クラウジウス・クラペイロン方程式
微分形式でのクラウジウス・クラペイロン方程式:
d(ln p)/dT = ΔH_V / (R · T^2)
実践的で統合的な形をとったクラウジウス・クラペイロン方程式は、例えば次のように表されます:
ln(p_2/p_1) = - (ΔH_V / R) · (1/T_2 - 1/T_1)
- p₁, p₂:それぞれ温度 T₁ および T₂ における液体の平衡蒸気圧
- T1、T2:ケルビン単位の絶対温度
- R: 普遍的なガス定数
- ΔHV:モル蒸発エンタルピー
この式が示すように、温度が上昇すると蒸気圧は指数関数的に増加し、逆に温度が低下すると蒸気圧は著しく低下します。例えば、所定のL値について、圧力を下げた場合(真空状態)に液体の「沸点」がどのように変化するかを計算することができます。まさにこの点が、穏やかな濃縮および乾燥プロセスにおいて極めて重要な要素となります。
amixon®装置で液体を蒸発させる場合、多くの場合、減圧下で操作が行われます。圧力を下げることで沸点が低下し、より低い製品温度で液体を蒸発させることが可能になります。
液体がほぼ除去されると、プロセスは残留乾燥の段階に移行します。この段階では、粉末中に薄い膜や毛細管液が残っているのみです。ここでは、固体内部での拡散および熱・物質移動が乾燥速度を決定します。クラウジウス・クラペイロン関係式は、表面における平衡蒸気圧を記述するものであり、一方、amixon®乾燥機は、温度制御、真空、および原料の撹拌を通じて、流動性のある粉末が得られるまで、残留液が完全に蒸発するようにします。