真空混合乾燥
真空混合乾燥とは、真空下で行われる混合と乾燥を組み合わせたプロセスです。このプロセスでは、製品が連続的に撹拌されながら脱水されます。負圧により液体の沸点が低下するため、低温での乾燥が可能となります。
撹拌により、熱と物質の移動が均一に行われます。凝集した塊がほぐされます。表面積が増加します。乾燥が促進されます。
真空混合乾燥では、湿った粒子が乾燥機の加熱された表面と接触することで熱伝達が行われます。この際、熱は温度制御された容器壁、加熱コイル、または加熱された混合翼を介して供給されます。このプロセスにおいて、乾燥機の比表面積は極めて重要な役割を果たします。熱伝達面積が大きいほど、乾燥速度とエネルギー効率が向上します。
蒸発に必要な熱量は、次の式で表されます：
Q˙ = m˙⋅Δhvap
- Q˙ は熱需要、すなわち供給される熱出力である
- m˙ は、蒸発する水または溶媒の質量流量である
- Δhvapは液体の蒸発エンタルピーである
乾燥速度は、おおよそ次のように表すことができる。
m˙evap = Δhvap · Q˙
- m˙evapは液体の蒸発流量である
- Q˙ は登録された熱出力である
- Δhvap 蒸発エンタルピー
蒸気は、蒸気フィルター、凝縮器、真空ポンプを介して排出されます。真空混合乾燥は、粉末、ペースト、懸濁液の処理に用いられます。これは、化学、食品、製薬、電池産業において重要な役割を果たしています。このプロセスは、温度に敏感な製品や酸化しやすい製品に特に適しています。真空下では、流体ははるかに低い温度で蒸発します。