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In Lösungen, die flüchtige Substanzen enthalten, befinden sich häufig wertvolle Körper, die sich aber nicht selten in solcher Verdünnung vorfinden, dass ihre Gewinnung sich mittels üblicher Verfahren nicht lohnt. So enthält z. B. bei der Melassehefefabrikation die aus den Gärbottichen kommende Würze 0-8-1'5% Alkohol und ausserdem sind darin die nicht vergärbaren Bestandteile der Melasse enthalten, darunter als wertvolle Bestandteile Kali und Stickstoff. Um diese Stoffe nutzbar zu machen, mu die Schlempe eingedampft werden. In Fabriken, in denen das Wegführen des Abwassers Schwierigkeiten bereitet, ist auch dies ein Grund, die Schlempe einzudampfen. Bisher wurde nun die alkoholhältige Würze auf einem Destillierspparat von ihrem Gehalt an Alkohol befreit.
Würde man die Schlempe in bekannter Weise in einem Mehrstufenverdampfer oder in einem Verdampfer, der mit Kompression des Brüdens arbeitet, eindampfen, so würden hohe Kosten für den Aufwand an Kohle entstehen, die auf die grossen Mengen des zu verdampfenden Wassers zurückzuführen sind. Der gesamte Dampfverbrauch würde auch nur unbedeutend vermindert werden, wenn die bekannte Massnahme angewendet werden würde, Brüdendampf aus der ersten oder zweiten Stufe des Verdampfapparates zum Beheizen der Destillierkolonne zu entnehmen, anstatt den Abdampf von Kesseln oder Maschinen zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verdampfungsverfahren, bei welchem der Alkohol praktisch ohne besondere Aufwendung von Wärme im Zuge des Eindampfen gewonnen wird, u. zw., wie besonders hervorgehoben werden soll, ohne jeden Rest. Zu diesem Zwecke wird zwischen der ersten und zweiten Stufe einer Mehrkörperverdampfungsanlage eine Destillierkolonne eingeschaltet und die vom Gärbottich oder den Separatoren kommende Würze wird am Kopf dieser Kolonne eingeführt. Es ist zweckmässig, die Würze, bevor sie in die Destillie : rkolonne eingeführt wird, vorzuwärmen, u. zw. ent- weder mittels der aus der Verdampfungsanlage kommenden Kondensate oder mittels einer ändern Wärme- quelle.
Die Würze durchläuft dann die Destillationskolonne von Boden zu Boden abwärts und fliesst dem aus der ersten Stufe kommenden Brüden entgegen. Sie gibt dabei ihren Alkohol ohne jeden Rest an den Brüden ab, der gemeinsam mit dem verdampften Alkohol in den Heizkörper der zweiten Stufe des Verdampfungsapparates übertritt und dort niedergeschlagen wird. Die aus der DestilIierk01nne kommende, von Alkohol befreite Würze durchläuft in üblicher Weise die Verdampfungsanlage von einem Körper zum andern, wobei sie unter dem Einfluss des Druckgefälles zwischen den aufeinanderfolgenden Stufen steht und wird dem letzten Verdampfungskörper der Anlage in der gewünschten Konzentration entnommen.
Es ist zwar bekannt, zwischen je zwei benachbarte Verdampfungskörper eine Kolonne einzuschalten, worin aber die Dämpfe, die von dem Dampf des Lösungsmittels mitgeführt werden, durch ein Extraktionsmittels aus dem Dampf entnommen und gewonnen werden sollen, so dass die Dämpfe, die aus einer solchen Extraktionskolonne zu dem nächsten Heizkörper überströmen, praktisch genommen, frei sind von den von ihnen vorher mitgeführten Stoffen. Von diesem Verfahren unterscheidet sich das hier beschriebene Verfahren prinzipiell dadurch, dass nur eine Kolonne zwischen der ersten und zweiten Stufe des Verdampfers angeordnet ist und dass diese Kolonne von der gesamten Menge des später einzudampfenden Stoffes durchströmt wird, wobei der Gesamtgehalt an Alkohol in dieser Kolonne aus der Würze ausgetrieben wird.
Bei dem oben angedeuteten bekannten Verfahren tritt dagegen die einzudampfende Lösung unmittelbar in den ersten Körper ein und durchströmt die einzelnen Verdampfungskörper nacheinander. In die Extraktionskolonne treten nur die in der zugehörigen Verdampfungskörper entwickelten
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Dämpfe ein, z. B. ein Gemisch von Wasserdampf mit Essigsäure, aus welchem dann die Essigsäure durch ein geeignetes Lösungsmittel extrahiert wird.
Bei dem Verfahren gemäss der Erfindung wird der (oder die) Heizkörper der zweiten Verdampferstufe vorzugsweise so ausgebildet, dass die zu : kondensierenden Dämpfe gezwungen sind, einen sehr langen Weg entlang der Heizrohre zu nehmen, wie dies bei den Vorrichtungen nach den Pat. Nr. 98.983, 101. 958 und 110.544 der Fall ist. Am Ende der Heizfläche wird aus den unkondensierbaren Gasen eine gewisse Dampfmenge ununterbrochen abgezogen, welche den Hauptteil jener Alkoholmenge, die in der Destillierkolonne verdampft ist, in Dampfform enthält, während das im Heizkörper der zweiten Stufe gebildete Kondensat nur wenig gelösten Alkohol abführt.
Da mit dem Alkohol eine Wasserdampfmenge, welche durch die Schaltung und den Wärmeverbrauch der Verdampfungsanlage bedingt ist, durch die Destillierkolonne hindurch zu dem Heizkörper der zweiten Stufe strömt, müsste man annehmen, dass aus diesem Heizkörper ein Kondensat ausfliesst, welches ebenso zusammengesetzt ist, wie der in den Heizkörper eintretende Dampf. Dies ist aber in Wirklichkeit nicht der Fall, wenn, wie oben erwähnt, Heizkörper besonderer Konstruktionen verwendet werden. Es hat sich dabei die überraschende Tatsache gezeigt, dass, wenn die Würze z.
B. einen Alkoholgehalt von 0-8 Volumprozent besitzt, aus dem Heizkörper der zweiten Stufe einer vierstufigen Anlage Dämpfe mit einem Alkoholgehalt von ungefähr 30 bis 60% (anstatt mit ungefähr 3%, wie es die Rechnung ergeben würde), entnommen werden können, ohne dass dabei die zwischen der ersten und zweiten Stufe befindliche Destillierkolonne irgendwie verstärkend wirken würde.
Die aus dem zweiten Verdampfungskörper entnommenen Dämpfe enthalten den grössten Teil des in der Würze überhaupt vorhandenen Alkohols und werden entweder, nachdem sie vorher kondensiert worden sind, oder auch unmittelbar in einer kleinen Rektifizierkolonne auf die gewünschte endgültige Dichte und Reinheit gebracht. Das aus dem Verdampfungskörper kommende Kondensat, welches nur noch wenig Alkohol enthält, kann dagegen nach einer entsprechenden Abkühlung, z. B. durch Austausch der Wärme mit der zu verarbeitenden Würze, in den Fabrikationsprozess zurückgeleitet werden.
Eine Ausführungsform einer Anlage, in welcher das geschilderte Verfahren ausgeführt werden kann, ist in der Zeichnung schematisch dargestellt.
Die Verdampfungskörper a, b, c, il einer vierstufigen Verdampfungsanlage arbeiten ununterbrochen, indem der ersten Stufe, die einzudampfende dünne Flüssigkeit aus der Kolonne gleichmässig zufliesst.
Ein Teil des zu verdampfenden Wassers verlässt den Körper a dampfförmig, während der Rest nach der Stufe b weitergeht. Die flüchtigen Stoffe der Lösung steigen im Körper a mit dem Wasserdampf auf und durchströmen von unten nach oben die einzelnen Kammern der Kolonne e. Die einzudampfende Flüssigkeit fliesst durch das Rohr k auf den obersten Boden der Kolonne e und durchströmt von dort aus nacheinander, u. zw. im Gegenstrom zu dem aus dem Verdampfungskörper kommenden Brüden, die einzelnen Kammern der Kolonne e abwärts und tritt nach Verlassen der untersten Kammer der Kolonne in den Flüssigkeitsraum des Verdampfungskörpers a. Der aus der Kolonne e austretende Dampf wird im Heizkörper des Verdampfers b kondensiert und verdampft seinerseits eine entsprechende Wassermenge aus dem Inhalt des Körpers b.
Das aus dem Heizkörper der Verdampfungsstufe b durch ! abfliessende Kondensat enthält die flüchtigen Stoffe, also z. B. Alkohol, die dann, wie bereits erwähnt, in einem besonderen Destillierapparat von ihrem Wasseranteil getrennt werden.
Das beschriebene Verfahren kann ausser zum Gewinnen von Alkohol auch noch zum Gewinnen anderer, in einer einzudampfenden Lösung enthaltener flüchtiger Stoffe verwendet werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Gewinnung der flüchtigen Bestandteile aus Lösungen, die eingedampft werden sollen, insbesondere von Alkohol bei der Melassehefe-und Spiritusfabrikation, dadurch gekennzeichnet, dass die einzudampfende Lösung vor ihrem Eintreten in die erste Verdampferstufe eine Destillierkolonne durchfliesst, in welcher ihr der aus der ersten Verdampferstufe kommende Brüden entgegenströmt, wobei dieser Brüden auf dem Wege durch die Destillierkolonne die leicht flüchtigen Stoffe (z. B. Alkohol) aus der Lösung aufnimmt, worauf die Dämpfe in den Heizkörper der zweiten Verdampferstufe eingeführt werden, von wo die Alkoholdämpfe, gegebenenfalls in kondensiertem Zustande entnommen werden.