DE3401121C2 - Dünnschichtverdampfer - Google Patents
DünnschichtverdampferInfo
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
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Description
Die Erfindung betrifft einen Dünnschichtverdampfer bestehend aus einem
einen Brüdenraum bildenden Behälter, einer in diesen hineinragenden,
zentralen Antriebswelle und einem daran befestigten Rotor aus mehreren
mit axialem Abstand voneinander angeordneten konischen Verdampferflächen,
deren Verdampferraum mit dem Brüdenraum in Verbindung steht, sowie einem
vom Brüdenraum getrennten Heizraum, wobei das Ausgangsprodukt im Be
reich eines Endes des Rotors am inneren Umfang von ein oder mehr neben
einander angeordneten konischen Verdampferflächen einer ersten Ver
dampferstufe aufgegeben wird, sich von dort filmartig nach außen aus
breitet und am äußeren Umfang als Vorkonzentrat anfällt, das mittels eines
Schöpfrohrs abgenommen und von diesem einer oder mehreren nebeneinander
liegenden Verdampferflächen wenigstens einer zweiten Verdampferstufe zu
geführt und als Endkonzentrat im Bereich des anderen Endes des Rotors
abgenommen wird.
Ein Dünnschichtverdampfer des vorgenannten Aufbaus ist bekannt (GB-PS
1 132 640, SE-PS 184 175). Bei diesem Verdampfer bilden jeweils zwei
in engem Abstand voneinander angeordnete Heizflächen mit gleichsinniger
Konizität einen Heizraum. Sie sind innenseitig über einen angeschweißten
Ring geschlossen, während sie außenseitig an einem mit Durchtritts
bohrungen versehenen Ring befestigt sind, über die der Zwischenraum
zwischen den Heizflächen mit dem zylindrischen Heizraum des Rotors
in Verbindung steht. Über die hohle Antriebswelle und einen Raum unter
halb der untersten Verdampferfläche wird Dampf in den Heizraum hinein
geführt, der über die Bohrungen in den Zwischenraum zwischen den eng
beieinander liegenden Heizflächen eindringt und als Kondensat aufgrund
der Zentrifugalkraft wieder in den Heizraum zurückläuft. Die jeweils
unten liegende Heizfläche eines solchen Heizflächenpaars dient als Ver
dampferfläche. Zwischen je zwei Paaren von Heizflächen wird das Produkt
mittels eines Rohrs mit mehreren Abgabestellen jeweils auf die Unterseite
der oben liegenden Heizfläche, die die Verdampferfläche bildet, aufge
spritzt. Das Produkt breitet sich filmartig nach außen aus und wird am
äußeren Umfang in einem von der Verdampferfläche und der darunter liegen
den Heizfläche gebildeten Rinnenprofil gesammelt. In axialer Flucht sind
die Rinnenprofile über einen Kanal verbunden, der das aufkonzentrierte
Produkt über die axiale Ausdehnung mehrerer Verdampferflächen zu einer
einzigen Abgaberinne für diese erste Verdampferstufe führt. An diese Ab
gaberinne ist ein Schöpfrohr angesetzt, das das Vorkonzentrat abschält. Das
Schöpfrohr steht mit einer außerhalb des Verdampfers angeordneten Pumpe
in Verbindung, die das Vorkonzentrat absaugt und über eine Leitung wieder
in den Verdampfer hineinführt. Das Vorkonzentrat wird dann auf die Unter
seite der letzten Verdampferstufe aufgespritzt, breitet sich wiederum film
artig aus und gelangt schließlich am äußeren Umfang als Endkonzentrat in
den Bereich eines weiteren Schöpfrohrs, über das es mittels einer Pumpe
abgesaugt wird. Die beim Verdampfen entstehenden Brüden können über den
hohlen Innenraum des Rotors in dem Behälter gesammelt und zentral abge
führt werden.
Dünnschichtverdampfer der vorgenannten Art sind insbesondere für das
starke Aufkonzentrieren von sehr schwachen Konzentraten geeignet. Sie
haben jedoch den Nachteil, daß für die Beheizung jeweils in Doppellage
angeordnete Heizflächen mit entsprechenden Zwischenräumen vorhanden
sein müssen, von denen jeweils nur eine Fläche für die Verdampfung des
Produktes zur Verfügung steht. Ferner ist der konstruktive Aufbau des ge
samten Rotors relativ aufwendig. Es müssen die äußeren Ringe, an denen
die Heizflächen befestigt sind, zentriert und gegeneinander abgedichtet sein.
Für die Überleitung des an jeder Verdampferfläche der ersten Stufe an
fallenden Vorkonzentrats muß eine gesonderte Umgehung der Heizflächen
dieser ersten Verdampferstufe in Form des zuvor genannten Kanals vorge
sehen werden, durch den das Vorkonzentrat gegen die statische Höhe auf
steigen muß. In diesem Kanal kommt es leicht zu Verstopfungen. Für die
Überleitung des Vorkonzentrats auf die zweite Stufe und die Entnahme des
Endkonzentrats muß jeweils eine Pumpe mit entsprechender thermischer
Isolierung der Leitungen vorhanden sein.
Besondere Probleme ergeben sich in den engen Zwischenräumen zwischen
benachbarten Heizflächen, die zur Achse hin ansteigend angeordnet sind.
In diesen engen Räumen bildet sich nicht nur das Kondensat, das aufgrund
der Zentrifugalkraft leicht nach außen abgeführt werden kann, sondern es
werden bei der Kondensation auch Gase ausgeschieden, die sich allmählich
in den Zwischenräumen stauen und den Wärmeübergang zunehmend ver
schlechtern. Es müssen deshalb am höchsten Punkt Entlüftungsbohrungen
vorhanden sein, über die diese Gase in den Brüdenraum entweichen können.
Eine solche Verbindung zwischen dem Heizraum und dem Brüdenraum und
damit auch zu den Verdampferflächen ist bei vielen Produkten nicht erwünscht.
Aus diesem Grund können nur solche Wärmeträger - in erster Linie Wasser
dampf - verwendet werden, die das Produkt bzw. Konzentrat chemisch
oder im Geruch oder Geschmack nicht beeinträchtigen. Organische Wärme
träger mit höherer Heiztemperatur lassen sich nicht verwenden. Wegen der
relativ niedrigen Heiztemperatur von Wasserdampflassen sich wiederum
keine höher molekularen Stoffe destillieren. Auch kann die Verdampfung
nicht unter größerem Vakuum erfolgen, da sonst Gase und Heizdampf in
den Verdampferraum geradezu hineingesaugt würden. Dies wiederum führt
dazu, daß eine Vielzahl von thermisch empfindlichen, nicht wäßrigen
Produkten, die nur bei hohem Vakuum destilliert werden können, in einem
solchen Verdampfer nicht verarbeitet werden können.
Es ist ferner ein Dünnschichtverdampfer bekannt (US-PS 2 734 023), bei
dem der Rotor aus nebeneinander angeordneten, torusförmigen Verdampfer
flächen besteht, die durch jeweils zwei schalenförmig gegeneinanderge
setzte Flächen gebildet sind. Die Brüden werden an einem offenen Ende
des Rotors abgesaugt und nach Druckerhöhung mittels eines Verdichters
in den Heizraum geleitet. Durch diese Beheizung mittels der Brüden ist
wiederum der Heiztemperatur und der Verdampferleistung eine niedrige
Grenze gesetzt. Auch arbeitet dieser Verdampfer nur einstufig.
Eine weitere bekannte mehrstufige Ausführung (US-PS 2 894 879), die
gleichfalls nach dem Prinzip der Thermokompression arbeitet, besitzt in
jeder in sich abgeschlossenen Stufe zwei konische, gegeneinander gesetzte
Verdampferflächen. Das Produkt wird auf beide konischen Flächen jeder
Stufe aufgespritzt, das Konzentrat außen mittels Schöpfrohr abgenommen
und mittels Pumpe in die jeweils nächste Stufe transportiert, wofür ein
aufwendiges Röhrensystem innerhalb und außerhalb des Verdampfers er
forderlich ist. Aufgrund der Verwendung der Brüden als Wärmeträger kann
auch dieser Verdampfer nur bei vergleichsweise niedriger Temperatur und
kleinem Temperaturgradient zwischen Heizraum und Verdampferraum be
trieben werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dünnschichtverdampfer
des eingangs geschilderten Aufbaus für schwierige Betriebsbedingungen
- hohe Heiztemperatur, hohes Vakuum - auszulegen und in konstruk
tiver Hinsicht zu vereinfachen, insbesondere bei geringem Bau- und
Betriebsmittelaufwand eine starke Aufkonzentrierung bei geringem Raum
bedarf zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß je zwei konische
Verdampferflächen mit nach außen konvergierender Konizität unter Bildung
einer Auffangrinne für das Konzentrat an ihrem äußeren Umfang zusammen
gesetzt und außenseitig von dem zylindrisch ausgebildeten Heizraum um
geben sind, daß der Rotor mit etwa horizontal liegender Antriebswelle ange
ordnet ist und daß in jeder Auffangrinne im Bereich des oberen Scheitels des
Rotors ein Schöpfrohr angesetzt und quer durch den Verdampferraum nach
unten an den inneren Umfang der benachbarten Verdampferflächen geführt
ist.
Durch die Anordnung der konischen Verdampferflächen, die bei einem Ver
dampfer mit Thermokompression an sich bekannt ist (US-PS 2 894 879),
wird gegenüber dem gattungsgemäßen Dünnschichtverdampfer (GB-PS
1 132 640) der Vorteil erreicht, daß jede der konischen Flächen für die Ver
dampfung des Produktes zur Verfügung steht. Zwischen je zwei nach außen
divergierenden Verdampferflächen wird ein ringförmiger Abschnitt des
Heizraums begrenzt, der einen relativ großen Querschnitt aufweist. In
Verbindung mit der horizontalen Anordnung der Antriebswelle und damit
des gesamten Verdampfers ergibt sich der Vorteil, daß Gase, die beim
Kondensieren des Heizdampfs ausgeschieden werden und sich aufgrund
ihres geringeren spezifischen Gewichtes am inneren Umfang des Heizraums
sammeln, aus diesen großen Querschnitten in einfacher Weise abgeleitet
werden können. Damit ist ein eindeutig kontrollierter Wärmeübergang auf
der Heizseite der Verdampferflächen möglich. Es sind vor allem keine Ent
lüftungsöffnungen in den Brüdenraum hinein notwendig, so daß ein her
metischer Abschluß zwischen Verdampfer- und Brüdenraum einerseits und
Heizraum andererseits möglich ist. Ferner gibt dies die Möglichkeit, be
liebige Heizmedien, insbesondere solche mit höherer Heiztemperatur, z. B.
Diphyl, zu verwenden, so daß auch hinsichtlich der zu verarbeitenden Pro
dukte keine Beschränkungen hingenommen werden müssen. Schließlich
kann aufgrund der Anordnung der Schöpfrohre das Produkt bis zum Er
reichen der Endkonzentration innerhalb des Verdampfers verbleiben, muß
also insbesondere nicht von einer Stufe zur anderen mittels einer Pumpe
gefördert werden. Die Schöpfrohre schälen vielmehr das Produkt jeweils
im Bereich des oberen Scheitels jeder Sammelrinne ab und das Produkt
gelangt allein aufgrund der kinetischen Energie, mit der es in das Rohr ge
drängt wird, sowie aufgrund der Schwerkraft innerhalb des Schöpfrohrs auf
die Verdampferflächen der jeweils nächsten Verdampferstufe. Es ergibt
sich also innerhalb des Verdampfers ein schneller und geschlossener
Produkt-Durchlauf mit nur einer Zuleitung für das Ausgangsprodukt und nur
einer weiteren Leitung zum Abführen des Endkonzentrates. Die Verdampfer
fläche läßt sich problemlos an die jeweils aufzukonzentrierende Menge in
jeder Verdampferstufe anpassen, d. h. die Anzahl der Verdampferflächen
kann von Stufe zu Stufe abnehmen. Am Ansatzpunkt der Schöpfrohre wird
das Produkt aufgrund seiner kinetischen Energie nicht nur in das Schöpfrohr
hineingedrängt, sondern aufgrund des Widerstandes auch zugleich verspritzt
und in Tröpfchenform in den Verdampferraum und auf die benachbarten Ver
dampferflächen geschleudert, wodurch der Wirkungsgrad noch verbessert
wird. Praktische Versuche haben gezeigt, daß mit einem solchen Verdampfer
bei sehr geringem Bauaufwand eine Aufkonzentrierung von beispielsweise
ca. 1,7% im Ausgangsprodukt auf 85% im Endkonzentrat erreicht werden
kann. Dabei verbleiben von beispielsweise 100 l Ausgangsprodukt nur noch
2 l Konzentrat. Da viele Produkte auch Feststoffpartikel aufweisen, z. B.
metallische Katalysatoren, Kristalle od. dgl., ergeben sich bei jeder Auf
wärtsförderung Probleme, indem diese Partikel nicht mitgefördert werden
und die Leitungen verstopfen. Dies wird durch die stets von oben nach
unten gerichtete Fließbewegung in den Schöpfrohren vermieden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist am inneren Umfang jeder
Verdampferfläche eine Überlaufrinne für die Aufgabe des aufzukonzen
trierenden Produktes angeordnet, wobei in die Überlaufrinne der Ver
dampferflächen der ersten Stufe eine Produkt-Zuführleitung, in die Über
laufrinne der zweiten und jeder folgenden Stufe das in der Sammelrinne an
setzende Schöpfrohr der vorangehenden Stufe mündet.
Mit der Ausbildung und Anordnung der Überlaufrinnen am inneren Umfang
ist gewährleistet, daß sich in der Überlaufrinne zunächst so viel Produkt
ansammeln muß, bis es über die Überlaufkanten auf die Verdampferfläche
gelangt. Damit ist gewährleistet, daß das Produkt am gesamten inneren
Umfang der Verdampferfläche gleichmäßig aufgegeben wird und sich auf
diese Weise auch ein gleichmäßiger Film über die gesamte Verdampfer
fläche ausbildet. Damit ist zugleich eine optimale Nutzung jeder Ver
dampferfläche gewährleistet, so daß bei gegebenen Ausgangsbedingungen
die Baugröße und der Bauaufwand minimal gehalten werden kann.
Zweckmäßigerweise ist an den am weitesten innen liegenden Stellen des
Heizraums, z. B. im Bereich des inneren Umfangs der Verdampferflächen
auf der Heizraumseite je eine Entgasungsleitung angesetzt.
Während in der Mehrzahl der Verdampferstufen sich in der Sammelrinne
das Produkt der beiden hier zusammen laufenden Verdampferflächen sammelt
und mittels Schöpfrohr abgenommen wird, kann beispielsweise im Bereich
der letzten Verdampferstufen wegen der stark abnehmenden Menge eine
einzige Verdampferfläche ausreichen. Es ist deshalb gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die beiden letzten Verdampferstufen
jeweils von nur einer Verdampferfläche gebildet sind und in der zwischen
ihnen am äußeren Umfang gebildeten Sammelrinne eine Trennwand einge
setzt ist, und daß beiderseits der Trennwand je ein Schöpfrohr angesetzt
ist, von denen das der vorletzten Stufe das Vorkonzentrat in die Überlauf
rinne der letzten Stufe überführt, während das Schöpfrohr der letzten Stufe
das Endkonzentrat nach außen wegführt. Die Sammelrinne wird also mittels
der Trennwand in zwei einzelne Rinnen unterteilt und in jeder Rinne das
Produkt von der in sie einmündenden Verdampferfläche aufgefangen.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß die Überlaufrinne zweier
benachbarter Verdampferflächen aus einem ringförmigen U-Profil mit
einem mittleren Wandsteg gebildet ist, wobei die freie Kante des Wand
stegs - in Umfangsrichtung gesehen - weiter innen liegt als die jeder
Verdampferfläche zugekehrten Überlaufkanten der Schenkel des U-Profils.
Das ringförmige U-Profil dient einerseits der Verbindung zweier benachbarter,
innenseitig aneinander anschließenden Verdampferflächen, andererseits der
Aufgabe des aufzukonzentrierenden Produktes. Sie tragen ferner zur Stabili
sierung des gesamten Rotors bei.
Zur Aufgabe des Ausgangsproduktes dient ein in den Rotor hineingeführtes
Verteilerrohr, das wenigstens zwei Abgabeöffnungen nahe je einer Überlauf
rinne zweier benachbarter konvergierender Verdampferflächen der ersten Ver
dampferstufe aufweist.
In weiterer Ausführung ist vorgesehen, daß an das das Vorkonzentrat in
einer Auffangrinne aufnehmende Schöpfrohr der ersten Verdampferstufe
wenigstens zwei Verteilerrohre angeschlossen sind, von denen jedes das
Vorkonzentrat an eine Überlaufrinne einer von zwei benachbarten, konver
gierenden Verdampferflächen der nächsten Verdampferstufe übergibt.
Auch diese Ausführung läßt sich an jede beliebige Größe der ersten und
zweiten Verdampferstufe anpassen. Besteht beispielsweise die erste
Verdampferstufe aus mehreren konvergierenden Verdampferflächen, so
ist eine entsprechende Anzahl von Schöpfrohren notwendig, die das
Vorkonzentrat aus jeder Überlaufrinne abnehmen. Es kann dann das
aufkonzentrierte Produkt über eine einzige Sammelleitung mit mehreren
Abgabeöffnungen oder über mehrere Leitungen mit je einer Abgabe
öffnung der zweiten Verdampferstufe zugeführt werden, wobei die An
zahl der Abgabeöffnungen der Anzahl der Verdampferflächen in der
zweiten Verdampferstufe entspricht.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung im Längs
schnitt wiedergegebenen Ausführungsbeispiels beschrieben.
Der Dünnschichtverdampfer weist einen geschlossenen Behälter 1 auf,
auf dessen einen stirnseitigen Abschluß ein stufenlos regelbarer Hydro
antrieb 2 aufgesetzt ist. Die von ihm in Drehung versetzte Antriebs
welle 3 weist an ihrem Ende einen Tragflansch 4 auf, an dem der ins
gesamt mit 5 bezeichnete Rotor befestigt ist. Der Rotor besteht aus einer
Mehrzahl von konischen Verdampferflächen 6, 7, 8, 9, 10 und 11, die
mit Abstand nebeneinander angeordnet sind, sowie einem diese außen
seitig mit Abstand umgebenden zylindrischen Mantel 12, der zwischen
sich und der Außenseite der Verdampferflächen 6 bis 11 einen Heizraum
umschließt. Die Verdampferflächen sind an ihrem äußeren Umfang über
Leisten 41 mit dem Mantel 12 verbunden. Der Wärmeträger, z. B. Dampf,
wird über einen Rohrstutzen 13 an der dem Hydroantrieb 2 gegenüberliegenden
Stirnseite des Behälters 1 zugeführt und strömt in den Heizraum hinein, wo
bei er entsprechend den angedeuteten Pfeilen die Außenseite der Verdampfer
flächen 6 bis 11 umspült. Das dort anfallende Kondensat wird aufgrund der
Zentrifugalwirkung nach außen getrieben und wird am inneren Umfang des
Behälters 12 mit einem Schälrohr 14 abgenommen und über eine Leitung 15
mittels einer Kondensatpumpe nach außen geführt. Ferner sind weitere Ent
lüftungsrohre 16 jeweils im Grund zwischen zwei benachbarten Verdampfer
flächen 7, 8 bzw. 8, 9 bzw. 9, 10 vorgesehen, um dort sich sammelndes
Gas abziehen zu können. Diese Entlüftungsrohre 16 sind über eine Sammel
leitung 17 an die Kondensatpumpe angeschlossen, die also Kondensat und
ausgeschiedene Gase wegfördert.
Die Verdampferflächen 6 bis 11 sind an ihrem inneren Umfang jeweils
an Überlaufrinnen angeschlossen, wobei die Überlaufrinnen 18 an den
beiden Enden des Verdampferraums als einfache ringförmige U-Profile
ausgebildet sind, während die anderen Überlaufrinnen 19 jeweils aus
einem ringförmigen U-Profil mit einem mittleren Wandsteg 20 bestehen.
Die innenliegende Kante des Wandstegs 20 liegt, wie die Zeichnung er
kennen läßt, weiter innen als die jeweils äußeren Überlaufkanten 21, 22
der Schenkel des U-Profils.
Das Produkt wird über eine Pumpe 23 und eine Leitung 24 in den Rotor 5
aufgegeben. Die Leitung 24 ist zu diesem Zweck in den freien Innen
raum des Rotors hineingeführt und endet beim wiedergegebenen Aus
führungsbeispiel in zwei Abgabeöffnungen 25, 26, wobei die Abgabe
öffnung 26 der Überlaufrinne 18, die Abgabeöffnung 25 der ersten Über
laufrinne 19 mit der Überlaufkante 21 zugeordnet ist. Bei dieser Aus
führungsform bilden demgemäß die Verdampferflächen 6 und 7 eine
erste Verdampferstufe 1, in der das Ausgangsprodukt aufkonzentriert
wird.
Die außenseitig zusammengesetzten Verdampferflächen 6, 7 bzw. 8, 9
bilden jeweils eine Auffangrinne 27, 28, 29. In die Auffangrinne 27 der
ersten Verdampferstufe, und zwar in den Bereich des oberen Scheitel s
ist ein Schöpfrohr 30 hineingeführt, das das aufkonzentrierte Produkt auf
nimmt und über ein Verteilerrohr 31 mit zwei nicht gezeigten Abgabeöff
nungen in die den Verdampferflächen 8 und 9 zugeordneten Überlaufrinnen
der zweiten Verdampferstufe 11 überführt. Das einmal aufkonzentrierte
Produkt tritt über die Überlaufkanten 22, 21 dieser beiden Rinnen, breitet
sich wiederum filmartig auf den Verdampferflächen 8, 9 aus und fällt
schließlich in höherer Konzentration in der Auffangrinne 28 an. Dort ist
wiederum ein Schöpfrohr 32 angeordnet, das das weiter aufkonzentrierte
Produkt in den rechts des Wandstegs 20 liegenden Teil der Überlaufrinne 19
der Verdampferfläche 10, die die dritte Verdampferstufe 111 bildet, über
führt. Das dort zum dritten Mal aufkonzentrierte Produkt läuft in der
Sammelrinne 29 zusammen, die durch eine Trennwand 33 in einen linken
und einen rechten Teil getrennt ist. Im linken Teil ist wiederum ein Schöpf
rohr 34 angeordnet, das das Konzentrat abschält und der Überlaufrinne 18
der letzten Verdampferstufe IV zuführt, von der es sich über die Ver
dampferfläche 11 ausbreitet und schließlich als Endkonzentrat im rechten
Teil der Sammelrinne 29 anfällt. Mittels eines dort angeordneten Schöpf
rohrs 35 und einer Pumpe 36 wird das Konzentrat aus dem Verdampfer her
ausgefördert. Der Innenraum des Rotors 5 steht mit dem Raum des Be
hälters 1 in Verbindung, so daß die beim Aufkonzentrieren anfallenden
Brüden entsprechend den angedeuteten Pfeilen über einen Stutzen 37 abge
führt werden können. Nur der Vollständigkeit wegen sei darauf hingewiesen,
daß der Behälter 1 noch Schauglas-Öffnungen 38, 39 für die Inspektion
der kritischen Teile des Verdampfers aufweist. Ferner ist der Rotor 5 an
der dem Hydroantrieb 2 gegenüberliegenden Seite noch über ein Gleitlager
40 an dem Behälter abgestützt. An der - in der Zeichnung rechten -
Stirnseite des Behälters 1 und der Antriebsnabe sind Flügel 42 angeord
net, die bis nahe an den Rotor 5 heranreichen und die rotierenden Brüden
abbremsen. Diese Flügel 42 dienen der Abscheidung von Tröpfchen, die
von den Brüden mitgerissen worden oder durch Kondensation entstanden
sind. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann der gesamte Rotor mit
Heiz- und Verdampferraum als Schweißkonstruktion ausgebildet sein, so
daß er keine Öffnungen oder Fugen aufweist und somit keine Dichtungen
erfordert.
Claims (12)
1. Dünnschichtverdampfer, bestehend aus einem einen Brüdenraum
bildenden Behälter, einer in diesen hineinragenden, zentralen
Antriebswelle und einem daran befestigten Rotor aus mehreren
mit Abstand voneinander angeordneten konischen Verdampfer
flächen, deren Verdampferraum mit dem Brüdenraum in Verbindung
steht, und einem vom Brüdenraum getrennten Heizraum, wobei das
Ausgangsprodukt im Bereich eines Endes des Rotors am inneren
Umfang von ein oder mehr nebeneinander angeordneten konischen
Verdampferflächen einer ersten Verdampferstufe aufgegeben wird,
sich von dort filmartig nach außen ausbreitet und am äußeren Um
fang als Vorkonzentrat anfällt, das mittels eines Schöpfrohrs ab
genommen und von diesem einer oder mehreren nebeneinander
liegenden Verdampferflächen wenigstens einer zweiten Verdampfer
stufe zugeführt und als Endkonzentrat im Bereich des anderen Endes
des Rotors abgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet, daß je zwei konische Verdamp
ferflächen (6, 7 und 8, 9 und 10, 11) mit nach außen
konvergierender Konizität unter Bildung einer Auffang
rinne (27, 28, 29) für das Konzentrat an ihrem äu
ßeren Umfang zusammengesetzt und außenseitig von
dem zylindrischen ausgebildeten Heizraum (12) umge
ben sind, daß der Rotor (5) mit etwa horizontal lie
gender Antriebswelle (3) angeordnet ist und daß in
jeder Auffangrinne (27, 28, 29) im Bereich des obe
ren Scheitels des Rotors (5) ein Schöpfrohr (30, 32,
34) angesetzt und quer durch den Verdampferraum nach
unten an den inneren Umfang der benachbarten Verdamp
ferflächen geführt ist.
2. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß am inneren Umfang jeder Verdampferflä
che (6 bis 11) eine Überlaufrinne (18, 19) für die Auf
gabe des aufzukonzentrierenden Produktes angeordnet
ist, wobei in die Überlaufrinne (18, 19) der Verdamp
ferflächen (6, 7) der ersten Stufe eine Produktzu
führleitung (24, 25, 26), in die Überlaufrinne (19)
der zweiten und jeder folgenden Stufe das in der
Auffangrinne (27, 28,29) ansetzende Schöpfrohr (30,
32, 34) der vorangehenden Stufe mündet.
3. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß an den am weitesten innen liegen
den Stellen des Heizraums je eine Entgasungsleitung
(16) angesetzt ist.
4. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Entgasungsleitungen im Bereich des
inneren Umfangs der Verdampferflächen (7, 8 und 9, 10
und 11) auf der Heizraumseite angesetzt sind.
5. Dünnschichtverdampfer nach einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der
Verdampferflächen (6 bis 11) von der ersten zur let
zten Verdampferstufe abnimmt.
6. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die beiden letzten Verdampferstufen
jeweils von nur einer Verdampferfläche (10, 11) ge
bildet sind und in der zwischen ihnen am äußeren
Umfang gebildeten Auffangrinne (29) eine Trennwand
(33) eingesetzt ist, und daß beiderseits der Trennwand
je ein Schöpfrohr (34, 35) angesetzt ist, von denen
das der vor letzten Stufe das Vorkonzentrat in die
Überlaufrinne (18) der letzten Stufe überführt, das
der letzten Stufe das Endkonzentrat nach außen weg
führt.
7. Dünnschichtverdampfer nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Überlaufrinne
(19) zweier benachbarter Verdampferflächen aus einem
ringförmigen U-Profil mit einem mittleren Wandsteg
(20) gebildet ist, wobei die freie Kante des Wand
stegs - in Umfangsrichtung gesehen - weiter innen
liegt als die jeder Verdampferfläche zugekehrten
Überlaufkante (21, 22) der Schenkel des U-Profils.
8. Dünnschichtverdampfer nach einem der Ansprüche 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufgabe des
Ausgangsproduktes ein in dem Rotor (5) hineingeführ
tes Verteilerrohr (24) dient, das wenigstens zwei
Abgabeöffnungen (25, 26) nahe je einer Überlaufrinne
zweier benachbarter konvergierender Verdampferflächen
(6, 7) der ersten Verdampferstufe aufweist.
9. Dünnschichtverdampfer nach einem der Ansprüche 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an das das Vor
konzentrat in einer Auffangrinne (27) aufnehmende
Schöpfrohr (30) der ersten Verdampferstufe wenig
stens zwei Verteilerrohre (31) angeschlossen sind,
von denen jedes das Vorkonzentrat an eine Überlauf
rinne (19) einer von zwei benachbarten konvergieren
den Verdampferfläche (8, 9) der nächsten Verdampfer
stufe übergibt.
10. Dünnschichtverdampfer nach einem der Ansprüche 1
bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Entgasungslei
tungen und ein am Mantel des Heizraums ansetzendes
Kondensatschöpfrohr nach außen geführt und an eine
gemeinsame Pumpe angeschlossen sind.
11. Dünnschichtverdampfer nach einem der Ansprüche 1
bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Rotor
(5) als dichtungslose Schweißkonstruktion ausgeführt
ist.
12. Dünnschichtverdampfer nach einem der Ansprüche 1
bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Ver
dampferraum des Rotors (5) zugekehrten Seite des
Verdampferbehälters (1) radial verlaufende, ortsfeste
Flügel (42) angeordnet sind, die bis nahe an die
Stirnseite des Rotors heranreichen.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3401121A DE3401121C2 (de) | 1984-01-14 | 1984-01-14 | Dünnschichtverdampfer |
JP60003421A JPS60156501A (ja) | 1984-01-14 | 1985-01-14 | 薄層蒸発装置 |
US06/840,531 US4707220A (en) | 1984-01-14 | 1986-03-14 | Thin-film evaporators |
Applications Claiming Priority (1)
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DE3401121A DE3401121C2 (de) | 1984-01-14 | 1984-01-14 | Dünnschichtverdampfer |
Publications (2)
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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