減圧脱水(気圧・速度)について
減圧脱水蒸留についてご教授頂きたく質問致しました。
樹脂のような粘性流体の中に水が混じっている2成分系から、
減圧蒸留法で水と樹脂流体を分離したいと考えています。
容器の中に樹脂流体と水を混ぜて、冷却コンデンサーと真空ポンプを接続して
減圧脱水を行い、コンデンサーで水蒸気を凝集回収して水が得られました。
粘性流体の沸点は500℃以上であるため気化しません。
容器の外周温度は120℃として、コンデンサーには20℃の水道水を使用しました。
容器内の気圧は-0.08MPa程度まで減圧され容器内の温度は約60℃で、
水飽和蒸気圧の温度とほぼ一致しました。
脱水時間は4時間かかりました。
この一連の操作で
(1)容器内の気圧を-0.09MPaまで真空度を上げたい。
(2)脱水時間を速くしたい。
と考えています。
ちなみにポンプ手前の気圧は-0.095MPaでした。
容器内の気圧が低いほど脱水時間は短くなると思うのですが、
気圧をさらに下げるにはどうすればよいかです。
外周温度を下げれば発生蒸気量を抑えられるので気圧を下げることは可能ですが、
脱水時間が延びてしまうため不可と考えています。
補足事項として、コンデンサーは2つ直列に連結しており、
1個目のコンデンサーの水の回収率は40%
2個目のコンデンサーの水の回収率は60%
コンデンサーの大きさは同じです。
水の回収率は100%でした。
ポンプは水封式ポンプを使用しています。
1個目のコンデンサーの回収率が低いということは、
コンデンサーの冷却能力が足りないのではないかと考えています。
1個目のコンデンサーの回収率が高くなれば、そのコンデンサー内の
気圧も下がり容器内の気圧も下がると考えてよいでしょうか。
容器内で水が蒸気になる速度とコンデンサー内で蒸気が水になる速度が近いほど、
気相空間部分に蒸気として滞留している量も少なくなり気圧も低く保つことができるのでしょうか。
容器からコンデンサーへ流れる水蒸気の速度は、
容器内気圧とコンデンサー内気圧の差が大きいほど速くなるという考えで正しいでしょうか。
コンデンサーの大きさは容器に対してどのくらいのスケールが一般的でしょうか。
なお冷却コンデンサーを直列に繋いでいますが、
並列に繋いだほうが、回収率は同じでも
コンデンサー内気圧は低くなり容器内気圧も下がるのではないかと考えています。
実験をしてデータをそろえる必要がありますが、
考察の方向性としてご意見を頂きたく思いました。
不躾な疑問を羅列して大変恐縮でありますが、
何卒よろしくお願い致します。
補足
微粒のアルミニウムと水は常温でも反応するのですが,この場合は化学反応はどのように変化するのでしょうか?説明不足ですいません.