CH619150A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtverdampfer, insbesondere für hochsiedende Produkte, mit einem Behälter und einem darin umlaufenden Rotor, der einen Raum für einen 45 Wärmeträger-Kreislauf und eine diesen Raum gegen einen Brüdenraum abgrenzenden Verdampferfläche aufweist.

Solche Dünnschichtverdampfer mit rotierenden Verdampferflächen sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bekannt. Ihr wesentlicher Vorteil besteht darin, dass das auf die Verdamp-50 ferfläche aufgegebene Rohprodukt in einer extrem dünnen Schicht bei extrem kurzer Verweilzeit destilliert werden kann. Solche Verdampfer sind deshalb insbesondere für thermisch empfindliche Produkte, z.B. in der chemischen, pharmazeutischen und Lebensmittelindustrie im Einsatz. Diese schonende Behand-55 lung des Produktes wird in aller Regel noch dadurch unterstützt, dass der Brüdenraum unter Feinvakuum gesetzt, die Verdampfungstemperatur also heruntergedrückt wird. Dabei wird der Wärmeträger entsprechend der erforderlichen Heiztemperatur unter flüssigen Wärmeträgeni ausgewählt.

60 Der im allgemeinen dampfförmige Wärmeträger muss von einer ortsfesten Erzeugeranlage in den rotierenden Wärmeträgerraum eingespeist und das anfallende Kondensat gegen die Wirkung der Zentrifugalkraft ausgetragen werden. Dies bereitet insbesondere dann erhebliche Schwierigkeiten, wenn der Wärme-65 träger wegen einer hohen Verdampfungstemperatur des zu verarbeitenden Produktes selbst eine entsprechend hohe Heiztemperatur aufweisen muss. Die ortsfesten Teile der Wärmeträgeranlage müssen nämlich gegenüber den mit hoher Geschwindigkeit rotie

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renden Teilen abgedichtet werden, wofür im allgemeinen nur mechanische Gleitringeinrichtungen mit elastischen Dichtungsteilen in Frage kommen. Bekannte Dichtungsmaterialien haben aber den entscheidenden Nachteil, dass sie bei hohen Temperaturen des Wärmeträgers nicht gut beständig sind. Die Dichtungspro- 5 bleme vergrössern sich noch dadurch, dass die Abdichtung bei grossen Durchmessern und im Feinvakuumgebiet erfolgen muss. Undichtigkeiten sind deshalb besonders gravierend, weil sie zur Verunreinigung des oft hochwertigen Produktes durch den Wärmeträger fuhren können. In vielen Fällen scheidet deshalb die io Anwendung von Dünnschichtverdampfem mit rotierenden Verdampferflächen aus.

Es sind weiterhin Dünnschichtverdampfer des geschilderten Aufbaus bekannt (US-PS 2210927), bei denen ein flüssiger Wärmeträger direkt im Verdampferbehälter untergebracht ist und 15 unter Zuhilfenahme der Zentrifugalkräfte aus einem Sumpf unter die Verdampferfläche transportiert wird. Mit der Anwendung eines flüssigen Wärmeträgers ergibt sich natürlich eine Begrenzung der Siedetemperatur nach oben. Andererseits treten auch hier Probleme auf, da sich der Produktraum gegenüber dem 20 Wärmeträgerraum nicht oder nur unter grossem Aufwand abdichten lässt.

Schliesslich sind Dünnschichtverdampfer bekannt (FR-PS 1583466), bei denen zwischen der Verdampferfläche und einem Mantel elektrische Widerstandsheizkörper angeordnet sind, deren 25 Anschlüsse zu einer zentralen Hohlwelle geführt sind und über einen umlaufenden Stromabnehmer versorgt werden. Eine solche direkte Beheizung der Verdampferfläche ermöglicht einerseits keine gleichmässige Temperatur- und Wärmeverteilung über der Fläche, bringt ein unerwünscht grosses Temperaturgefälle mit sich 30 und führt leicht zu örtlichen Überhitzungen und damit zu Anbak-kungen, die nur nach Öffnen des Verdampfers beseitigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dünnschichtverdampfer des eingangs geschilderten Aufbaus so auszu- 35 bilden, dass er unter konstruktiver Vereinfachung für hochsiedende und schwierige Produkte eingesetzt werden kann.

Ausgehend von einem Dünnschichtverdampfer mit einem Wärmeträgerkreislauf wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Rotor eine Heizung für den mit dieser in 40 direktem Kontakt stehenden Wärmeträger aufweist, die auf einem Durchmesserkreis der etwa gleich oder grösser ist als der grösste Durchmesser der Verdampferfläche, angeordnet ist.

Aufgrund der bei Dünnschichtverdampfern üblichen, hohen Drehzahl des Rotors bildet sich der flüssige Wärmeträger in Form 45 eines zylindrischen Rings an der Aussenwand des Rotors aus und wird, da er dort in direktem Kontakt mit der Heizung steht, bis auf Siedetemperatur erhitzt. Der Dampf gelangt an die Verdampferfläche und kondensiert dort in Tropfen, wodurch sich eine besonders günstige Wärmedurchgangszahl und damit ein geringes 50 Temperaturgefälle an der Verdampferfläche ergibt. Zugleich stellt sich wegen der konstanten Kondensationstemperatur eine konstante Heiztemperatur ein. Die sich an der Verdampferfläche bildenden Tropfen werden aufgrund der auf sie wirkenden Zentrifugalkraft abgeschleudert, und zwar in Richtung auf die aussenlie- 55 gende Heizung, bis sie in den dort vorhandenen Flüssigkeitsring eintauchen. Damit ist ein in sich geschlossener Transportkreislauf für den Wärmeträger mit einer Phasenänderung zwischen der Heiz- und der Kondensationszone gegeben. Es müssen also keine Pumpen, Leitungen, Dichtungen oder dgl. für einen Zwangsum- <so lauf des Wärmeträgers vorgesehen werden. Da praktisch keine thermischen Verluste auftreten, wird ein sehr guter Wirkungsgrad erreicht. Die benötigte Menge an Wärmeträger ist wesentlich geringer als bei herkömmlichen Anlagen mit dampfförmigem Wärmeträger. Dadurch und durch die direkte Wirkung der es

Heizung kann der Wärmeträger schneller aufgeheizt und abgekühlt werden, so dass die Anlauf- und Stillsetzungszeit verkürzt wird.

Dieser Dünnschichtverdampfer ist für jede Art von Rohprodukt unabhängig von dessen Verdampfungstemperatur anwendbar, da der Wärmeträger aufgrund der in den Rotor integrierten Heizung auf jede beliebige Siedetemperatur eingestellt oder danach ausgewählt werden kann. Die Anschaffungskosten eines solchen Dünnschichtverdampfers sind gegenüber den bisher für solche Anwendungszwecke bekannten Anlagen ausserordentlich niedrig.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Heizung in einer die Verdampferfläche mit Abstand umgebenden Zylinderebene. Damit ist auch die Heizung rotationssymmetrisch ausgebildet, so dass ein absolut gleichmässiger Wärmetransport innerhalb des Rotors stattfindet.

Es sind Dünnschichtverdampfer mit einer konischen Verdampferfläche und einem deren Boden bildenden konzentrischen Verteilerteller für das Ausgangsprodukt bekannt. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist der Rotor eines solchen Verdampfers aus einem Zylinder mit Boden gebildet, nahe dessen Wandung die Heizung angeordnet ist und in den die sich konisch nach innen verjüngende Verdampferfläche mit dem Verteilerteller eingesetzt ist. Damit ergibt sich eine in festigkeitstechnischer Hinsicht günstige geschlossene, topfartige Form für den Rotor. Gegebenenfalls kann die Verdampfungsfläche noch zusätzlich abgestützt sein.

Die Heizung ist zweckmässigerweise aus elektrischen Rohrheizkörpern gebildet, die einerseits im Boden des Rotorzylinders eingelötet, andererseits mit ihrem oberen Ende nahe der oberen Stirnkante des Rotorzylinders fixiert sind und deren elektrische Anschlüsse durch die hohl ausgebildete Antriebswelle des Rotors zu einem Schleifringkörper geführt sind. Solche Rohrheizkörper zeichnen sich durch geringe Gestehungskosten aus. Ferner kann das metallische Mantelrohr aus einem an die chemischen Eigenschaften des Wärmeträgers anpassbaren Werkstoff hergestellt sein. Stattdessen kann natürlich auch eine Induktionsheizung eingebaut sein.

Es sind Dünnschichtverdampfer bekannt, dessen Behälter eine auf die Verdampferfläche übergreifende Haube aufweisen, wobei der Destillationsrückstand mittels eines Schöpfrohrs von der Verdampferfläche abgenommen wird, während das Destillat an den kühlen Wänden der Haube des Behälters kondensiert und nach unten abfliesst. Da bei diesem Verdampfer die untere Wandung des Behälters nahe der Aussenwand des Rotors und damit in der Nähe der Heizung liegt, ist bei einem diesbezüglichen Ausführungsbeispiel gemäss der Erfindung vorgesehen, dass zwischen dem Rotorzylinder und der ihm nahen Wandung der Haube des Behälters eine thermische Abschirmung angeordnet ist, um ein Rückverdampfen zu vermeiden.

Da der vorgenannte Dünnschichtverdampfer bei erheblich höheren Temperaturen als die bekannten Verdampfer ähnlichen Aufbaus betrieben werden kann, müssen auch gesonderte Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Es ist deshalb Zweckmässig, dass der Rotorzylinder zusammen mit der Verdampferfläche an einer den Brüdenraum axial durchlaufenden Hohlachse befestigt ist, die einerseits mit dem Raum für den Wärmeträger, andererseits mit einem Kondensator in Verbindung steht. Durch diese Hohlachse gelangt die Überschusswärme als Teil des dampfförmigen Wärmeträgers in den Kondensator, wird dort niedergeschlagen und fällt in den Wärmeträgerraum zurück.

Dabei ist der Kondensator zweckmässigerweise für hundert Prozent Überschusswärme ausgelegt. Es ergibt sich somit eine gute Betriebssicherheit.

Eine weitere sicherheitstechnische Verbesserung lässt sich dadurch erreichen, dass der Kondensator auf der Wärmeträgerseite über ein Regelventil an eine Quelle eines Inertgases angeschlossen ist. Dadurch können auch Wärmeträger eingesetzt werden, die bei hoher Temperatur bzw. in Dampfform vorsichtig zu handhaben sind. Durch Steuerung des Drucks lässt sich in einfacher Weise die Siedetemperatur des Wärmeträgers regeln.

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Zwischen dem Wärmeträgermedium und der Verbindung zur Hohlwelle ist eine Überströmblende angeordnet, die verhindert, dass der dampfförmige Wärmeträger in den Kondensator durchschlägt. Im Bereich der Überströmblende tritt an der Verdampferfläche Kondensation ein, die zugleich eine Drosselwirkung gegenüber dem zwischen dem Heizraum und dem Kondensator vorhandenen Druckgefälle ausübt.

Vorzugsweise ist die Hohlachse im Brüdenraum mit Abstand von einem mitrotierenden Rohr umgeben, das mit seiner Umter-kante oberhalb des Verteilertellers endet, und ist der zwischen der Hohlachse und dem Rohr vorhandenen Ringspalt innerhalb des Brüdenraums zum Einbringen des Ausgangsproduktes ausgebildet. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass das Rohprodukt an der Innenseite des Rohrs filmartig abläuft und dabei entgast wird, wobei der Entgasungseffekt aufgrund der turbulenten Dünnschicht besonders gut ist.

Insgesamt bietet der beschriebene Dünnschichtverdampfer den weiteren Vorteil, dass er in ausserordentlich kompakter Bauweise gefertigt werden kann, da Wärmeerzeuger und Wärmeverbraucher in einem einzigen Bauteil zusammengefasst sind. Dadurch ergibt sich eine nicht unwesentliche konstruktive Vereinfachung bei geringem Raumbedarf. Der geschilderte Verdampfer lässt sich natürlich nicht nur zur Destillation, sondern beispielsweise auch zum Aufkonzentrieren für kurzzeitig ablaufende chemische Reaktionen etc. einsetzen.

Gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Heizung die Sekundärwicklung einer Induktionsheizung ist, deren Primärwicklung als wassergekühlte Induktionsspule ausgebildet und ausserhalb des Rotors angeordnet ist.

Die Induktionsheizung, die an sich bei Schmelzkesseln und dgl. bekannt ist, erfordert im Gegensatz zu Rohrheizkörpern keine elektrische Stromübertragung zwischen relativ zueinander bewegten Teilen.

Gemäss einer Weiterentwicklung dieser Ausführungsform ist die Sekundärwicklung an der Peripherie eines Raums unterhalb der Verdampferfläche angeordnet, der in seinem Zentrum einen Kondensator zum Abführen der Überschusswärme aufweist. Mit dem Kondensator ist eine schnell ansprechende Steuerung der Heiztemperatur möglich. Dadurch, dass der Kondensator in den Rotor integriert ist, ergibt sich eine kleine, kompakte Bauweise.

Nachstehend ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung im Längsschnitt dargestellter Ausführungsformen beschrieben.

Der Dünnschichtverdampfer gemäss Figur I besteht im wesentlichen aus einem Behälter 1, z.B. einem Vakuumgefäss, einem Rotor 2 und einem Antriebsaggregat 3. Der Behälter 1 ist aus einer Haube 4 und einer Wanne 5 gebildet, wobei die Haube 4 einen Brüdenraum 6 umschliesst. Beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel weist die Haube 4 einen Kühlmantel 7 mit einem Kühlmittelzulauf 8 und einem Ablauf 9 auf. Ferner ist der Kühlmantel von einem Schauglas 10 durchbrochen.

Der Rotor 2 besteht im wesentlichen aus einem Zylinder 11 mit einem Boden 12 und einer Verdampferfläche 13, die beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel konisch ausgebildet und an ihrer Oberkante zu einem Rand 14 eingezogen ist. Die Verdampferfläche 13 weist an ihrem Boden einem Verteilerteller 15 mit einer Überlaufkante 16 auf.

Die Wandung des Zylinders 11 und dessen Boden 12 sowie die Verdampferfläche 13 umschliessen einen Raum 17 für einen Wärmeträgerkreislauf. Nahe der Wandung des Zylinders 11 ist eine Heizung 18 angeordnet, die beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel aus elektrischen Rohrheizkörpern 19 gebildet ist. Diese Rohrheizkörper 19 sind auf einem Durchmesserkreis bzw. in einer Zylinderfläche angeordnet, deren Durchmesser beim Ausführungsbeispiel grösser ist als der grösste Durchmesser der Verdampferfläche 13. Die Rohrheizkörper 19 sind durch den Boden 12 des Zylinders hindurchgeführt und in diesem bei 20 eingelötet. Mit ihrem oberen Ende sind die Rohrheizkörper 19 nahe der oberen Stirnkante 21 des Zylinders 11 fixiert, beispielsweise in Sackbohrungen eingesteckt. Die elektrischen Anschlüsse 22 der Rohrheizkörper führen durch einen Raum 45, der mittels eines 5 Deckels 46 gegenüber dem Destillatraum 50 abgeschlossen ist, durch die Nabe 49 und die hohl ausgebildete Antriebswelle 23 des Rotors zu einem Schleifringkörper 24, an den das Versorgungskabel 25 angeschlossen ist.

Der Raum 17 für den Wärmeträgerkreislauf steht über eine 10 konzentrisch zum Rotor 2 angeordnete Hohlachse 26 mit einer Wellendurchführung 51 und einem Dichtungskopf 52 mit einem ausserhalb der Haube 4 angeordneten Kondensator 27 in Verbindung. In der Hohlachse 26 ist ein Füllstands- und ein Thermofüh-ler 28 angeordnet. Die Wellendurchführung 51 und der Dich-ls tungskopf 52 sitzen in einem Gehäuse, das über einen Stutzen 53 zur Anzeige eventueller Leckagen evakuiert werden kann. Der Kondensator 27 ist über die Anschlüsse 29, 30 mit Kühlmedium versorgt und weist auf seiner Dampfseite ein Sicherheitsventil 31 sowie ein Druckausgleichs und -regelventil 32 auf. Über dieses 20 Ventil kann ein Inertgas unter Druck eingeleitet werden. Bei kleineren Heizleistungen kann der Kondensator 27 entsprechend kleiner ausgebildet und dann innerhalb der Hohlachse 26 angeordnet sein.

In den Brüdenraum greift eine Zulaufleitung 33 ein, die zwi-25 sehen die Hohlachse 26 und ein diese umgebendes Rohr 34 mündet. Ferner ist am Übergang zwischen der konischen Verdampferfläche 13 und dem eingezogenen Rand 14 ein Schöpfrohr 35 für den Destillajionsrückstand angeordnet, das gleichfalls durch die Haube 4 nach aussen geführt ist.

30 Die Haube 4 des Verdampfers ist nach unten zu einer Schürze 36 verlängert, die in eine nach oben offene Rinne 37 eingreift. An der Rinne ist der Destillationsablauf 38 angeschlossen, während nahe der Rinne sich ein Anschlussstutzen 39 für eine Vakuumpumpe befindet. Schliesslich ist zwischen der äusseren 35 Wandung des Zylinders 11 und der Haube 4 ein thermischer Schirm 40 vorgesehen, der konzentrisch zum Rotor ausgebildet und mit der Wanne 5 des Behälters 1 verbunden ist. An diesem thermischen Schirm 40 befindet sich auch die beschriebene Rinne 37.

40 Bei Betrieb des Dünnschichtverdampfers befindet sich der flüssige Wärmeträger zunächst oberhalb des Bodens 12 des Zylinders 11. Sobald der Rotor 2 in Drehung versetzt wird, wandert diese Flüssigkeit zur Wand hin, steigt mit zunehmender Drehzahl an dieser hoch und bildet schliesslich bei Erreichen der relativ 45 hohen Nenndrehzahl einen in der Zeichnung angedeuteten Flüssigkeitsring 41, der die Rohrheizkörper 19 umschliesst. Spätestens zu diesem Zeitpunkt wird über einen Drehzahlwächter 47 die Heizung 18 eingeschaltet, so dass die Flüssigkeit allmählich teilweise verdampft und in Dampfform den Wärmeträgerraum 17 50 ausfüllt. Sobald über dem Temperaturfühler 28 die gewünschte Temperatur festgestellt ist, wird über das Zulaufrohr 33 das Ausgangsprodukt aufgegeben, das als Film an dem Zylindermantel 34 herunterläuft, in den Verteilerteller 15 gelangt und über die Überlaufkante 16 gleichmässig auf die Verdampferfläche 13 55 verteilt wird. Dort läuft es aufgrund der hohen Umfangsgeschwindigkeit in dünner Schicht nach aussen, wobei die leichter siedenden Bestandteile in den Brüdenraum 6 abdampfen, an dem gekühlten haubenförmigen Mantel 4 des Behälters 1 kondensieren und über die Schürze 36 in die Rinne 37 gelangen. Über den 60 Ablaufstutzen 38 wird das Destillat kontinuierlich abgenommen. Der Destillationsrückstand wird mittels des Schöpfrohrs 35 von der oberen Kante der Verdampferfläche abgeschält und nach aussen transportiert. Innerhalb des Raums 17 für den Wärmeträger entsteht ein etwa radialer Wärmeträgerkreislauf 42, 43 der von 65 der Verdampferfläche 13 abgeschleuderten Tröpfchen, die aufgrund der Zentrifugalkraft wieder zur Heizung 18 gelangen. Schliesslich gelangt auch ein Teil des Dampfs gemäss Richtungspfeil 44 über eine Überströmblende 48 in die Hohlachse 26 und

damit zum Temperaturfühler und in den Kondensator 27. Zwischen der Überströmblende und der Verbindung zur Hohlachse 26 kondensiert zumindest ein Teil des Wärmeträgers an dem dort vorhandenen relativ kühlen Abschnitt der Verdampferfläche, so dass dieser kleine Raum eine Art Drossel bildet.

Der Dünnschichtverdampfer in der Ausführung gemäss Figur 2 besteht im wesentlichen aus einem Behälter 60, z.B. einem Vakuumgefäss, einem Rotor 61 und einem Antriebsaggregat 62. Der Behälter 60 ist aus einer Haube 63 und einer Wanne 64 gebildet, wobei die Haube 63 einen Kühlmantel 65 aufweist. Die Haute 63 umschliesst einen Brüdenraum 68, in welchem ein Kondensator 69 fur das Destillat angeordnet ist. Der Kondensator 69 weist *inen Zulauf 66 und einen Ablauf 70 auf, der in den Kühlmantel 65 mündet. Aus dem Kühlmantel 65 gelangt das Kühlmittel über den Stutzen 67 nach aussen.

Der Rotor 61 besteht aus zwei Zylinderabschnitten 71,72 und einem Boden 73, an dem über einen Flansch 74 eine Hohlwelle 75 des Antriebsaggregates 62 angreift. An dem oberen Zylinderabschnitt 71 ist eine konische Verdampferfläche 76 befestigt, auf dessen Innenseite das Produkt über ein Rohr 77 aufgegeben wird.

Der untere Zylinderabschnitt 72 weist die Sekundärwicklung 78 einer Induktionsheizung 80 auf, deren Primärwicklung 79 in einem ausserhalb des Verdampfers angeordneten Ringblock 81 angeordnet ist. Die Primärwicklung wird gekühlt, wobei das Kühlmittel über einen Stutzen 82 zuläuft und über einen Stutzen 83 abläuft. Die Sekundärwicklung sitzt in einem Zylinderkörper, der mit geringem Abstand von der Wandung des unteren Zylinderabschnittes 72 angeordnet und mit etwa radial verlaufenden Bohrungen oder Spalten 84 versehen ist.

Im Zentrum des unteren Zylinderabschnittes 72 ist ein Steuerkondensator 85 in Form eines Rohrbündels angeordnet, dessen Zu- und Ablauf 86, 87 durch die Hohlwelle 75 hindurchgeführt ist. Der von dem oberen und unteren Zylinderabschnitt 71,72 aussenseitig und von der Verdampferfläche 76 sowie dem Boden 73 des Rotors 61 umschlossene Wärmeträgerraum 88 ist gegenüber dem Steuerkondensator durch eine Sperrfläche 89 in Form eines konisch sich nach oben verjüngenden Blechmantels abgegrenzt. Der konische Blechmantel weist an seiner verjüngten Seite eine Eintrittsöffnung 90 und an seiner an dem Boden 73 des Rotors 61 befestigte Unterseite mehrere Löcher 91 auf. In die Eintrittsöffnung 90 ragt die Verdampferfläche 92 mit ihrem untern Ende bzw. mit einem Ansatz 93 hinein.

Die Verdampferfläche 76 weist an ihrem oberen äusseren Rand eine Überlaufkante 94 auf, die mit einer Schürze 95 in einen zylindrischen Ringraum 96 des Verdampfergehäuses eingreift. Der

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Ringraum 96 weist an seiner triefsten Stelle einen Ablauf 97 für den Rückstand auf. Oberhalb der Überlaufkante ist mit geringem Abstand von dieser eine Innenhaube 98 angeordnet, die mit ihrem äusseren Umfang an der Aussenhaube 63 befestigt ist, einen nach oben konisch ansteigenden Abschnitt 99 und einen zylindrischen Abschnitt 100 aufweist, der innenseitig in das den Kondensator 69 bildende Rohrbündel eingreift. Die Wandung der Aussenhaube 63 ist im Bereich des tiefsten Punktes des von der Oberseite der Innenhaube 98 gebildeten Ringkanals von einem Ablaufstutzen 101 für das Destillat durchbrochen. Ferner ist ein Abzugsstutzen 102 für das Vakuum vorgesehen.

Die Funktionsweise des Verdampfers ist folgende:

Der in auf dem Boden 73 des Rotors 61 stehende flüssige Wärmeträger wird bei Einschalten des Antriebsaggregates 62 nach aussen getrieben und bildet einen zylindrischen Flüssigkeitsring im Bereich der Sekundärwicklung im unteren Zylinderabschnitt 72 des Rotors. Dort verdampft der Wärmeträger, steigt nach oben und kondensiert in Tropfen an der Heizseite der Verdampferfläche 76. Da auch diese rotiert, werden die Tropfen abgeschleudert, laufen an der Innenseite des oberen Zylinderabschnittes 71 nach unten, bis sie wieder in den Flüssigkeitsring an der Sekundärwicklung 78 eintauchen.

Der Wärmeträger gelangt teilweise zugleich über die Eintrittsöffnung 90 hinter die Sperrfläche 89 und an den Steuerkondensator 85, wird dort niedergeschlagen und das Kondensat sammelt sich auf dem Boden 73 des Rotors, von wo es nach aussen wandert und durch die Öffnungen 91 wieder zu der Sekundärwicklung 78 gelangt. Durch Änderung des Kühlmittelzuflusses zum Steuerkondensator 85 lässt sich eventuelle Überschusswärme schnell abfuhren. Die Steuerung der Temperatur des Wärmeträgers erfolgt über den Druck einer in den Wärmeträgerraum über eine Druckgasleitung 103 eingespeisten Inertgase.

Durch die beim Kondensieren des Wärmeträgerdampfs an die Heizseite der Verdampferfläche 76 abgegebene Wärme wird das Destillat aus dem über die Leitung 77 zugegeben Produkt abgedampft. Der Dampf steigt in den Brüdenraum 68. Das Destillat schlägt sich am Kondensator 69 und am Kühlmantel 65 der Aussenhaube 63 nieder, das Kondensat läuft in den Ringkanal oberhalb der Innenhaube 98 und zu dem Ablaufstutzen 101. Der Rückstand läuft über die Überlaufkante 94 in den Ringraum 96 und von dort zum Ablaufstutzen 97. Soweit der Rückstand aufgrund der Zentrifugalkräfte nach aussen abspritzt, wird er gegen die Innenseite des konischen Abschnittes 99 der Innenhaube 98 geschleudert und läuft nach aussen in den Ringraum 96, so dass Rückstand und Destillat auf engstem Raum sauber getrennt werden.

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2 Blätter Zeichnungen

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Dünnschichtverdampfer, insbesondere für hochsiedende Produkte, mit einem Behälter und einem darin umlaufenden Rotor, der einen Raum für einen Wärmeträgerkreislauf und eine diesen Raum gegen einen Brüdenraum abgrenzende Verdampferfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) eine Heizung (18) für den mit dieser in direktem Kontakt stehenden Wärmeträger aufweist, die auf einem Durchmesserkreis, der etwa gleich oder grösser ist als der grösste Durchmesser der Verdampferfläche (13), angeordnet ist.
2. 2. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (18) in einer die Verdampferfläche (13) mit Abstand umgebenden Zylinderebene liegt.
3. 3. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1 mit èiner konischen Verdampferfläche und einem deren Boden bildenden konzentrischen Verteilerteller für das Ausgangsprodukt, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) aus einem Zylinder (11) mit Boden (12) gebildet ist, nahe dessen Wandung die Heizung (18) angeordnet und in den die sich konisch nach innen verjüngende Verdampferfläche (13) mit dem Verteilerteller (15) eingesetzt ist.
4. 4. Dünnschichtverdampfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung (18) aus elektrischen Rohrheizkörpern (19) gebildet ist, die einerseits im Boden (12) des Rotorzylinders (11) eingelötet, andererseits mit ihrem oberen Ende nahe der oberen Stirnkante (21) des Rotorzylinders (11) fixiert sind und deren elektrische Anschlüsse (22) durch die hohl ausgebildete Antriebswelle (23) des Rotors (2) zu einem Schleifringkörper (24) geführt sind.
5. 5. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 4, dessen Behälter eine die Verdampferfläche übergreifende Haube aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rotorzylinder (11) und der ihm nahen Wandung (4) der Haube des Behälters (1) eine thermische Abschirmung (40) angeordnet ist.
6. 6. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorzylinder (11) zusammen mit der Verdampferfläche (13) an einer den Brüdenraum (6) axial durchsetzenden Hohlachse (26) befestigt ist, die einerseits mit dem Raum (17) für den Wärmeträger, andererseits mit einem Kondensator (27) in Verbindung steht.
7. 7. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (27) in der Hohlachse (26) innerhalb des Brüdenraums (6) angeordnet und über den Behälter (1) durchsetzende Leitungen mit Kühlmedium versorgt ist.
8. 8. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (27) ausserhalb des Verdampfers angeordnet und mit der Hohlachse (26) über eine Achsdurchführung (51) am Behälter verbunden ist.
9. 9. Dünnschichtverdampfer nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (27) aus der Wärmeträgerseite über ein Regelventil (32) an eine Quelle eines Inertgases angeschlossen ist.
10. 10. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Raum (17) für den Wärmeträgerkreislauf und der Verbindung zur Hohlachse (26) eine Überströmblende (48) angeordnet ist.
11. 11. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlachse (26) im Brüdenraum (6) mit Abstand von einem mitrotierenden Rohr (34) umgeben ist, das mit seiner Unterkante oberhalb des Verteilertellers (15) endet, und dass der zwischen der Hohlachse und dem Rohr vorhandene Ringspalt innerhalb des Brüdenraums (6) zum Einbringen des Ausgangsproduktes ausgebildet ist.
12. 12. Dünnschichtverdampfer nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung die Sekundärwicklung (78) einer Induktionsheizung (80) ist, deren Primärwicklung (79) als wassergekühlte Induktionsspule ausgebildet und ausserhalb des Rotors (61) angeordnet ist.
13. 13. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung (78) an der Peripherie eines Raums unterhalb der Verdampferfläche (76) angeordnet ist, der in seinem Zentrum einen Kondensator (85) zum Abführen der s Überschusswärme aufweist.
14. 14. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (61) aus zwei Zylinderabschnitten (71, 72) besteht, deren oberer (71) den Wärmeaustausch-raum (88) zwischen dem Wärmeträger und der diesen Raum io gegenüber dem Brüdenraum (68) begrenzenden Verdampferfläche (76) bildet, während der untere Zylinderabschnitt (72) die Sekundärwicklung (78) und den Kondensator (85) zum Abfuhren der Überschusswärme aufweist.
15. 15. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 14, dadurch i5 gekennzeichnet, dass die Sekundärwicklung (78) in einem Zylinderkörper angeordnet und mit geringem Abstand von der Wandung des unteren Zylinderabschnittes (72) angeordnet ist und dass der Zylinderkörper mit etwa radialen Durchtrittsöffnungen (84) versehen ist.

    20 16. Dünnschichtverdampfer nach den Ansprüchen 11 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (61) in seinem unteren Zylinderabschnitt (72) eine koaxiale Sperrwand (89) kleineren Durchmessers als der Sekundärwicklung (78) aufweist, und dass innerhalb der Sperrwand der Kondensator (85) angeordnet ist.

    25 17. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperrwand (89) sich nach oben verjüngend konisch ausgebildet und am Boden (73) des Rotors (61) befestigt ist und an ihrer oberen Stirnseite eine Eintrittsöffnung (90) für den die Überschusswärme mitführenden Wärmeträ-

    30 gerdampf und an ihrer unteren Stirnseite nahe dem Boden des Rotors Öffnungen (91) für den Austritt des Wärmeträgerkondensators in den unteren Zylinderabschnitt (72) aufweist.
16. 18. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampferfläche (76) konisch ausgebil-

    35 det ist und mit ihrem unteren Ende oder einem daran angeordneten Ansatz (93) in den durch die Sperrwand (89) begrenzten Raum hineinragt.