真空ポンプシステムでは、乾燥プロセスはどのように機能しますか?

多くの場合、真空プロセスはここに記載されているいくつかの領域をカバーします。バッチ乾燥では、例えばプロセスは（図2.74を参照）、領域A（空の容器の排気）から開始し、領域B、C、およびDを段階的に移動します。その場合、プロセスの経過は次のようになります。

図2.74水蒸気を移送するルーツポンプとコンデンサの適用分野（w/o GB =ガスバラストなし）

A.ガスバラストポンプとルーツポンプによる容器の排気。

B.材料を加熱することで発生する蒸気圧力が上昇するため、2つのコンデンサを接続します。

ポンプシステムの選択は、発生する蒸気部分圧力が最も高く、入口部の空気部分圧力が最も低いことによって決定されます。

C.メインコンデンサのバイパス

これで効果はありません。代わりに、蒸気圧がさらに低下してポンプシステムによって空にされるだけです。

D.中間コンデンサのバイパス。

ルーツポンプと前段真空ポンプ（開放型ガスバラスト付き）だけで輸送を継続できるようになりました。短期乾燥では、凝縮水で満たされたコンデンサを分離することが特に重要です。これは、ガスバラストポンプが、水の飽和蒸気圧で以前に凝縮さした水蒸気をコンデンサからポンプで送り続けるためです。
長期間の乾燥プロセスでは、凝縮水コレクタをコンデンサから遮断するのだけで十分です。その後、冷却チューブの残りの凝縮水膜のみ再蒸発させることができます。ガスバラストポンプのサイズに応じて、この再蒸発は30～60分かかります。

固形物質の乾燥

前述のように、固体物質の乾燥は、一連の問題をもたらします。単純に容器から水を出し、固体物質から水蒸気が拡散するのを待つだけでは不十分です。この方法は技術的には可能ですが、乾燥時間が耐えられないほど長くなってしまいます。

乾燥時間をできるだけ短くすることは、技術的に簡単なことではありません。乾燥物質の水含有量と層厚の両方が重要です。ここで説明できるのは原則だけです。具体的な質問がある場合は、弊社の専門家にお問い合わせいただくことをお勧めします。

乾燥時間tの関数として、乾燥させる材料の水分含有量Eは、拡散係数が水分含有量（プラスチックなど）に依存します。これは、次の式で近似しています。

（2.31）

E₀、ここでEは乾燥前の含水率
qは温度依存係数です。したがって、式（2.31）はqが決定された温度に対してのみ機能します
Kは、温度、材料付近の水蒸気部分圧力、寸法、材料の特性に依存する係数です。

この近似方程式を使用して、多くの物質の乾燥特性を評価できます。さまざまな温度と水蒸気部分圧力についてKとqが決定されている場合、他の温度の値は簡単に補間されるため、乾燥プロセスはすべての動作条件で計算できます。相似変換を使用すると、既知の特性を持つ材料の乾燥プロセスと、異なる特性を持つ材料の乾燥プロセスをさらに比較できます。

材料の乾燥に関するルール

材料表面の水蒸気部分圧力が比較的高い場合、すなわち乾燥する材料の表面にまだ完全に水分がない場合は、乾燥時間が短くなることが経験により示されています。これは、熱源と材料の間の熱伝導が高い圧力でより大きくなり、湿気のある表面層での拡散抵抗が乾燥層よりも小さくなるためです。湿った表面の条件を満たすために、乾燥チャンバー内の圧力が制御されます。必要な比較的高い水蒸気部分圧力を恒久的に維持できない場合、コンデンサの運転は一時的に中断されます。その後、チャンバー内の圧力が上昇し、材料の表面が再び湿った状態になります。制御された方法で容器内の水蒸気部分圧力を下げるために、コンデンサ内の冷媒温度を調節することができます。このようにして、コンデンサ温度は設定値に到達し、水蒸気部分圧力は制御された方法で減少することができます。

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