Essiccazione a contatto sotto vuoto
L'essiccazione a contatto sotto vuoto è un processo di essiccazione che avviene a una pressione inferiore a quella atmosferica. In questo processo, il prodotto è a diretto contatto con le pareti riscaldate o con gli utensili di miscelazione. Grazie alla pressione ridotta, il punto di ebollizione del liquido si abbassa, consentendo così un'essiccazione efficiente a basse temperature.
Il trasferimento di calore avviene prevalentemente per conduzione termica e per trasferimento di calore per contatto. La convezione svolge solo un ruolo secondario. La superficie specifica di trasferimento del calore dell'apparecchio riveste quindi grande importanza. Una superficie di contatto ampia aumenta la velocità di essiccazione e l'efficienza energetica.
Il fabbisogno termico per l'evaporazione è descritto dalla seguente equazione:
Qdot = mdot * Delta_h_vap
- Q_(dot) è la potenza termica immessa (W)
- m_(dot) è la portata massica dell'acqua o del solvente in fase di evaporazione (kg/s).
- h_(vap) è l'entalpia di evaporazione del liquido (J/kg).
Il tasso di essiccazione risulta dal bilancio energetico:
m_(dot,evap) = Q_(dot) /Δh_(vap)
- m_(dot,evap) è la portata di evaporazione del liquido (kg/s)
- Qdot è la potenza termica nominale (W)
- Delta_h_vap è l'entalpia di evaporazione (J/kg).
Il flusso termico attraverso la parete riscaldata può essere descritto dalla seguente equazione:
Qdot = U * A * ΔT
- U è il coefficiente di trasmissione termica globale (W/(m²·K))
- A è la superficie di scambio termico (m²)
- Delta_T è la differenza di temperatura tra il fluido termovettore e il prodotto (K)
L'essiccazione a contatto sotto vuoto viene utilizzata per polveri, granulati, paste e sospensioni. Si tratta di un processo importante nell'industria chimica, alimentare, farmaceutica e delle batterie. Il processo è particolarmente indicato per prodotti sensibili alla temperatura e soggetti a ossidazione. I solventi possono essere recuperati con un elevato grado di purezza, evitando così che finiscano nell'ambiente.