1. Loi de Dalton des pressions partielles:
* Évaporation de la force motrice: La loi de Dalton stipule que la pression totale d'un mélange de gaz est la somme des pressions partielles de ses composants individuels. Dans un évaporateur sous vide, la pression partielle du solvant vaporisé au-dessus de la surface liquide est la clé. La baisse de la pression totale dans l'évaporateur en créant un vide réduit directement la pression partielle de la vapeur de solvant, améliorant ainsi le taux d'évaporation.
2. Loi sur les gaz idéaux (PV =NRT):
* Pression et température de vapeur: La loi de gaz idéale relie la pression, le volume, la température et le nombre de moles de gaz. Dans un évaporateur sous vide, à mesure que la température du liquide augmente, la pression de vapeur du solvant augmente également. Cela conduit à un taux d'évaporation plus élevé.
* Conception du système sous vide: La loi de gaz idéale aide à déterminer le niveau de vide et la capacité du système requis. Il permet aux ingénieurs de calculer le volume de vapeur produit à une température et une pression donné, en aidant dans la sélection des pompes et des tailles de chambre à vide.
3. Loi de la diffusion de Graham:
* Retrait de vapeur: Cette loi stipule que le taux de diffusion d'un gaz est inversement proportionnel à la racine carrée de son poids moléculaire. Des molécules plus légères, comme la vapeur d'eau, diffusent plus rapidement que les plus lourdes. Dans un évaporateur sous vide, l'élimination efficace du solvant vaporisé repose sur ce principe. Le système à vide est conçu pour éliminer rapidement le solvant vaporisé de la chambre, l'empêchant d'atteindre la saturation et d'entraver une évaporation supplémentaire.
4. Loi de Raoult:
* Volatilité des solvants: Cette loi régit la pression de vapeur d'une solution. Il indique que la pression partielle d'un solvant au-dessus d'une solution est égale à la pression de vapeur du solvant pur multiplié par sa fraction molaire dans la solution. Dans un évaporateur sous vide, la volatilité du solvant a un impact direct sur son taux d'évaporation. Les solvants très volatils, comme l'éthanol, s'évaporent facilement à des pressions inférieures, tandis que les solvants moins volatils nécessitent des températures plus élevées et / ou des pressions plus faibles.
5. Applications dans l'évaporation du vide:
* Traitement alimentaire: Les évaporateurs sous vide sont utilisés pour concentrer les jus de fruits, le lait et d'autres produits alimentaires tout en préservant leur saveur et leurs nutriments. Les lois sur le gaz régissent le taux d'évaporation et aident à contrôler la cohérence finale du produit.
* Traitement chimique: De nombreux processus industriels reposent sur l'évaporation du vide pour séparer les solvants des solutions ou pour concentrer les matériaux. La compréhension des lois sur le gaz permet une optimisation efficace de ces processus.
* Fabrication pharmaceutique: Les évaporateurs sous vide sont cruciaux pour isoler et purifier les ingrédients actifs dans la production pharmaceutique. L'environnement contrôlé et le contrôle précis de la température, guidé par les lois sur le gaz, garantissent la qualité du produit.
En résumé, la compréhension des lois sur le gaz est essentielle pour la conception, l'exploitation et l'optimisation des évaporateurs de vide. Ces lois aident à déterminer le taux d'évaporation, à contrôler le niveau de vide et à assurer une élimination efficace du solvant vaporisé, contribuant à l'efficacité et à l'efficacité du processus global.
