Concentrare, mettere in conserva
Durante l'evaporazione, una soluzione viene riscaldata fino a quando il solvente è evaporato e la parte non volatile è stata arricchita o completamente separata sotto forma di sostanza solida. Il termine colloquiale per lo stesso processo è "riduzione", in particolare quando si formano concentrati viscosi.
Per un semplice bilancio di massa tra afflusso (0) e prodotto evaporato (1) vale quanto segue:
ṁ_0 = ṁ_1 + ṁ_Dampf
ṁ_0 · w_S,0 = ṁ_1 · w_S,1
La quantità di calore necessaria per l'evaporazione è composta (in modo molto semplificato) dal riscaldamento sensibile e dal calore di evaporazione:
Q̇ = ṁ_0 · c_p · (T_Sied − T_Ein) + ṁ_Dampf · Δh_V
Dove c_p è la capacità termica, T_(ebollizione) è la temperatura di ebollizione, T_(ingresso) è la temperatura di ingresso e Δh_V è l'entalpia di evaporazione.
Significato dei simboli:
- m_0̇: flusso di massa in entrata
- m_1̇: flusso di massa del prodotto evaporato
- m_vapore: flusso di massa del solvente evaporato
- w_S,0: percentuale in massa di solidi nell'alimentazione
- w_S,1: percentuale in massa di solidi nel prodotto
- Q̇: Potenza termica
- cp: capacità termica specifica del liquido/della soluzione
- T_Sied: temperatura di ebollizione nell'apparecchio
- T_Ein: temperatura di ingresso della soluzione
- Δ_hV: entalpia di evaporazione del solvente
In apparecchi come gli impianti di miscelazione e essiccazione amixon® è possibile rimuovere il liquido in modo efficiente mediante evaporazione. A scelta anche con applicazione del vuoto. Successivamente, l'umidità residua viene ulteriormente ridotta mediante essiccazione fino ad ottenere una polvere scorrevole. Oltre alla termodinamica (punto di ebollizione, entalpia di evaporazione), anche le diverse consistenze dei materiali (liquido, altamente viscoso, semisolido, polveroso) giocano un ruolo importante. Questo procedimento evita bassi livelli di riempimento nel miscelatore-evaporatore sottovuoto.