amixon® 건조기 및 반응기에서 귀중한 물질이 포함된 액체의 증발 및 농축

끓고 증발하는 액체

amixon® 싱컨벡스® 믹싱 툴

액체에서 귀중한 물질 분리

대부분의 경우, 남은 고체는 증발 및 진공 건조를 통해 분리하고자 하는 귀중한 물질입니다. 때로는 그 반대일 때도 있습니다: 그런 다음 기화 매체는 냉각을 통해 액체로 응축되는 귀중한 물질입니다.

일반적으로 진공 혼합 건조기에서의 열 건조는 건조할 재료가 사전에 기계적으로 제습된 경우에만 경제적으로 실행할 수 있습니다. 예를 들어 여과 너치, 챔버 필터 프레스, 진공 멤브레인 필터 또는 원심분리기는 기계식 제습에 사용됩니다. 일부 액체는 용액인 동시에 현탁액이기도 합니다. 기계적으로 제습할 수 없으며 증발을 통해 두껍게 만들어야 합니다.

기화기의 교반기가 문제를 일으키는 경우가 있습니다.

불연속 증발기는 가열 가능한 진공 밀폐 용기입니다. 선택적으로 온열 설비를 추가할 수 있습니다. 보다 효과적인 열 공급을 위해 액체 교 반기가 설치되어 있습니다. 이러한 액체 교반기는 물질과 열의 교환을 개선합니다. 그러나 액체의 점도가 높아질수록 혼합 효율은 감소합니다. 경우에 따라 액체가 끈적끈적하고 점성이 생기거나 껌이나 축축한 모래와 비슷한 유동성을 보일 수도 있습니다. 이렇게 하면 액체 교반기가 막혀 손상될 수 있습니다. amixon®은 이러한 잘 흐르지 않는 분산액을 교반/혼합하기 위한 특별한 SinConvex® 및 SinConcave® 헬릭스 혼합 도구를 개발했습니다.

amixon® 혼합 도구는 고체와 액체에 똑같이 적합합니다. amixon® 진공 혼합 건조기는 점성 플라스틱 현탁액/액체를 혼합, 기화, 농축 및 건조할 수도 있습니다.

효율적인 열 교환을 위해 넓은 표면적으로 선택적으로 가열되는 amixon® 헬릭스 믹싱 툴

기화기 보일러의 액체용 교반기

사용 가능한 부피가 10m³인 원통형 amixon® 진공 혼합기 건조기/증발기

비용 이점: 하나의 amixon® 디바이스에서 세 가지 프로세스

독성 또는 고가의 물질을 처리하려면 해당 물질이 시스템에서 빠져나가지 않도록 하는 봉쇄 솔루션이 필요합니다. 이러한 시스템은 더 작고 컴팩트하게 구축할수록 좋습니다. 또한 하나의 시스템에서 가능한 한 많은 프로세스 단계를 수행할 수 있으면 유리합니다. 이러한 다목적 시스템은 예를 들어 물질이 젖었을 때 부식성이 강한 경우에도 유리합니다. 부식성 또는 연마성젖었을 때. 두 경우 모두 폐쇄적이고 컴팩트한 시스템에서 가능한 한 많은 프로세스 단계를 수행하는 것이 목표입니다.

그런 다음 증발과 건조를 모두 위해 진공 믹서 건조기를 사용하는 것이 좋습니다. 증발 공정을 경제적으로 운영하려면 증기 압력 값이 필요합니다. 이는 온도와 농도 곡선에 따라 달라집니다.

증기압 측정

염분과 미세하게 분산된 고체를 포함하는 복잡한 액체의 증기압은 아래에서 결정됩니다. 이 공정의 목적은 복잡한 현탁액/용액에 포함된 고체와 액체 성분을 분리하는 것입니다. 구성 요소는 다음과 같습니다: 물, 아세트산철, 염화칼슘, 과망간산칼슘, 크롬, 탄산나트륨, 염화나트륨, 불화나트륨, 인산 수소 나트륨, 수산화 나트륨, 질산 나트륨, 황산나트륨, 이산화 규소, 금속 비누, ...

아이소테니스코프 방법

증기압을 측정하는 자동화된 시스템은 오늘날 이미 사용 가능할 수도 있습니다. 그럼에도 불구하고 실험적인 설정을 살펴보는 것은 흥미롭습니다. 여기서 증기압은 이소테니스코프 용기를 사용하여 측정합니다. 이 실험 설정을 통해 수 mbar의 절대 압력에서도 증기 압력을 정확하게 측정할 수 있습니다.

분석할 액체/현탁액은 사이펀과 시료 용기에 있습니다. 액체는 차단 매체 역할을 합니다. 사이펀과 용기는 모두 온도 조절 용기에 위치하여 쉽게 볼 수 있습니다. 밸브 (a)와 (b)는 사이펀의 두 미니싱크가 같은 높이가 되도록 진공을 조절하는 데 사용됩니다. 이렇게 설정된 시스템 압력은 액체의 각 증기압입니다. 서스펜션의 온도가 변하면 값이 변경됩니다. 현탁액의 농도가 변하면 값도 변경됩니다.

1) 워터젯 펌프, 2) 울프병, 3) 스로틀 밸브 a, 4) 스로틀 밸브 b, 5) 압력 게이지, 6) 사이펀 튜브, 7) 샘플 용기, 8) 튜브 쿨러, 9) 온도계, 10) 수조 온도 조절기

증발 테스트에서 측정된 값

증류수와 현탁액의 비교

각각의 측정값은 압력 게이지 1과 2를 보정하여 결정됩니다. 울프 병은 진공 펌프의 상류에 설치되어 적용된 진공을 안정화합니다. 이소테니스코프 용기 위의 냉각 코일은 밀봉 매체를 재응축하는 데 사용됩니다.

증기압 곡선 계산

클라우지우스 클라페이론의 단순화된 공식은 액체의 증기압이 온도에 미치는 의존성을 도의 수정된 방정식으로 설명합니다. 실험을 그래픽으로 분석하기 위해 적절한 다이어그램을 사용하여 클라우지우스-클라페이론 공식을 명확하게 설명했습니다. 켈빈 단위의 온도는 횡좌표에 역수 값(1000 곱하기)으로 표시됩니다. 압력이 좌표에 로그 형태로 표시되면 액체의 증기압은 평행한 각도로 나타납니다. 도의 기울기는 액체의 엔탈피를 측정한 값입니다.

p: 증기압 T: 절대 온도 Δvap * H: 기화 엔탈피 R: 보편 기체 상수입니다.

다이어그램을 기반으로 세 가지 흥미로운 관찰을 할 수 있습니다:

서스펜션에는 몇 가지 액체가 포함되어 있나요? 이 예에서 측정 지점의 비교적 직선적인 과정은 이 현탁액의 액상이 단일 액체로만 구성되어 있음을 보여줍니다.
어떤 종류의 액체인가요? 직선의 기울기는 농도에 관계없이 물의 기울기와 동일하므로 물일 가능성이 매우 높습니다.
증발에서 진공 건조로의 전환은 어떤 고체 농도에서 이루어집니까? 현탁액의 농도가 증가함에 따라 증기압이 어떻게 감소하는지 확인할 수 있습니다. 12% 현탁액은 시스템 압력이 295mbar일 때 이미 70°C에서 기화합니다. 기화 중에는 압력을 144mbar로 낮춰야 합니다. 증발은 질량 기준 약 80~85%의 고형물 함량에서 끝납니다. 그런 다음 젖은 고체 분산액의 건조가 시작됩니다.

이 경우 적용될 증발 에너지는 쉽게 결정할 수 있습니다. 공급되는 열의 양은 70°C에서 물이 기화되는 열과 비슷합니다. 따라서 약 2333kJ/kg입니다. 이것은 처음에는 복사를 통해 열이 손실된다는 사실을 무시합니다.

고효율의 증발, 농축, 진공 혼합 건조

배치 증발기와 진공 혼합 건조기는 모두 높은 충전 수준에서 작동할 때 매우 효율적입니다. 이 경우 amixon® 혼합 건조기는 일정 수준 이하로 떨어지면 증발하는 동안 서스펜션이 반복적으로 채워집니다. 이는 여러 단계에 걸쳐 또는 지속적으로 발생합니다. 고형물 농도는 계속 증가합니다. 따라서 연속 기화 프로세스입니다. 기기의 최대 충전 레벨에 도달했을 때만 종료됩니다. 고형물의 최종 건조도 높은 충전 수준에서 이루어집니다.

즉, 증발과 건조가 하나의 소형 장치에서 편리하게 이루어집니다. 컴팩트한 장치. 동일한 장치를 사용하여 건조한 재료를 식히는 데에도 사용할 수 있습니다. 그런 다음 고체 배치를 자루, 큰 봉지 또는 벌크 용기에 채웁니다.

증기 필터, 응축기, 발열기, 교반기/믹서 드라이브의 치수와 같은 주변 시스템 구성 요소의 설계는 추후 블로그 게시물에서 자세히 다룰 예정입니다.