Odparowywanie, gotowanie

Podczas odparowywania roztwór jest podgrzewany do momentu, aż rozpuszczalnik wyparuje, a część nielotna zostanie wzbogacona lub całkowicie oddzielona w postaci substancji stałej. Potocznym określeniem tego samego procesu jest „gotowanie”, zwłaszcza w przypadku powstania lepkich koncentratów.

W przypadku prostego bilansu masowego między dopływem (0) a produktem odparowanym (1) obowiązuje następująca zależność:

ṁ_0 = ṁ_1 + ṁ_Dampf

ṁ_0 · w_S,0 = ṁ_1 · w_S,1

Ilość ciepła potrzebna do odparowania składa się (w dużym uproszczeniu) z ciepła czułego i ciepła parowania:

Q̇ = ṁ_0 · c_p · (T_Sied − T_Ein) + ṁ_Dampf · Δh_V

Przy czym c_p oznacza pojemność cieplną, T_(Sied) temperaturę wrzenia, T_(Ein) temperaturę wejściową, a Δh_V entalpię parowania.

Znaczenie symboli:

• m_0̇: przepływ masowy dopływu
• m_1̇: strumień masowy produktu odparowanego
• m_Dampḟ: strumień masowy odparowanego rozpuszczalnika
• w_S,0: udział masowy substancji stałych w dopływie
• w_S,1: udział masowy substancji stałej w produkcie
• Q̇: Moc cieplna
• cp: specyficzna pojemność cieplna cieczy/roztworu
• T_Sied: temperatura wrzenia w aparacie
• T_Ein: temperatura początkowa roztworu
• Δ_hV: entalpia parowania rozpuszczalnika

W urządzeniach takich jak mieszalniki i suszarnie amixon® płyn można skutecznie usunąć poprzez odparowanie. Opcjonalnie również przy zastosowaniu próżni. Następnie wilgotność resztkowa jest dalej redukowana poprzez suszenie, aż do uzyskania sypkiego proszku. Oprócz termodynamiki (temperatura wrzenia, entalpia parowania) rolę odgrywają tu również zmieniające się konsystencje substancji (płynna, wysoko lepkie, półstałe, proszkowe). Takie postępowanie pozwala uniknąć niskiego stopnia napełnienia w próżniowej mieszalniku-parowniku.