G
Gelöschtes Mitglied 18410
Gast
Jetzt versuche ich mal Gefriertrocknung einfach zu erklären ...
Die Grundlage dieser Art der Trocknung ist die Tatsache, dass eine Druckänderung Auswirkung auf das Wasser hat. Zum einen können die Übergänge der Aggregatzustände in der Temperaturskala verschoben werden, zum anderen kann die Temperatur über den Druck gesteuert/verändert werden.
Beispiel "Überdruck im Schnellkochtopf"
Ich wohne auf 214m üNN und der atmosphärische Druck liegt bei knapp 1000mbar. Wenn ich nun mein Wasser für die Pellkartoffeln erhitze, fängt es bei knapp 100°C an zu kochen. Nun verschließe ich den Schnellkochtopf mit dem Deckel und ich kann hören, wie das Wasser aufhört zu kochen. Es entsteht ein Überdruck im Topf, so dass der Siedepunkt nach oben, schätze max. 110°C, verschoben wird. Was ist aber, wenn ich den Druck verringere? Hierzu besuchen wir meinen Freund den Yeti am Mount Everest. Es ist eisig kalt und der Luftdruck beträgt nur 300mbar. Ich hole meinen Schnellkochtopf mit den Kartoffeln raus und erhitze in auf dem Lagerfeuer. Schon bei 70°C fängt das Wasser an zu kochen. 2 Stunden später sind die Kartoffeln endlich gar. Ich schenke dem Yeti meinen Schnellkopftopf, damit auch er seine Kartoffeln schneller und vor allem mit höherer Temperatur kochen kann.
Wieder zurück zu Hause schließe ich nun eine Vakuumpumpe an meinem Schnellkopftopf (der Yeti wollte ihn dann doch nicht) an. Was ist, wenn ich noch weiter runter mit dem Druck gehe? Bei 25mbar fängt das Wasser an zu kochen, ohne dass ich den Herd einschalte. Ich pumpe weiter Luft aus dem Kochtopf und erreiche 6mbar. Das Wasser gefriert plötzlich. Ups. Anstatt Wasser packe ich nun eine Handvoll Rocotos in den Topf und evakuiere wieder die Luft. Oh nein, bei 25mbar fängt das Wasser in den Chilis an zu kochen und die Frucht schlägt blasen. Mist. hm ... nächster Versuch ... Ich friere vorab die Rocotos in meiner Gefriertruhe mit -18°C ein und evakuiere erst dann die Luft bis 6mbar. Es klappt, die Chilis bleiben heile, denn Eis kann nicht kochen. Wir sind der Gefriertrocknung nun recht nahe.
Beispiel "Wäsche trocknen im Winter"
Wir haben Januar und der sonnige Wintertag begrüßt uns mit satten -10°C. Ich schaue aus dem Fenster und meine Omma hängt draussen im Schnee die Wäsche auf. Spinnt die? Nein, die Omma spinnt nicht. Zuerst gefriert das Wasser in der Jeans und dann bringen die Sonnenstrahlen das Eis zum Dampfen. Diese Eigenschaft des Wassers nennt man Sublimation, d.h. der Vorgang des Auftauens von gefroren in flüssig wird förmlich übersprungen. Sublimation ist übrigens ein anderes Wort für Gefriertrocknung bzw. der wichtigste Teil der Gefriertrocknung.
Gehen wir zurück zu meinem Kochtopf. Ich senke das Vakuum weiter auf 1mbar und die Rocotos frieren nun durch den Unterdruck / das Vakuum bei -18°C. Wie die Sonne der Wäsche Wärmeenergie zugeführt hat, ist es nun meine Raumtemperatur, die mit +20°C auf den Topf einwirkt und auch hier das Eis in den Chilis zum Verdampfen bringt. Doch was passiert mit dem Dampf ... wie kommt der aus dem Topf raus? Über die Vakuumpumpe? Nein, das würde die Pumpe auf Dauer zerstören.
Beispiel "Die Brille im Winter"
Es ist immer noch Januar und eisig kalt. Gegen 22:00Uhr gehe ich mit meinem Kumpel Willi in die Diso, in der seit 2 Stunden 200 Leute tanzen. Es ist dicke Luft. Ich betrete das Tanzlokal und sofort beschlägt meine Brille. Der Wasserdampf aus dem Raum kondensiert auf meiner kalten Brille. Der Wasserdampf mag kalte Orte und wandert förmlich in deren Richtung.
Ich nehme nun einen zweiten Schnellkochtopf und stelle diesen in meine -20°C kalte Gefriertruhe. Anschließlich bohre ich ein Loch in die Seitenwand und verbinde beide Töpfe mit einem Schlauch. In beiden herrscht nun der gleiche Luftdruck bzw Unterdruck. In einem Topf die Rocotos, die durch die Raumtemperatur Wasser verdampfen. Der andere Topf mit -20°C zieht den Wasserdampf förmlich an und an dessen Wand wird der Wasserdampf wieder zu Eis. Das nennt man Resublimation. Und wir sind nun bei der Gefriertrocknung angelangt. Am Ende ist das Wasser komplett aus den Rocotos verdampft und die Chilis nähern sich der Raumtemperatur an. Auf der anderen Seite habe ich dann die 85% Eis aus den Chilis.
Das ist jetzt Teil 1 der Gefriertrocknung. Wieso man dieses Verfahren verwendet, wo Vor- und Nachteile sind, wie die Gefriertrocknung in der Praxis aussieht, werde ich im nächsten Teil erklären. Ich bitte Euch, hier vorerst keine Kommentare zu posten, solange ich das Thema nicht beendet habe. Schickt mir Fragen einfach per PN und ich werde dann am Ende ein FAQ daraus machen.
Die Grundlage dieser Art der Trocknung ist die Tatsache, dass eine Druckänderung Auswirkung auf das Wasser hat. Zum einen können die Übergänge der Aggregatzustände in der Temperaturskala verschoben werden, zum anderen kann die Temperatur über den Druck gesteuert/verändert werden.
Beispiel "Überdruck im Schnellkochtopf"
Ich wohne auf 214m üNN und der atmosphärische Druck liegt bei knapp 1000mbar. Wenn ich nun mein Wasser für die Pellkartoffeln erhitze, fängt es bei knapp 100°C an zu kochen. Nun verschließe ich den Schnellkochtopf mit dem Deckel und ich kann hören, wie das Wasser aufhört zu kochen. Es entsteht ein Überdruck im Topf, so dass der Siedepunkt nach oben, schätze max. 110°C, verschoben wird. Was ist aber, wenn ich den Druck verringere? Hierzu besuchen wir meinen Freund den Yeti am Mount Everest. Es ist eisig kalt und der Luftdruck beträgt nur 300mbar. Ich hole meinen Schnellkochtopf mit den Kartoffeln raus und erhitze in auf dem Lagerfeuer. Schon bei 70°C fängt das Wasser an zu kochen. 2 Stunden später sind die Kartoffeln endlich gar. Ich schenke dem Yeti meinen Schnellkopftopf, damit auch er seine Kartoffeln schneller und vor allem mit höherer Temperatur kochen kann.
Wieder zurück zu Hause schließe ich nun eine Vakuumpumpe an meinem Schnellkopftopf (der Yeti wollte ihn dann doch nicht) an. Was ist, wenn ich noch weiter runter mit dem Druck gehe? Bei 25mbar fängt das Wasser an zu kochen, ohne dass ich den Herd einschalte. Ich pumpe weiter Luft aus dem Kochtopf und erreiche 6mbar. Das Wasser gefriert plötzlich. Ups. Anstatt Wasser packe ich nun eine Handvoll Rocotos in den Topf und evakuiere wieder die Luft. Oh nein, bei 25mbar fängt das Wasser in den Chilis an zu kochen und die Frucht schlägt blasen. Mist. hm ... nächster Versuch ... Ich friere vorab die Rocotos in meiner Gefriertruhe mit -18°C ein und evakuiere erst dann die Luft bis 6mbar. Es klappt, die Chilis bleiben heile, denn Eis kann nicht kochen. Wir sind der Gefriertrocknung nun recht nahe.
Beispiel "Wäsche trocknen im Winter"
Wir haben Januar und der sonnige Wintertag begrüßt uns mit satten -10°C. Ich schaue aus dem Fenster und meine Omma hängt draussen im Schnee die Wäsche auf. Spinnt die? Nein, die Omma spinnt nicht. Zuerst gefriert das Wasser in der Jeans und dann bringen die Sonnenstrahlen das Eis zum Dampfen. Diese Eigenschaft des Wassers nennt man Sublimation, d.h. der Vorgang des Auftauens von gefroren in flüssig wird förmlich übersprungen. Sublimation ist übrigens ein anderes Wort für Gefriertrocknung bzw. der wichtigste Teil der Gefriertrocknung.
Gehen wir zurück zu meinem Kochtopf. Ich senke das Vakuum weiter auf 1mbar und die Rocotos frieren nun durch den Unterdruck / das Vakuum bei -18°C. Wie die Sonne der Wäsche Wärmeenergie zugeführt hat, ist es nun meine Raumtemperatur, die mit +20°C auf den Topf einwirkt und auch hier das Eis in den Chilis zum Verdampfen bringt. Doch was passiert mit dem Dampf ... wie kommt der aus dem Topf raus? Über die Vakuumpumpe? Nein, das würde die Pumpe auf Dauer zerstören.
Beispiel "Die Brille im Winter"
Es ist immer noch Januar und eisig kalt. Gegen 22:00Uhr gehe ich mit meinem Kumpel Willi in die Diso, in der seit 2 Stunden 200 Leute tanzen. Es ist dicke Luft. Ich betrete das Tanzlokal und sofort beschlägt meine Brille. Der Wasserdampf aus dem Raum kondensiert auf meiner kalten Brille. Der Wasserdampf mag kalte Orte und wandert förmlich in deren Richtung.
Ich nehme nun einen zweiten Schnellkochtopf und stelle diesen in meine -20°C kalte Gefriertruhe. Anschließlich bohre ich ein Loch in die Seitenwand und verbinde beide Töpfe mit einem Schlauch. In beiden herrscht nun der gleiche Luftdruck bzw Unterdruck. In einem Topf die Rocotos, die durch die Raumtemperatur Wasser verdampfen. Der andere Topf mit -20°C zieht den Wasserdampf förmlich an und an dessen Wand wird der Wasserdampf wieder zu Eis. Das nennt man Resublimation. Und wir sind nun bei der Gefriertrocknung angelangt. Am Ende ist das Wasser komplett aus den Rocotos verdampft und die Chilis nähern sich der Raumtemperatur an. Auf der anderen Seite habe ich dann die 85% Eis aus den Chilis.
Das ist jetzt Teil 1 der Gefriertrocknung. Wieso man dieses Verfahren verwendet, wo Vor- und Nachteile sind, wie die Gefriertrocknung in der Praxis aussieht, werde ich im nächsten Teil erklären. Ich bitte Euch, hier vorerst keine Kommentare zu posten, solange ich das Thema nicht beendet habe. Schickt mir Fragen einfach per PN und ich werde dann am Ende ein FAQ daraus machen.