die Energieeffizienz.

Der Wärmebedarf für die Verdampfung wird durch folgende Gleichung beschrieben:

Qdot = mdot * Delta_h_vap

• Q_(dot) ist die zugeführte Wärmeleistung (W)
• m_(dot) ist der Massenstrom des verdampfenden Wassers oder Lösungsmittels (kg/s). 
• h_(vap) ist die Verdampfungsenthalpie der Flüssigkeit (J/kg).

Die Trocknungsrate ergibt sich aus der Energiebilanz:

m_(dot,evap) = Q_(dot) / Δh_(vap)

• m_(dot,evap) ist der Verdampfungsstrom der Flüssigkeit (kg/s) 
• Qdot ist die eingetragene Wärmeleistung (W) 
• Delta_h_vap ist die Verdampfungsenthalpie (J/kg).

Der Wärmestrom über die beheizte Wand kann durch folgende Gleichung beschrieben werden:

Qdot = U * A * ΔT

• U ist der gesamte Wärmeübergangskoeffizient (W/(m²·K)) 
• A ist die Wärmeübertragungsfläche (m²)
• Delta_T ist die Temperaturdifferenz zwischen Heizmedium und Produkt (K)

Das Vakuum-Kontakttrocknen wird für Pulver, Granulate, Pasten und Suspensionen eingesetzt. Es ist ein wichtiges Verfahren in der Chemie-, Lebensmittel-, Pharma- und Batterieindustrie. Das Verfahren ist besonders für temperaturempfindliche, oxidationsanfällige Produkte geeignet. Lösungsmittel können mit großer Reinheit zurückgewonnen werden, sodass sie nicht in die Umwelt gelangen.