Eindampfen, Einkochen

Beim Eindampfen wird eine Lösung so lange erhitzt, bis das Lösungsmittel verdampft ist und der nichtflüchtige Anteil angereichert oder vollständig als Feststoff abgetrennt wurde. Der umgangssprachliche Ausdruck für denselben Vorgang ist Einkochen, insbesondere wenn zähflüssige Konzentrate entstehen.

Für eine einfache Massenbilanz zwischen Zulauf (0) und eingedampftem Produkt (1) gilt:

ṁ_0 = ṁ_1 + ṁ_Dampf

ṁ_0 · w_S,0 = ṁ_1 · w_S,1

Die zum Eindampfen erforderliche Wärmemenge setzt sich (stark vereinfacht) aus sensibler Erwärmung und Verdampfungswärme zusammen:

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

Dabei sind c_p die Wärmekapazität, T_(Sied) die Siedetemperatur, T_(Ein) die Eintrittstemperatur und Δh_V die Verdampfungsenthalpie.

Bedeutung der Symbole:

• m_0̇: Massenstrom Zulauf
• m_1̇: Massenstrom eingedampftes Produkt
• m_Dampḟ: Massenstrom verdampftes Lösungsmittel
• w_S,0: Massenanteil Feststoff im Zulauf
• w_S,1: Massenanteil Feststoff im Produkt
• Q̇: Wärmeleistung
• cp: spezifische Wärmekapazität der Flüssigkeit/Lösung
• T_Sied: Siedetemperatur im Apparat
• T_Ein: Eintrittstemperatur der Lösung
• Δ_hV: Verdampfungsenthalpie des Lösungsmittels

In Apparaten wie den amixon® Misch- und Trocknungsanlagen kann die Flüssigkeit effizient durch Eindampfen entfernt werden. Wahlweise auch bei Vakuumanlegung. Im Anschluss wird die Restfeuchte durch Trocknung weiter reduziert, bis ein rieselfähiges Pulver entsteht. Hier spielen neben der Thermodynamik (Siedepunkt, Verdampfungsenthalpie) auch wechselnde Stoffkonsistenzen (flüssig, hochviskos, halbfest, pulvrig) eine Rolle. Dies Vorgehensweise vermeidet niedrige Füllgrade im Vakuum-Mischer-Verdampfer.