Упаривание, варка

При выпаривании раствор нагревается до тех пор, пока растворитель не испарится, а нелетучая часть не обогатится или полностью не отделится в виде твердого вещества. В разговорной речи этот процесс называется «увариванием», особенно если в результате получаются вязкие концентраты.

Для простого баланса масс между поступлением (0) и испаренным продуктом (1) выполняется следующее:

ṁ_0 = ṁ_1 + ṁ_Dampf

ṁ_0 · w_S,0 = ṁ_1 · w_S,1

Количество тепла, необходимое для испарения, состоит (в упрощенном виде) из теплоты, необходимой для нагрева, и теплоты испарения:

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

Здесь c_p — теплоемкость, T_(кип) — температура кипения, T_(вход) — температура на входе, а Δh_V — энтальпия испарения.

Значение символов:

• m_0̇: массовый расход на входе
• m_1̇: массовый расход испаренного продукта
• m_Dampḟ: массовый расход испаренного растворителя
• w_S,0: массовая доля твердого вещества в подаваемом потоке
• w_S,1: массовая доля твердого вещества в продукте
• Q̇: Тепловая мощность
• cp: удельная теплоемкость жидкости/раствора
• T_Sied: температура кипения в аппарате
• T_Ein: температура входа раствора
• Δ_hV: энтальпия испарения растворителя

В аппаратах, таких как смесительные и сушильные установки amixon®, жидкость может быть эффективно удалена путем испарения. По желанию также при применении вакуума. Затем остаточная влажность дополнительно снижается путем сушки до получения сыпучего порошка. Здесь, помимо термодинамики (точка кипения, энтальпия испарения), также играют роль изменяющиеся консистенции вещества (жидкая, высоковязкая, полутвердая, порошкообразная). Такой подход позволяет избежать низкой степени заполнения вакуумного смесителя-испарителя.