Évaporer, réduire
Lors de l'évaporation, une solution est chauffée jusqu'à ce que le solvant s'évapore et que la partie non volatile soit enrichie ou complètement séparée sous forme de matière solide. Le terme courant pour désigner ce même processus est « cuisson », en particulier lorsque des concentrés visqueux sont obtenus.
Pour un bilan massique simple entre l'alimentation (0) et le produit évaporé (1), on a :
ṁ_0 = ṁ_1 + ṁ_Dampf
ṁ_0 · w_S,0 = ṁ_1 · w_S,1
La quantité de chaleur nécessaire à l'évaporation se compose (de manière très simplifiée) du réchauffement sensible et de la chaleur d'évaporation :
Q̇ = ṁ_0 · c_p · (T_Sied − T_Ein) + ṁ_Dampf · Δh_V
Où c_p est la capacité thermique, T_(ébullition) la température d'ébullition, T_(entrée) la température d'entrée et Δh_V l'enthalpie d'évaporation.
Signification des symboles :
- m_0̇ : débit massique à l'entrée
- m_1̇ : débit massique du produit évaporé
- m_vapeur : débit massique du solvant évaporé
- w_S,0 : proportion massique de matières solides dans l'alimentation
- w_S,1 : proportion massique de matières solides dans le produit
- Q̇ : puissance thermique
- cp : capacité thermique spécifique du liquide/de la solution
- T_Sied : température d'ébullition dans l'appareil
- T_Ein : température d'entrée de la solution
- Δ_hV : enthalpie d'évaporation du solvant
Dans des appareils tels que les installations de mélange et de séchage amixon®, le liquide peut être éliminé efficacement par évaporation. Également disponible en option avec application sous vide. L'humidité résiduelle est ensuite réduite par séchage jusqu'à obtenir une poudre fluide. Outre la thermodynamique (point d'ébullition, enthalpie d'évaporation), les différentes consistances des substances (liquide, très visqueux, semi-solide, pulvérulent) jouent également un rôle. Cette procédure évite les faibles taux de remplissage dans le mélangeur-évaporateur sous vide.