Evaporación, reducción
Durante la evaporación, una disolución se calienta hasta que el disolvente se ha evaporado y la fracción no volátil se ha enriquecido o se ha separado por completo como sólido. La expresión coloquial para el mismo procedimiento es cocer, en particular cuando se forman concentrados muy viscosos.
Para un balance de masa sencillo entre la alimentación (0) y el producto evaporado (1) se cumple:
ṁ_0 = ṁ_1 + ṁ_Dampf
ṁ_0 · w_S,0 = ṁ_1 · w_S,1
La cantidad de calor necesaria para la evaporación se compone (de forma muy simplificada) del calentamiento sensible y del calor de vaporización:
Q̇ = ṁ_0 · c_p · (T_Sied − T_Ein) + ṁ_Dampf · Δh_V
Aquí, c_p es la capacidad calorífica, T_(Sied) la temperatura de ebullición, T_(Ein) la temperatura de entrada y Δh_V la entalpía de vaporización.
Significado de los símbolos:
- m_0̇: caudal másico de alimentación
- m_1̇: caudal másico del producto evaporado
- m_Dampḟ: caudal másico del disolvente evaporado
- w_S,0: fracción másica de sólido en la alimentación
- w_S,1: fracción másica de sólido en el producto
- Q̇: potencia térmica
- cp: capacidad calorífica específica del líquido/disolución
- T_Sied: temperatura de ebullición en el aparato
- T_Ein: temperatura de entrada de la disolución
- Δ_hV: entalpía de vaporización del disolvente
En equipos como las instalaciones de mezcla y secado amixon®, el líquido puede eliminarse de forma eficiente mediante evaporación. Opcionalmente también bajo vacío. A continuación, la humedad residual se reduce aún más por secado hasta obtener un polvo de fácil flujo. Aquí, además de la termodinámica (punto de ebullición, entalpía de vaporización), también intervienen variaciones en la consistencia del material (líquido, de alta viscosidad, semisólido, pulverulento). Este procedimiento evita bajos grados de llenado en el mezclador-evaporador al vacío.