Zur Untersuchung der optimalen Betriebsbedingungen für die industrielle Vakuumbereitung von binärem Eis basiert diese Arbeit auf der Theorie der statischen Blitzverdampfung und entwickelte sowie baute ein experimentelles System zur Vakuum-Blitzverdampfung von Ethanol-Lösungen unter Festadsorptionsbedingungen auf. Bei gleichem Anfangsdruck (100 Pa) wurde der Einfluss unterschiedlicher Ethanolkonzentrationen, Umgebungstemperaturen und Größen von Mehrwandigen Kohlenstoffnanoröhren (MWCNT) auf die Eigenschaften der statischen Blitzverdampfung untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe von Ethanol die Rekristallisation verhindert und gleichzeitig die Unterkühlung bei der Vakuum-Blitzverdampfung von destilliertem Wasser verringert. Höhere Ethanolkonzentrationen sind ungünstig für die Blitzverdampfung, eine 5 %ige Massenkonzentration von Ethanol weist stabile Blitzverdampfungseigenschaften auf und kann die Unterkühlung von destilliertem Wasser um 60,62 % reduzieren, wodurch sie besser für die statische Blitzverdampfung geeignet ist. Mit steigender Umgebungstemperatur erhöht sich die Menge der Blitzverdampfung in der Blitzkammer, wobei die Blitzverdampfungsrate beim Anstieg der Temperatur von 10 ℃ auf 20 ℃ von 25,45 % auf 44,04 % steigt. Niedrigere Umgebungstemperaturen begünstigen die Vakuum-Blitzverdampfung. Mit abnehmender Partikelgröße der zugesetzten MWCNT nimmt die Unterkühlung der Ethanol-Lösung ab. Wenn der Außendurchmesser der MWCNT zwischen 5 und 18 nm liegt, erhöht sich der Eisgehalt bei der Vakuum-Blitzverdampfung um 51,45 % im Vergleich zur 5 %igen Ethanol-Lösung und um 38,22 % im Vergleich zu destilliertem Wasser. Die Unterkühlung sinkt um 24,36 % bzw. 70,21 % im Vergleich zur 5 Gew.-% Ethanol-Lösung bzw. destilliertem Wasser, was eine signifikante Wirkung zur Verringerung der Unterkühlung von destilliertem Wasser und zur Erhöhung des Eisgehalts zeigt.

Ethanollösung; Vakuum; Verdampfung; Unterkühlung; Eisgehalt