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食品の乾燥方法の1つの選択肢として減圧沸騰を実施しました。 予備実験の結果、...

tos********さん

2019/10/2120:10:54

食品の乾燥方法の1つの選択肢として減圧沸騰を実施しました。
予備実験の結果、容器の天板に水滴が出現。

水滴は真空ポンプの吸引能力以上に水蒸気が発生し、透明天板の温度が
沸点より低かったので透明天板と接触することで液化したと考えた。
実験内容
対象物温度60℃、表面積144㎠、室温23℃、真空ポンプ能力30リットル/分
目視で水滴を確認した時に真空ポンプを停止する。
再び外気を入れて大気圧に戻して天板の水滴をスイパーで外へ押し出した後に真空ポンプを稼働。
その繰り返しをして乾燥させたらどうなるかと思い実験をしました。
そこで質問。
停止するタイミングによって誤差が発生するかと思いますが、
発生する水蒸気量を計算で求める式を教えてください。
天井にどの程度付着するのかを知りたくてお聞きします。

容器内温度、容器対象物の表面積、外気温等が変数に影響するかは予想は
つくのですが具体的にはわかりません。
よろしくお願いいたします。

補足食品とは水分量90%の焼酎かすで、エアーフィルターをつけたドライポンプで実験しました。
メインの容器に今回の小さなステンレス容器を接触させてメインから熱をもらう形で実施しました。
後学のために発生する水蒸気量を把握したいと思っています。
計算するための式を教えてください。
よろしくお願いします。

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qqm********さん

2019/10/2208:21:26

計算では求められませんよ。
真空引きして、温度が下がるので、結露するのですよ。
全体を暖めることです。
ただ、真空ポンプに水が入ると、ポンプが壊れます。
必ずトラップをつけましょう。
60℃で吸引するのでしたら、氷で良いです。

  • qqm********さん

    2019/10/2214:53:43

    結露は、飽和水蒸気圧に達すると生じます。
    装置内の温度と圧力が正確に測定しているのでしたら、飽和水蒸気圧は、計算、または、便覧から求められますよ。

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うわつきさん

2019/10/2313:46:50

沸点より低く液化した、まぁつまり結露したわけですよね。

多分計算式を出すにしても情報が結構不足してるんだと思います。
単純に発生する水蒸気量はもう少し情報があればすぐ出せるんだとは思いますが、着いた水蒸気の量はもっと複雑ではないのかと思います。
私にそんな頭脳は無いんですけど…

容器の容積(表面積があれば良いのか?)と、ポンプの到達圧力と、水滴がついた段階(あるいは水滴量を計測したい段階)の実際の圧力。
焼酎かすは水分量しか無いので総重量(というか水分の総量?)とか。
またその温度観測、結露する窓の温度も必要でしょう。
気化熱によって温度が下がるから蒸発速度やなんかにも影響してる。
結露してるのは本当に水だけなのかとか、アルコール分があったら水より先に飛んでるでしょうけど当然水だけより早く冷えると思うし。
真空乾燥では試料の凍結がみられる程なのかなぁと思いますし…
加熱しているのならその熱量とかも計算に必要になるかもしれない。

あとは大気に戻す時には湿度が必ず入ってきますし、今回の質問からはそこは要らないのかなぁ。

そんな具合に、この問題は様々な計算式を複合して足し合わせないと求められないと思います。


回答になっておらずすみません。
真空乾燥炉でシリカゲルの乾燥程度で炉を加熱していてもヒーターの無い前面窓の隅に水がついたりしてよく見る現象ですし、それでも時間をかけて引き続ければ無くなるものでした。
90%の水分というとシャバシャバなのかと思うとキュウリが90%以上水分って所からそうでもないような印象も受けますね。

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iwa********さん

2019/10/2120:25:31

何かよくわからない操作です。真空ポンプで水蒸気を吸引するのなら途中にトラップをつければいいと思います。天板に水滴ができるのは当然で、ある意味トラップです。途中で止める意味が わかりません。そのまま引き続ければ食品は乾燥します。途中に水滴ができるのが悪ければ、ポンプにそのまま水が入る方がもっと悪いはずです。 それが困るのならきちんと冷やしたトラップをつけてください。

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