-
Dünnschichtverdampfer Die Erfindung bezieht sich auf einen Dünnschichtverdampfer
zum schnellen Eindampfen von Lösungen, Kolloiden, Suspensionen od. dgl. durch Berieseln
einer erhitzten Fläche in einem außenbeheizten rohrförmigen Verdampfermantel mit
einem Guteinlauf im Bereich einer Mantelstirnseite und einem Gutverteiler im Mantelinneren.
-
Bei den bekannten Dünnschichtverdamp fern, die insbesondere für temperaturempfindliche
Entwässerungsgüter bestimmt sind, wird der schnelle Flüssigkeitsentzug bei möglichst
niedriger Temperatur angestrebt, um eine Beeinträchtigung der Güte des in der Flüssigkeit
gelösten oder ihr beigemengten Feststoffes zu vermeiden. Hierzu ist ein lotrechter
zylindrischer Verdampfermantel vorgesehen, der von einem Durchfluß raum für einen
Dampf oder ein Heißgas umschlossen ist. Auf der Innenfläche des Verdampfermanteis
wird das einzudampfende Gut im Bereich der oberen Stirnfläche seitlich eingeleitet
und mittels einer umlaufenden Verteilèrbüchse auf die Innenfläche aufgegeben. Zum
Erzielen einer möglichst gleichmäßigen Berieselung des Verdampfermantels ist als
weiterer Gutverteiler ein sich über die ganze Mantellänge erstreckender Wischer
koaxial im Mantelinneren vorgesehen, dessen Wischerblätter bis auf einen Abstand
von 1 bis 2 Millimeter an die Mantelinnenfläche heranreichen oder diese berühren
und sich entsprechend dem jeweiligen Andrückdruck und der Gutviskosität durch Umbiegen
auf den erforderlichen Abstand einstellen. Es hat sich indessen herausgestellt,
daß trotz dieser Gutverteiler insbesondere bei Gütern verschiedener Konsistenz sich
eine unvollkommene Benetzung des Verdamp fermantels ergibt, die infolge unvollständiger
Bedeckung bzw.
-
Ausnutzung des Verdampfermantels zu einer Leistungsverminderung der
Vorrichtung und infolge der ungleichen Schichtstärke des Rieselgutes zu einem ungleich
entwässerten Endprodukt führt Es ist auch schon eine Vorrichtung zum Verdampfen
bzw. Konzentrieren von Flüssigkeiten bekannt, die von einer drehbaren, stehend gelagerten
Trommel mit einem außen beheizten zylindrischen Verdampfermantel gebildet ist Die
zu verdampfende bzw. konzentrierende Flüssigkeit wird auf den Boden dieser Trommel
eingetragen und steigt unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft zum oberen Austragende
der Trommel auf. Hierbei nimmt die Flüssigkeit unter der Einwirkung der Schwer-
und Zentrifugalkraft die Form eines Ringparaboloides an. Die Flüssigkeitsschicht
ist daher im Bereich des Bodens verhältnismäßig stark und nimmt allmählich zum Austragende
bis auf F'ilmstärke ab. Dem beim Verdampfen temperaturempfindlicher Flüssigkeiten
mit verhältnismäßig niedriger Temperatur zugeführten
Heizmedium wird durch die im
unteren Bereich des Verdampfermantels angesammelte beträchtliche Flüssigkeitsmenge
so viel Wärme entzogen, daß der verbleibende Wärmeinhalt des Heizmediums nicht ausreicht,
die Flüssigkeit im Bereich des Austragendes zu verdampfen. Es muß daher dem Heizmedium
von vornherein eine wesentlich höhere Temperatur erteilt werden, wodurch jedoch
die Qualität des eingedampften Gutes beeinträchtigt wird.
-
Durch den Erfindungsgegenstand ist nun die Aufgabe gelöst, der ungleichen
Bedeckung des Verdampfermantels mit dem zu entwässernden Gut bzw. dieser ungleichen
Schichtstärke dadurch zu begegnen, daß der Verdampfermantel in an sich bekannter
Weise mit einer die fünffache Erdbeschleunigung übersteigenden Umfangsgeschwindigkeit
angetrieben ist und einen Flüssigkeitsverteilteller aufweist, der an der Stirnseite
im vorbestimmten Abstand von dem koaxialen Einlauf befestigt ist. In vorteilhafter
Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes ist der Verdampfermantel zylindrisch ausgebildet
oder zum Austragende für das entwässerte Gut kegelförmig erweitert bzw. verjüngt.
-
Diese Maßnahmen gewährleisten insofern eine vorteilhafte Lösung der
der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe, als durch die auf das Rieselgut einwirkende
Fliehkraft nicht nur ein gleichmäßig starker Gutülm auf dem Verdampfermantel erzielt,
sondern auch eine gleichmäßige Bedeckung des Verdampfermantels mit dem Rieselgut
gewährleistet wird. Dariiber hinaus werden die vor den Wischerblättern der bekannten
Wischer auftretenden schwallartigen Gutstauungen und hierdurch eine ungleichmäßige
Verdampfung der lBlüssigkeit vermieden. Auch wird die Fließgeschwindigkeit des Rieselgutes
längs des Verdampfermantels nicht durch einen Wischer beeinträchtigt. Ferner findet
durch den mit dem Verdampfermantel umlaufenden Verteilteller und den
konzentrisch
auf diesen auftreffenden Einlaufgutstrahl von vornherein eine sehr gleichmäßige
Verteilung des Rieselgutes auf dem gesamten Umfang des Verdampfermantels statt.
Weiterhin kann die Verweilzeit des Rieselgutes im Verdampfermantel durch Verändern
der Manteldrehgeschwindigkeit in weiten Grenzen geändert werden, weil der Entwässerungsweg
des Rieselgutes auf dem Verdampferinnenmantel schraubenartig verläuft und daher
schon bei geringer Änderung der Manteldrehzahl infolge Erhöhung der Schraubengangzahl
eine wesentliche Längenänderung verfährt. Schließlich ist die Vorrichtung nach der
Erfindung nicht auf deren lotrechte Anordnung beschränkt, sondern sie kann im Bedarfsfall
auch waagerecht angeordnet sein. Im ersteren Fall kann der Verdampfermantel zylindrisch
oder zum Austragende kegelförmig erweitert bzw. verjüngt sein und im letzteren Fall
nur die kegelförmige Ausbildung aufweisen.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
in einem Längsschnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung schematisch dargestellt
Die Vorrichtung nach der Erfindung, die auch als Dünnschichtverdampfer bezeichnet
wird, ist zum Herstellen von Extrakt aus Lösungen, z. B. aus Pflanzensaft, bestimmt.
In dieser Vorrichtung iiberrieselt die Lösung eine beheizte Fläche, wobei die Flüssigkeit
infolge der verhältnismäßig geringen Temperatur dieser Fläche und' der kurzen Uberrieselungsdauer
verdampft, ohne daß es hierbei zu einem Schädigen des in der Lösung enthaltenen
Feststoffes durch Zersetzen oder Polymerisieren kommt. Diese Fläche ist von einem
lotrecht angeordneten, nach unten zu schwach kegelig erweiterten Verdampfermantel
1 ge bildet, der von einem Führungsmantel 2 im Abstand umschlossen ist. Beide Mäntel
1 und 2 weisen am weiten Mantelende eine gemeinsame Stirnwand 3 auf, die mittels
einer Nabe 4 auf dem Ende einer Antriebswelle 5 befestigt ist. Die mittels zweier
Radiallager 6 und eines Axiallagers 7 gelagerte Antriebswelle 5 ist mit einer Riemenscheibe
8 versehen, die durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Antriebsmotor mittels
Riemen 9 angetrieben ist. In der gemeinsamen Stirnwand 3 sind im Bereich der Innenfläche
des Verdampfers 1 Durchflußöffnungen 10 angeordnet und desgleichen auch im Führungsmantel
2 im Bereich der gemeinsamen Stirnwand 3 Durchgangsöffnungen 11 vorgesehen. Die
Durchfluß- und Durchgangsöffnungen 10 und 11 münden in je einen diese ringförmig
umschließenden Auffangraum 12 und 13, an die je eine Abflußrinne 14 angeschlossen
ist. Das gegenüberliegende Ende des Verdampfermantels 1 und des Führungsmanteis
2 weisen je eine im Abstand voneinander angeordnete Stirnwand 15 und 16 auf. An
der Stirnwand 15 des Verdampfermantels 1 ist ein ins Mantelinnere mündendes Einlaufrohrl7
und an der Stirnwand 16 ein das Einlaufrohr 17 im Abstand umschließender Kragen
18 angeschlossen, dessen freies Ende gegen das Einlaufrohr 17 mittels einer Dichtung
19 abgedichtet ist. Der Kragen 18 weist auf seinem
Umfang in halber Kragenhöhe Durchströmöffnungen
20 auf, die in einen Mittelkanal 21 eines mittels Dichtungen 22 nach außen abgedichteten
Zuführungslagers 23 münden, an dem ein Eintrittsstutzen 24 für eine Zuführungsleitung
25 vorgesehen ist. Das Einlaufrohr 17 trägt an seinem freien Ende einen Fülltrichter
26.
-
Unterhalb der unteren Mündung des Einlaufrohres 17 ist im Mantelinnern
ein Verteilteller 27 mittels Stegen 28 an der Stirnwand 15 oder unmittelbar am Verdampfermantel
1 befestigt.
-
Durch die Zuführungsleitung 25 wird Dampf in das stillstehende Zuführungslager
23 eingeleitet, der durch die Durchströmöffnungen 20 in den Ringspalt 29 zwischen
den beiden Mänteln 1 und 2 einströmt. Beim Durchströmen dieses Ringspaltes heizt
der Dampf den Verdampfermantel 1 auf die vorbestimmte Temperatur auf und kondensiert
dabei. Das Kondensat verläßt den Ringspalt 29 durch die Durchgangsöffnungen 11,
wird im zugeordneten Auffangraum 13 aufgefangen und durch die Abflußrinne 14 abgeleitet
Die zu entwässernde Lösung wird in den Fülltrichter 26 eingetragen, durchströmt
hierauf das Einlaufrohr 17, um durch den mit dem Verdampfermantel 1 umlaufenden
Verteilteller 27 gleichmäßig auf dem Mantelumfang im Bereich des oberen Endes aufgetragen
zu werden. Die Lösung rieselt hierauf längs der Innenfläche des Verdampfermantels
1 zum Austragende desselben, wobei die Flüssigkeit zum Teil verdampft und der Extrakt
durch die Durchflußöffnungen 10 in der gemeinsamen Stirnwand 3 in den zugeordneten
Auffangraum 12 eintritt und diesen sodann durch die Abflußrinne 14 verläßt Der Verdampfermantel
1 kann bei der lotrechten Anordnung auch zylindrisch ausgebildet sein. Es ist aber
auch möglich, die Vorrichtung waagerecht anzuordnen, wenn ein kegelförmig gestalteter
Verdränger- bzw. Führungsmantel 1 und 2 vorgesehen wird.
-
PATENTANSPRUCIIE: 1. Dünnschichtverdampfer zum schnellen Eindampfen
von Lösungen, Kolloiden, Suspensionen od. dgl. durch Berieseln einer erhitzten Fläche
in einem auß enbeheizten rohrförmigen Verdampfermantel mit einem Guteinlauf im Bereich
einer Mantelstirnseite und einem Gutverteiler im Mantelinnern, dadurch gekennzeichnet,
daß der Verdampfermantel (1) in an sich bekannter Weise mit einer die fünffache
Erdbeschleunigung übersteigenden Umfangsgeschwindigkeit angetrieben ist und einen
Flüssigkeitsverteilteller (27) aufweist, der an der Stirnseite im vorbestimmten
Abstand von dem koaxialen Einlauf (17) befestigt ist.