Вакуумное испарение — это процесс, при котором давление в заполненном жидкостью контейнере понижается ниже давления паров жидкости, заставляя жидкость испаряться при более низкой температуре, чем обычно. Хотя этот процесс может быть применен к любому типу жидкости при любом давлении паров, его обычно используют для описания кипения воды путем понижения внутреннего давления контейнера ниже стандартного атмосферного давления и заставляя воду кипеть при комнатной температуре . [1]
Процесс обработки вакуумным испарением заключается в снижении внутреннего давления в испарительной камере ниже атмосферного. Это снижает температуру кипения жидкости, которая должна быть выпарена, тем самым уменьшая или устраняя потребность в тепле как в процессе кипения, так и в процессе конденсации. Существуют и другие преимущества, такие как возможность перегонять жидкости с высокими температурами кипения и избегать разложения веществ, чувствительных к теплу. [2]
Когда этот процесс применяется к пище , и вода испаряется и удаляется, пища может храниться в течение длительного времени без порчи. Он также используется, когда кипячение вещества при нормальной температуре химически изменяет консистенцию продукта, например, яичные белки коагулируют при попытке дегидратировать альбумин в порошок.
Этот процесс был изобретен в 1866 году Анри Нестле , создателем шоколада Nestlé , [ необходима ссылка ], хотя шейкеры уже использовали вакуумные камеры до этого (см. сгущенное молоко ).
Этот процесс используется в промышленности для производства таких пищевых продуктов, как сгущенное молоко для молочного шоколада и томатная паста для кетчупа .
В сахарной промышленности вакуумное испарение используется для кристаллизации растворов сахарозы . Традиционно этот процесс осуществлялся в пакетном режиме, но в настоящее время доступны вакуумные аппараты непрерывного действия. [ 3]
Вакуумные испарители используются в широком спектре отраслей промышленности для очистки промышленных сточных вод . [4] Это чистая, безопасная и очень универсальная технология с низкими затратами на управление, которая в большинстве случаев служит системой очистки с нулевым сбросом.
Вакуумное испарение также является формой физического осаждения паров , используемой в полупроводниковой , микроэлектронной и оптической промышленности. В этом контексте оно используется для осаждения тонких пленок материала на поверхности. Такая технология состоит из откачки вакуумной камеры до низких давлений (<10−5 торр ) и нагрева материала для получения пара для осаждения материала на холодную поверхность. Материал, который необходимо испарять, обычно нагревают до тех пор, пока давление его паров не станет достаточно высоким для создания потока в несколько ангстрем в секунду с помощью электрорезистивного нагревателя или бомбардировки высоковольтным лучом .
Термическое испарение было исследовано для производства органических светодиодов (OLED) и органических фотоэлектрических элементов . [5] [6] В органических фотоэлектрических элементах чистота слоев органических полупроводников влияет на эффективность преобразования энергии и стабильность устройства. [7]