2. 1浓缩工艺参数对蒸发效果的影响
实验室条件下开展乙醇溶液真空浓缩实验可以通过改变真空度、水浴温度、浓缩时间以及蒸发瓶旋转速度来得到不同的蒸发效果,研究结果如下。
2.1.1乙醇浓度对蒸发效果的影响
设置加水浴温度为50℃,浓缩时间为20min,蒸发瓶转速50rpm,真空度为60mbar,改变乙醇溶液的浓度,检测浓缩得到溶液、乙醇和清水的蒸发速率以及乙醇和清水的蒸发损耗量。
随着溶液中乙醇浓度的升高,乙醇蒸发速率稍有提升,乙醇浓度由25%提高到25%后,乙醇蒸发速率增加了12.5%;但同时清水的蒸发速率下降了16.0%,导致溶液总的蒸发速率也是有所下降的。可见,虽然乙醇蒸发速率随着其浓度的上升会有所升高,但乙醇的存在会对清水的蒸发有所影响。这是由于同样的真空度下,乙醇的蒸发温度显著低于清水,更容易蒸发,又由于乙醇在蒸发的过程中会从溶液中吸收大量热量,因此乙醇浓度的上升会引起溶液中清水蒸发速率的下降。
真空浓缩过程中需要使溶液蒸发系统保持低压,因此系统中会有部分气态的乙醇以及水随着真空泵排走而损耗。如图2所示,随着乙醇浓度的升高,乙醇损耗量显著提升,75%浓度乙醇溶液相同蒸发条件下损耗量比25%浓度乙醇溶液上升38.4%。而同时,清水的损耗略有下降,这与乙醇浓度上升影响清水蒸发速率的原理相类似。
2.1.2 水浴温度对蒸发效果的影响
乙醇浓度为50%,时间为20min,蒸发瓶转速50rpm,真空度为60mbar,改变水浴温度,检测溶液、乙醇和清水的蒸发速率以及乙醇和清水的蒸发损耗量。