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Vorrichtung zum kontinuierlichen Abdampfen von Lösungsmittel Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Abdampfen von Lösungsmittel
aus der während der Extraktion von lösbaren Stoffen entstehenden Miscella, bei welcher
ein Vorverdampfer auf einem Nachverdampfer angeordnet ist. Derartige Vorrichtungen
sind in einen eigentlichen Verdampfer, einen Nachverdampfer und in eine Destillierkolonne
aufgeteilt und dienen insbesondere zum Abdampfen von Lösungsmittel aus der während
der Speiseöl- und Fettextraktion entstehenden Miscella.
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Es ist bekannt, auf der Destillierkolonne der genannten Vorrichtungen
unmittelbar den Nachverdampfer anzuordnen, wobei dieser meistens als Rieselverdampfer
oder als Verdampfer mit mehrfach übereinanderliegenden Heizregistern ausgebildet
ist.
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Der Vorverdampfer wird hingegen bei bekannten Anlagen meistens getrennt
von der genannten Doppelgruppe aufgestellt, weil er mit vielteiligen Heizelementen
ausgerüstet ist und mit großen Beruhigungsräumen versehen sein muß, damit bei der
in diesem primären Anlageteil möglichen starken Schaumbildung ein Mitreißen des
stets ölhaltigen Schaumes durch das ausgedampfte Lösungsmittel vermieden wird. Für
Anlagen großer Kapazität lohnen sich die hierfür aufzuwendenden hohen Herstellungs-
und Unterhaltungskosten, wogegen Anlagen verhältnismäßig kleiner Kapazität bei dieser
kostspieligen Bau- und Betriebsweise unwirtschaftlich arbeiten. Deshalb wird bei
bekannten Destillieranlagen kleinerer Leistung der Nachteil der chargenweisen an
Stelle der kontinuierlichen Arbeitsweise in Kauf genommen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung
sowohl im Aufbau als auch in der Betriebsweise zu vereinfachen und dabei einerseits
eine innige Berührung von herunterrieselnder Miscella und aufsteigenden Gasen und
Dämpfen im Nachverdampfer und in der Destillierkolonne und anderseits im darüber
befindlichen Vorverdampfer einer wirksame Trennung der aufsteigenden Gase und Dämpfe
von der in diesem Verdampfer im wesentlichen als Schaum befindlichen Miscella zu
erreichen.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der als Dünnschichtverdampfer
ausgebildete Vorverdampfer heizbar ist und an seinem unteren Ende einen Abschlußboden
mit zentraler, zugleich als Miscellaauslauf dienender Gasdurchtrittsöffnung aufweist,
während zentral in diesem Dünnschichtverdampfer ein unten tellerartig erweiterter
Kamineinsatz angeordnet ist.
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Infolge eines solchen zentral angeordneten Kamineinsatzes werden
die aufsteigendlen Gase und Dämpfe zentral durch den Dünnschichtverdampfer hindurch-
geleitet,
ohne die in diesem Verdampfer befindliche Miscella mitreißen zu können. So stören
sie weder das Herunterfließen des Miscellafilms an der Verdampferheizwand, noch
unterstützen sie die im Vorverdampfer zeitweilig nicht zu verhindernde Schaumbildung.
Die gewünschte Eindickung der im Verdampfer befindlichen Miscella kann trotzdem
erfolgen, da der Verdampfer, wie bereits angeführt, heizbar ist.
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Der Kamineinsatz innerhalb des Verdampfers reicht gemäß einer Ausgestaltung
der Erfindung mit seinem oberen Schachtteil etwa bis in die Höhe der oberen Begrenzung
des Dünnschichtverdampfers, wobei außerdem zwischen dem unteren Rand der tellerartigen
Erweiterung des Kamineinsatzes und dem Abschlußboden dieses Verdampfers ein Spalt
vorhanden ist, der gerade einen geeigneten Durchfluß der Miscella über den Abschlußboden
des Verdampfers nach der zugleich als Miscellaauslauf dienenden Gasdurchtrittsöffnung
hin erlaubt.
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Zweckmäßigerweise werden auch an der Destillierkolonne gewisse bauliche
Vereinfachungen vorgenommen, die vor allem darin bestehen, daß ein in der Destillierkolonne
angeordneter - an sich bekamter - durchhrochener (z. B. perforierter) Mantel als
zentraler Einsatz ausgebildet ist, wobei sowohl der innerhalb als auch der außerhalb
des durchlöcherten Mantels befindliche Raum durch Querwände in zylindrische bzw.
ringförmige, je übereinanderliegende
Kammern unterteilt ist, von
denen die äußeren gegenüber den inneren derart versetzt angeordnet sind, daß jeweils
zwei übereinander befindliche innere (äußere) Kammern durch die Löcher des Einsatzes
mit der benachbarten äußeren (inneren) Kammer in Verbindung stehen.
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Im Gegensatz zu den bereits bekanntgewordenen Destillierkolonnen
mit darin angeordneten durchbrochenen Wänden, bei denen die Miscella lediglich entlang
den Wänden nach unten fließt und dabei entlang ihrer diesen Wänden abgelegenen freien
Oberfläche mit den aufsteigenden Gasen und Dämpfen in Berührung kommt, sind sowohl
die Miscella als auch die aufsteigenden Gase und Dämpfe bei der erfindmlgsgemäßen
Ausbildung der Destillierkolonne gezwungen, im Gegenstrom von Kammer zu Kammer durch
die Löcher des zentralen Manteleinsatzes in abwechselnder Folge hindurchzutreten.
Es liegt auf der Hand, daß damit durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Destillierkolonne
eine wesentlich intensivere Durchmischung der aufsteigenden Gasströme mit der nach
unten fließenden Miscella gewährleistet ist, als dies bei der bekannten Destillierkolonne
der Fall sein kann.
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Infolge des erfindungsgemäßen einfachen Aufbaues der Vorrichtung
zum kontinuierlichen Abdampfen von Lösungsmittel aus der während der Extraktion
von lösblaren, Stoffen entstehenden Miscella kann diese ohne weiteres auch für kleinere
Leistungen ausgeführt werden, wobei außer der vorteilhaften technisch einwandfreien
Arbeitsweise auch eine gute Wirtschaftlichkeit zu erwarten ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt.
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Die kombinierte Destillationsanlage besteht aus vier Hauptteilen,
dem Vorverdampfer 1, dem Nachverdampfer2, der Destillierkolonne3 und dem Fußstück
4, die als aufeinanderstehende Teile einen Destillationsturm bilden. Die Flüssigkeit,
beispielsweise die Miscella, bestehend aus einer Mischung von Lösemittel (z. B.
Benzin oder Trichloräthylen) und vegetabilem öl oder Fett, tritt durch den Stutzen
5 in den Vorverdampfer ein. Sie tritt über den oberen Rand der beheizten Wand 6
und rinnt an dieser in dünner Schicht durch die eigene Schwerkraft herunter, wobei
ein erster Teil des Lösemittels verdampft wird. Die Wand 6 wird durch den Dampfmantel
7 beheizt. Die abgedampften Gase und Dämpfe verl-assen, gemeinsam mit denjenigen
aus den unteren Verdampf-ern, durch den Kamin 8 und den Stutzen 9 den Apparat und
werden dann in einem Kondensator oder WärmeaustaussiDer niedergeschlagen.
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Der Vorverdampfer 1 besitzt einen Abschlußboden 13, der in den zentral
verengten Miscellaauslauf 13a übergeht. Dieser weist Zacken auf, von denen die einzudampfende
Flüssigkeit heruntertropft. Oberhalb dieser öffnung befindet sich im Innern des
Vorverdampfers der Kamin 14, dessen oberes Ende etwa in der Höhe des oberen Heizwandendes
liegt. Er führt die Gase und Dämpfe aus dem Teil 2 - ohne Flüssigkeitsteile aus
dem Teil 1 mitreißen zu können -durch den Vorverdampfer hindurch. Der untere geneigte
tellerförmige Rand 14a des Amins, zwischen welchem und dem Abschlußboden ein Spalt
vorhanden ist, verhindert das Herunterfallen des eventuell sich im Teil 1 bildenden
Schaumes in den Teil 2 und läßt den Schaum zusammenfallen. Auch ein Mitreißen des
Schaumes wird auf diese Weise verhindert.
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Der Rieselverdampfer 2 besitzt einen Dampfmantel 10, durch dessen
Inneres die Rohre 11 hindurchfüh-
ren. Die herausragenden Rohre sind oben durch Kappen
12 überdeckt, damit die einzudampfende Flüssigkeit nur an den Wandungen der Rohre
herabrieseln und nicht durch die Rohre ohne Berührung der Wände hindurchtropfen
kann. Zur Verlängerung des Rieselweges können in die Rohre Schikanen, z. B.
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Drahtspiralen, eingebaut werden. Der Rieselverdampfer wird für empfindliche
Stoffe (z. B. öle) vorteilhaft zweiteilig ausgeführt, wobei jeder Verdampfer seine
eigene, regulierbare Heizung erhält.
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Der dritte Teil, die Destillierkolonne 3, besitzt im Innern ihres
Außenmantels 19 einen zentralen zylindrischen und durchlöcherten Einsatz 16, z.
B. aus kreuzweise diagonal verlaufendem Drahtgewebe oder aus Brückenstegblech, längs
welchem die bereits stark konzentrierte Flüssigkeit in dünnem Film herunterrinnt.
Sowohl der innerhalb des zylindrischen Einsatzes 16 gelegene Raum als auch der ihn
umgebende Mantelraum ist vermittels Einbauten 17 und 18 in einzelne Kammern unterteilt,
wobei die inneren Kammern gegenüber den äußeren gestaffelt sind. Die aus dem Fluß
stück 4 aufsteigenden Gase und Dämpfe sind so genötigt, abwechselnd durch die inneren
und äußeren Kammern und durch die Löcher des Einsatzes 16 zu strömen. Sie geraten
dabei in engsten Kontakt mit der niederrieselnden Flüssigkeit, und das in ihr noch
enthaltene Lösungsmittel wird bis auf geringe Spuren ausgedampft. Das tellerförmige
obere Abschlußblech 15 der obersten äußeren Kammer dient zugleich als Sammelboden,
um die aus dem Rieselverdampfer 2 fließende Miscella nach dem Einsatz 16 zu leiten.
Dem gleichen Zweck dient auch eine kugelschalenförmig nach oben gewölbte Haube 15a
mit kreisrundem und in seinem Durchmesser den Innendurchmesser des Einsatzes 16
überragendem Rand, welche die aus den mittleren Rohren austretende Miscella auf
das Abschlußblech 15 leitet, wobei gleichzeitig durch den zwischen der Haube 15a
und dem Abschlußblech 15 gebildeten Spalt eine innige Berührung mit den aufsteigenden
Gasen und Dämpfen stattfindet.
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Das von Lösungsmittel fast gänzlich befreite öl oder Fett gelangt
nun in das Fuß stück 4. Hier wird es vermittels der Bodenheizung 20 und der Heizschlange
21, eventuell auch durch einen zylindrischen Dampfmantel, auf die gewünschte Temperatur
gebracht und gehalten, um schließlich durch den Überlauf 22 auszutreten. Zur Austreibung
von restlichen Spuren an Lösungsmittel wird durch die Schlange 27 kontinuierlich
etwas Dampf oder Gas eingeblasen.
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Für die ganze Anlage sind in der Zeichnung die Dampf-Eintrittsstutzen
mit 23, die Kondensataustrittsstutzen mit 24 und die Entlüftungsstutzen mit 25 bezeichnet.
Zur Entleerung des Destillationsturmes dient das Ablaßventil 26.