DE3718791C2 - - Google Patents
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- DE3718791C2 DE3718791C2 DE19873718791 DE3718791A DE3718791C2 DE 3718791 C2 DE3718791 C2 DE 3718791C2 DE 19873718791 DE19873718791 DE 19873718791 DE 3718791 A DE3718791 A DE 3718791A DE 3718791 C2 DE3718791 C2 DE 3718791C2
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- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff von Anspruch 1 und 15 sowie auf eine Vorrichtung
gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6. Mit derartigen Verfahren
bzw. Vorrichtungen kann das Durchführen eines Destillationsvorgangs
bis zu einem gewissen Grad optimiert und automatisiert
werden, so daß Bedienungs- und Korrektureingriffe
von außen nur noch beschränkt erforderlich sind.
Ein derartiges Verfahren mit der dazu benötigten Vorrichtung
ist beispielsweise durch die DE-A-34 13 385 bekannt geworden.
Dabei wird während der Druckabsenkung über der Flüssigkeit
die Druckabnahme pro Zeiteinheit im System gemessen und
laufend mit einem Sollwert verglichen. Beim Erreichen eines
abstimmbaren Differentialquotienten aus Druckabnahme pro
Zeiteinheit wird die Druckreduzierung abgeschaltet und nachher
nur noch kurzzeitig zur Überprüfung des Istwertes eingeschaltet.
Damit wird eine gewisse Automatisierung erreicht,
da die Bedienungsperson nicht mehr den Beginn der Destillation
beobachten muß, um dann die Vakuumpumpe manuell auf
konstanten Druck umzuschalten. Außerdem erfolgt eine Anpassung
an Siedepunktveränderungen der zu destillierenden Flüssigkeit.
Die Einstellung des Sollwerts für den genannten
Differentialquotienten wird einmal in Abstimmung auf die
Größenverhältnisse des Verdampfungssystems abgestimmt.
Ein Nachteil der bekannten Vorrichtung besteht jedoch darin,
daß nicht alle möglichen Parameter berücksichtigt werden,
welche den Destilliervorgang beeinflussen könnten. So weist
beispielsweise bereits die Kühlwassertemperatur in europäischen
Breitengraden zwischen Sommer und Winter starke
Schwankungen auf. So kann beispielsweise im Sommer die Kühlerleistung
ungenügend sein, so daß im Kühler keine vollständige
Kondensation mehr stattfindet und Lösungsmittel über
die Wasserstrahlpumpe ins Abwasser gelangen kann. Außerdem
ist es oft nötig, die gleiche Verdampferanlage mit verschiedenen
Kühlertypen auszurüsten, die möglicherweise auch verschiedene
Kühlerleistungen aufweisen.
Es sind auch noch andere Verfahren und Vorrichtungen zur
Steuerung oder Regelung des Destillations- bzw. Eindampfverfahrens
vorgeschlagen worden. Diese arbeiten entweder über
einfachen Temperaturvergleich mittels einer Temperatursonde
oder über Druck- bzw. Druckgradienten-Messung oder sie legen
die Temperaturdifferenz des Kühlmittels oder des einzudampfenden
Mediums als Meßgröße zugrunde (DE-A1 35 29 956, DE-C2
36 07 605, DE-A1 35 33 180 und DE-A1 36 18 436). Keines
dieser Verfahren ermöglicht die vollautomatische Durchführung
eines Verdampfungsprozesses bei gleichzeitiger Optimierung
der Kondensationsleistung des Kühlers.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und
eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei
denen unabhängig von Kühlertyp und Kühlerleistung und bei
beliebigen Siedetemperaturen eine vollständige Kondensation
des Dampfes im Kühler erzielt wird, wobei das Destillierverfahren
derart optimiert werden soll, daß die zu jedem Zeitpunkt
zur Verfügung stehende Kühlerleistung jeweils optimal
ausgenützt wird. Außerdem sollen die Hilfseinrichtungen
automatisch abgeschaltet werden, wenn der Destilliervorgang
beendet ist, so daß Wasser und elektrische Energie eingespart
werden können. Eine Stillegung der Hilfseinrichtungen
soll auch bei Fehlmanipulationen oder beim Auftreten von
Störungen automatisch erfolgen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
mit einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß
Anspruch 1 und 15 sowie mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen
gemäß Anspruch 6 gelöst.
Während der erste Sensor am Anfang der Kühlzone den Beginn
der Verdampfung ermittelt, dient der zweite Sensor dazu, den
Kondensationsprozeß in der Kühlzone zu optimieren. Dabei
spielen die absoluten Drücke und Temperaturen innerhalb des
Systems keine Rolle. Auch Schwankungen in der Kühlerleistung,
beispielsweise durch sich verändernde Kühlmitteltemperatur,
bleiben ohne nachteilige Wirkung auf den Distillationsprozeß,
da die beiden korrespondierenden Größen Druck und
Siedetemperatur in Abhängigkeit von der gerade herrschenden
Kühlerleistung gebracht werden. Je nach der Plazierung der
zweiten Sonde und je nach der Festlegung des Sollwerts in der
Regelvorrichtung kann die Kondensationsfront in der Kühlzone
verändert werden. Dabei wird man bestrebt sein, jeweils die
gesamte zur Verfügung stehende Kühlerleistung voll auszunützen,
so daß die Kondensation unabhängig von allen anderen
Parametern jeweils unmittelbar vor dem Ende der Kühlzone
abgeschlossen ist. Ersichtlicherweise wird so zuverlässig
verhindert, daß beispielsweise Lösungsmitteldämpfe über die
Vakuumpumpe aus dem System entweichen können. Auch die effektive
Außentemperatur und die Temperatur des Kühlmittels
braucht bei der Durchführung der Destillation nicht mehr
speziell berücksichtigt zu werden. Das Nachschlagen und
Heraussuchen von Siedetemperaturen und Drücken sowie das
Lesen von Siedediagrammen entfällt völlig. Das Einstellen
eines bestimmten Druckes am Gerät ist ebenso wenig notwendig
wie das Vorwählen eines bestimmten Destillierprogramms. Auch
die Art der Vakuumerzeugung ist frei wählbar, so daß
ersichtlicherweise in jedem Fall automatisch eine Optimierung
der Destillation bei den jeweils vorhandenen Gegebenheiten
erfolgt.
Vorzugsweise wird die Druckabsenkung beim Ermitteln des
Verdampfungsbeginns mit dem ersten Sensor so lange fortgesetzt,
bis am zweiten Sensor ein bestimmter Betriebszustand
gemessen wird. Auf diese Weise tastet sich das System an den
optimalen Betriebszustand heran, bei dem die gewünschte
Kühlerleistung erreicht wird. Mit der Möglichkeit der stufenweisen
Erhöhung des Druckes wird verhindert, daß in der
Optimierungsphase sich die Kondensationsfront über den
gewünschten Bereich hinaus verschieben kann.
Vorzugsweise werden am ersten und zweiten Sensor die Temperatur
veränderungen pro Zeiteinheit gemessen, wobei die Veränderung
vom Druck bei einem bestimmten Temperatur/Zeit-Gradienten
als Vergleichsgröße zum gemessenen Istwert erfolgt.
Mit der Temperaturmessung kann relativ exakt festgestellt
werden, ob an einem bestimmten Punkt im Kühlsystem Dampf
vorhanden ist oder nicht. Wird ein bestimmter Temperatur/
Zeit-Gradient für die Bildung eines Regelsignals ermittelt,
so spielt die absolut gemessene Temperatur keine Rolle. Entscheidend
ist lediglich eine spezifische Temperaturveränderung,
welche anzeigt, wann das Vorbeiströmen von Dampf am
Sensor ein- bzw. aussetzt.
Besonders vorteilhaft arbeitet das System, wenn beim Ermitteln
eines bestimmten Temperatur/Zeit-Gradienten mit sinkender
Temperatur am ersten Sensor die Regelvorrichtung ein
Signal zum Unterbrechen des Destilliervorgangs abgibt. Die
sinkende Temperatur zeigt an, daß am Kühlereingang kein
Dampf mehr eintritt und daß somit der Destillationsprozeß
beendet ist. Die Abschalteinrichtung kann dabei so beschaffen
sein, daß sie auch ohne vorheriges Ansteigen der Temperatur
bei einem bestimmten Druck aktiviert wird, so daß die Vorrichtung
auch bei irrtümlich leer angeschlossenem Destilliergefäß
wieder abgeschaltet wird, sobald nach einer bestimmten
Druckabsenkung keine Temperaturveränderung erfolgt.
Alternativ kann ein Abschalten der Vorrichtung auch über die
Ermittlung einer absoluten Temperaturdifferenz am ersten
Sensor erfolgen.
Selbstverständlich könnten alternativ zu den beiden Temperatur
sensoren auch andere Sensorsysteme, wie z. B. Dampfsensoren
oder Tropfenzähler, eingebaut werden. Auch die Anordnung von
Druckfühlern wäre denkbar, falls in der Kühlzone eine meßbare
Druckdifferenz vorliegt, welche Rückschlüsse auf einen
bestimmten Betriebszustand erlaubt.
Die Sensoren werden vorzugsweise innerhalb des Kühlers angeordnet,
um eine Beeinträchtigung des Meßergebnisses zu
vermeiden. Je nach Kühlertyp können die Sensoren aber auch
auf der Außenseite des Kühlers angeordnet sein. Dabei kann
es sich im Einzelfall als besonders vorteilhaft erweisen,
wenn die Sensoren in Durchflußrichtung des Kühlers verstellbar
angeordnet sind. Durch Verschieben der Sensoren, insbesondere
des zweiten Sensors, kann so auf besonders einfache
Weise eine Verschiebung der Kondensationsfront am Kühler
erreicht werden. So könnte beispielsweise bei einem besonders
giftigen Lösungsmittel die zweite Sonde relativ nahe zur
ersten Sonde geschoben werden, um eine gewisse Sicherheitszone
zwischen zweiter Sonde und Kühler-Ende zu erzielen, in der
eine restlose Kondensation erfolgt.
In bestimmten Anwendungsfällen genügt ein einziger Temperatur
sensor am Kühleranfang. Ein derartiges Verfahren ist
gekennzeichnet durch die Merkmale im Anspruch 15. Dieses
Verfahren ist angezeigt, wenn nur ein einziger Sensor zur
Verfügung steht oder wenn in einem bekannten System unter
vorgegebenen, nicht optimierten Bedingungen destilliert
werden soll.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Zeichnungen
dargestellt und nachstehend genauer beschrieben. Es
zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung an einem Rotationsverdampfer,
Fig. 2 ein Diagramm mit den Funktionen Druck und Temperatur
in Abhängigkeit von der Zeit beim Beginn des Destilliervorgangs,
Fig. 3 ein Diagramm mit der Temperatur pro Zeiteinheit an
der zweiten Sonde während des Destilliervorgangs und
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel eines Kühlers mit verstellbarer
Sonde.
Wie in Fig. 1 dargestellt, läßt sich das erfindungsgemäße
Verfahren besonders vorteilhaft an einem Rotationsverdampfer
realisieren. Bei Rotationsverdampfern lassen sich bereits
bestimmte Vorgänge weitgehend automatisieren, womit das
erfindungsgemäße Destillierverfahren noch rationeller gestaltet
werden kann. Fig. 1 zeigt einen Rotationsverdampfer
1 mit einem antreibbaren höhenverstellbaren Stativ 11, wie es
beispielsweise durch die EP-A-1 49 972 der Anmelderin bekannt
geworden ist. Ein solches Stativ kann eine Schnellhebevorrichtung
aufweisen. Das Destilliergefäß 2, welches die zu
destillierende Flüssigkeit aufnimmt, ist in ein Wasserbad 8
eingetaucht, das mit Hilfe einer Heizeinrichtung 37 erhitzt
werden kann. Der Antriebsmotor 10 versetzt das Destilliergefäß
2 während der Destillation in eine dauernde Drehbewegung
um die eigene Achse. Das verdampfte Lösungsmittel gelangt
in den Kühler 3, in dem eine Kühlschlange 7 angeordnet
ist. Die Kühlschlange 7 wird über eine Kühlwasserzufuhr 14
mit Kühlwasser versorgt. Selbstverständlich wäre auch ein
anderes Kühlmedium denkbar. Das Destillat fließt vom Kühler
3 nach unten in die Vorlage 9. Um die Siedetemperatur zu
reduzieren, erfolgt die Verdampfung unter Vakuum, wobei über
eine Vakuumleitung 15 ein Unterdruck an den Kühler 3 angelegt
wird. Zur Vakuumerzeugung dient eine Vakuumpumpe 4, die im
dargestellten Ausführungsbeispiel eine Wasserstrahlpumpe ist.
Auch hier wären beliebige andere Vakuumpumpen denkbar.
Am Kühleranfang 13 ist ein erster Sensor 5 angeordnet, der
beim dargestellten Ausführungsbeispiel ein Temperatursensor
ist. Zwischen dem ersten Sensor 5 und dem Kühlerende 12 ist
ein zweiter Sensor 6 angeordnet, welcher ebenfalls ein Temperatursensor
ist. Beide Sensoren 5 und 6 sind über Meßleitungen
18 mit einer Regelvorrichtung 16 verbunden. Die Regelvorrichtung
16 registriert die Temperaturänderungen pro Zeiteinheit
an den beiden Sonden 5 und 6 und vergleicht sie mit
einem Temperatur/Zeit-Gradienten als Sollwert. Über eine
Druckmeßleitung 17 ermittelt die Regelvorrichtung auch den
jeweiligen Systemdruck.
Die Kühlwasserzufuhr 14 ist mit einem Absperrventil 21 versehen,
welches über eine Kühlwassersteuerleitung 20 in Wirkverbindung
mit der Regelvorrichtung 16 steht. Auch die Wasserzufuhr
für die Vakuumpumpe 4 kann über eine Pumpensteuerleitung
23 ein- oder ausgeschaltet werden. Schließlich ist die
Wasserstrahlpumpe 4 mit einem Vakuumventil 19 versehen, das
von der Regelvorrichtung 16 her über eine Drucksteuerleitung
22 aktivierbar ist. Ein Belüftungsventil 40 zur Druckregulierung
ist in die Druckmeßleitung 17 integriert und
befindet sich vorzugsweise direkt innerhalb der Regelvorrichtung
16. Die Regelvorrichtung 16 steht über eine Rotationsverdampfer-
Steuerleitung 24 auch in Wirkverbindung mit dem
Rotationsverdampfer 1 bzw. mit dem Schnellheber-Stativ 11 und
der Heizeinrichtung 37.
Der Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. die
Funktion der Vorrichtung wird nachstehend anhand eines konkreten
Beispiels beschrieben. Dabei treten am Anfang des
Destilliervorgangs die in Fig. 2 dargestellten Drücke und
Temperaturen auf. Auf der oberen Ordinate 25 ist der Systemdruck
in Millibar eingetragen. Die untere Ordinate 26 zeigt
die Temperatur in Grad Celsius, wobei die Kurve 31 der Temperatur
an der ersten Sonde und die Kurve 32 der Temperatur an
der zweiten Sonde entspricht. Auf der Abszisse 27 ist die
Zeit in Sekunden eingetragen.
Beim nachstehend beschriebenen Beispiel ist die kristalline
Substanz X in einem Gemisch aus Wasser und Methanol gelöst.
Das Lösungsmittelgemisch soll abdestilliert werden, um die
reine Substanz X zurückzugewinnen. Dabei wird angenommen,
daß sich die Substanz X oberhalb 70°C zersetzt, so daß eine
Siedetemperatur von 60°C unter keinen Umständen überschritten
werden darf.
Zur Vorbereitung des Destilliervorgangs wird die Badtemperatur
im Wasserbad 8 an der Heizeinrichtung 37 auf maximal 60°C
eingestellt. Darauf wird das Destilliergefäß 2 mit der zu
destillierenden Lösung an den Rotationsverdampfer 1 angeschlossen
und mit Hilfe des Stativs 11 in das Wasserbad 8
abgesenkt. Die Bedienungsperson hat darauf nur noch die
Starttaste zu drücken, um den automatischen Destilliervorgang
in Gang zu setzen. Die Regelvorrichtung 16 öffnet das
Absperrventil 21 für die Kühlmittelzufuhr 14 und setzt die
Wasserstrahlpumpe 4 in Betrieb. Mit einer definierten Rate
von ca. 2 mbar/s wird der Druck im System so lange abgesenkt,
bis an der ersten Sonde 5 ein Temperatur/Zeit-Gradient von
ca. 0,3°C/s ermittelt wird. Dieser Meßwert signalisiert das
Vorhandensein von Dampf am ersten Sensor 5, woraus auf den
Beginn des Distilliervorgangs geschlossen werden kann. Dieser
Betriebszustand, der nach ca. 80 Sekunden eintritt, ist in
Fig. 2 mit der Linie 30 dargestellt. Diese erste Zeitspanne
entspricht der Startphase 28, während der im Kühler 3 noch
keine Kondensation stattfindet.
Wäre im Destilliergefäß 2 irrtümlich keine Flüssigkeit
enthalten, so würde die Vakuumpumpe 4 den Druck bis zum
Erreichen der maximalen Pumpenleistung absenken, wie mit der
Kurve 34 angedeutet ist. Dabei würde jedoch der erste Sensor
5 keine relevante Temperaturerhöhung feststellen, so daß die
Regelvorrichtung 16 den Prozeß automatisch wieder stoppen
würde.
Beim Einsetzen des Verdampfungsprozesses bzw. beim Beginn der
Kondensation am ersten Sensor 5 beträgt der Systemdruck ca.
320 mbar. Die Regelvorrichtung 16 steuert nun die Vakuumpumpe
4 derart an, daß der Druck während ca. 15 Sekunden auf
diesem Niveau gehalten wird. Wird innerhalb dieser 15 Sekunden
am zweiten Sensor 6 kein relevanter Temperaturanstieg
ermittelt, so wird die Druckabsenkung weiter fortgesetzt, um
nach einem bestimmten Zeitabschnitt abermals den Druck auf
einem konstanten Niveau zu halten. Die mit der Position 33
dargestellte stufenweise Druckabsenkung wird so lange fortgesetzt,
bis auch an der zweiten Sonde 6 ein relevanter Temperaturanstieg
ermittelt wird. Die Zeitspanne, während der der
Druck stufenweise abgesenkt wird, kann als Optimierungsphase
29 bezeichnet werden. In dieser Zeitspanne steigt die Temperatur
an der ersten Sonde 5 kontinuierlich weiter, wie die
Kurve 31 zeigt. Bis zum Erreichen der Kondensationsfront an
der zweiten Sonde 6 sinkt die Temperatur an dieser Sonde
geringfügig, was mit der Einwirkung des Kühlmediums zusammenhängt.
Sobald die Sonde 6 den relevanten Temperatur/Zeit-Gradienten
ermittelt, wird über die Regelvorrichtung 16 der Druck im
System konstant gehalten, der im Ausführungsbeispiel jetzt
ca. 200 mbar beträgt. Dies ist der optimale Systemdruck, der
bis zur Beendigung des Destilliervorgangs beibehalten wird.
Die Temperatur an der ersten Sonde 5 ist inzwischen auf ca.
33°C angestiegen und erreicht nach ein bis zwei Minuten das
Gleichgewichtsniveau von ca. 35°C. Alternativ zur Veränderung
des Druckes könnte die Regelvorrichtung selbstverständlich
auch die Heizleistung an der Heizeinrichtung 37 beeinflussen.
Eine Regelung über die Temperatur wäre jedoch relativ
träge und im übrigen sind durch die maximal zulässigen
Siedetemperaturen bestimmte Grenzen gesetzt, welche auf
keinen Fall überschritten werden dürfen.
Wie Fig. 3 zeigt, wird über die Regelvorrichtung 16 der
Druck derart geregelt, daß die Temperatur an der zweiten
Sonde 6 immer etwa in einem Toleranzbereich 35 konstant
gehalten wird. Steigt die Temperatur an, wie mit der Kurve 38
angedeutet, so bedeutet dies, daß die Kondensationsfront
sich über den zweiten Sensor 6 hinaus verschiebt und der
Kühler 3 keine genügende Kühlerleistung mehr erbringt. Dabei
besteht die Gefahr, daß Lösungsmitteldämpfe über die Vakuumpumpe
ins Abwasser gelangen. Um dies zu verhindern, betätigt
die Regelvorrichtung 16 automatisch das Belüftungsventil 40,
womit ein Druckanstieg bewirkt wird. Das Belüftungsventil 40
belüftet das System so lange, bis die Temperatur an der Sonde
6 absinkt, was auf vollständige Kondensation der Dämpfe an
dieser Stelle hinweist. Der sinkende Temperatur/Zeit-Gradient,
wie mit der Position 39 angedeutet, bewirkt ein
Schließen des Belüftungsventils 40 und ein Halten dieses
optimierten Druckes.
Bei den genannten optimierten Gleichgewichtsbedingungen von
ca. 200 mbar Systemdruck und 35°C an der ersten Sonde 5 wird
so lange weiter destilliert, bis im Destilliergefäß 2 kein
Methanol mehr vorhanden ist. Dies hat zur Folge, daß zuerst
an der zweiten Sonde 6 und dann auch an der ersten Sonde 5 ein
bestimmter Temperatur/Zeit-Gradient mit sinkender Temperatur
oder aber auch eine bestimmte absolute Temperatur erreicht
wird, öffnet die Regelvorrichtung 16 das Belüftungsventil 40
und schließt das Absperrventil 21. Gleichzeitig werden die
Wasserstrahlpumpe 4, der Antriebsmotor 10 und die Heizeinrichtung
37 abgeschaltet. Bei einem mit Automatik ausgerüsteten
Schnellheberstativ 11 hebt das Stativ das Destilliergefäß
2 automatisch aus dem Wasserbad 8. Gleichzeitig
kann ein akustisches Signal ausgelöst werden, das dem im
Labor anwesenden Bedienungspersonal anzeigt, daß der
Destilliervorgang abgeschlossen ist.
Da im vorliegenden Beispiel die zu destillierende Flüssigkeit
ein Lösungsmittelgemisch ist, kann dieses nicht in einem
einzigen Arbeitsgang abgetrennt werden. Vielmehr ist es
nötig, nach dem Abtrennen des Methanols die Vorlage zu wechseln.
Danach wird das Destilliergefäß 2 wiederum abgesenkt
und die Starttaste erneut gedrückt. Da im Destilliergefäß 2
nun praktisch eine rein wäßrige Lösung der Substanz X vorhanden
ist, sinkt der Druck beim zweiten Arbeitsgang in der
Startphase 28 auf ein tieferes Niveau von ca. 110 mbar, bevor
die Temperatur an der ersten Sonde 5 ansteigt. In der Opti
mierungsphase 29 wird der Druck wiederum stufenweise so lange
abgesenkt, bis an der zweiten Sonde 6 der gewünschte Temperatur/
Zeit-Gradient ermittelt wird. Die Temperatur an der
ersten Sonde 5 beträgt nun ca. 35°C und der Systemdruck
beträgt ca. 50 mbar. Bei diesen Bedingungen wird die Destillation
auf die gleiche Weise automatisch zu Ende geführt, bis
an der ersten Sonde 5 nach dem vollständigen Verdampfen der
Lösung wiederum ein Temperaturrückgang festgestellt wird.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel eines Kühlers 3 mit
verstellbaren Sensoren dargestellt. Die Sensoren sind dabei
an einer Sensorenhalterung 36 befestigt, die in Pfeilrichtung
A parallel zur Kühlerschlange 7 verschiebbar ist. So können
auf besonders einfache Weise die Meßpunkte verschoben werden.
Der zweite Sensor 6 wird vorteilhaft immer so angeordnet,
daß bis zum Kühlerende 12 noch ein oder mehrere Kühl
schlangenwindungen folgen, so daß bei einem plötzlich auf
tretenden Temperaturanstieg bzw. bei einem raschen Fortschreiten
der Kondensationsfront die Trägheit des Regelsystems
kompensiert werden kann. Damit wird verhindert, daß
auch bei einem raschen Temperaturanstieg Lösungsmitteldämpfe
in die Vakuumpumpe gelangen können.
Selbstverständlich ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht
auf Rotationsverdampfer oder labormäßige Destillieranlagen
beschränkt. Es kann auch bei großtechnischen Destillieranlagen
eingesetzt werden. Ersichtlicherweise können dabei die
über die Sensoren 5 und 6 erzeugten Signale auch noch für
weitere, hier nicht erwähnte Prozeßsteuerungen eingesetzt
werden. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch bei
extremen Temperatursituationen mit sehr tiefen Siedetemperaturen
und einem tiefen Systemdruck realisieren.
Claims (15)
1. Verfahren zum Destillieren von Flüssigkeiten unter
Vakuum mittels Verdampfen in einer Heizzone und
Kondensieren des Dampfes in einer Kühlzone, wobei
zuerst der Druck über der Flüssigkeit abgesenkt wird
und die Druckabsenkung bei Einsetzen der Verdampfung
der Flüssigkeit unterbrochen und der Druck etwa
konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Einsetzen der Verdampfung mit einem ersten Sensor (5) ermittelt wird, der am Anfang der Kühlzone angeordnet ist,
daß der Betriebszustand zwischen dem ersten Sensor (5) und dem Ende (12) der Kühlzone (13) mit einem zweiten Sensor (6) ermittelt wird, und
daß der mit dem zweiten Sensor (6) ermittelte Wert in einer Regelvorrichtung (16) mit einem Sollwert verglichen wird, welche bei Abweichungen vom Sollwert den Druck derart verändert, daß die Kondensation des Dampfes in einem vorbestimmbaren Bereich der Kühlzone abgeschlossen ist.
daß das Einsetzen der Verdampfung mit einem ersten Sensor (5) ermittelt wird, der am Anfang der Kühlzone angeordnet ist,
daß der Betriebszustand zwischen dem ersten Sensor (5) und dem Ende (12) der Kühlzone (13) mit einem zweiten Sensor (6) ermittelt wird, und
daß der mit dem zweiten Sensor (6) ermittelte Wert in einer Regelvorrichtung (16) mit einem Sollwert verglichen wird, welche bei Abweichungen vom Sollwert den Druck derart verändert, daß die Kondensation des Dampfes in einem vorbestimmbaren Bereich der Kühlzone abgeschlossen ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Ermitteln des Verdampfungsbeginns mit dem
ersten Sensor (5) die Druckabsenkung stufenweise so
lange fortgesetzt wird, oder der Druck wieder angehoben
wird, bis am zweiten Sensor (6) ein bestimmter
Betriebszustand gemessen wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß als Istwert am ersten und zweiten
Sensor (5, 6) die Temperaturveränderungen pro
Zeiteinheit gemessen werden, und daß der Druck bei
einem bestimmten Temperatur/Zeit-Gradienten als Ver
gleichsgröße zum gemessenen Istwert verändert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß beim Ermitteln eines bestimmten Temperatur/Zeit-
Gradienten mit sinkender Temperatur am ersten Sensor
(5) ein Signal zum Unterbrechen des Destilliervorgangs
abgegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die absolute Temperatur-Differenz bei sinkender
Temperatur am ersten Sensor (5) ermittelt wird, und
daß die Regelvorrichtung (16) beim Erreichen einer
vorbestimmbaren Temperatur-Differenz ein Signal zum
Unterbrechen des Destilliervorgangs abgibt.
6. Vorrichtung zum Destillieren von Flüssigkeiten unter
Vakuum mit einem Destilliergefäß (2), einem Kühler
(3) zum Kondensieren des Dampfes und mit einer Vakuumpumpe
(4) zum Absenken des Druckes über der Flüssigkeit
sowie mit einem Sensor zum Ermitteln des
Einsetzens der Verdampfung, dadurch gekennzeichnet,
daß ein erster Sensor (5) zum Ermitteln des Einsetzens
der Verdampfung am Anfang (13) des Kühlers (3)
angeordnet ist, und daß zwischen dem ersten Sensor
(5) und dem Ende (12) des Kühlers (3) ein zweiter
Sensor (6) angeordnet ist, mit dem der dort herrschende
Betriebszustand meßbar ist, wobei beide
Sensoren über eine Regeleinrichtung (16) in Wirkverbindung
zur Vakuumpumpe (4) und/oder einer Heizeinrichtung
(37) am Destilliergefäß (12) stehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der erste und zweite Sensor (5, 6) Temperatursensoren
sind, mit denen die Temperaturveränderungen
pro Zeiteinheit meßbar sind, und daß die Regelvorrichtung
(16) einen Soll-Istwert-Vergleicher
aufweist, in dem die gemessenen Werte zur Bildung
eines Regelsignals mit einem vorbestimmbaren Temperatur/
Zeit-Gradienten vergleichbar sind.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelvorrichtung (16) eine Zeitverzögerungseinrichtung
aufweist, mit der beim Ermitteln des
Einsetzens der Verdampfung am ersten Sensor (5) die
Vakuumpumpe (4) zur stufenweisen Fortsetzung der
Druckabsenkung oder ein Belüftungsventil (40) zur
stufenweisen Anhebung des Druckes intervallweise
ansteuerbar ist, bis am zweiten Sensor (6) ein
bestimmter Temperatur/Zeit-Gradient ermittelt wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß daß die Regelvorrichtung eine Ab
schalteinrichtung aufweist, welche mit dem ersten
Sensor (5) in Verbindung steht und mit der die Vakuumpumpe
(4) und/oder die Heizeinrichtung (37) abschaltbar
ist, wenn wenigstens bei einem bestimmten Druck
im System kein Einsetzen der Verdampfung oder ein
Aussetzen der Verdampfung ermittelt wird.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren (5, 6) innerhalb
des Kühlers (3) angeordnet sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Sensoren auf der Außenseite
des Kühlers (3) angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sensoren (5, 6) in Durchflußrichtung
des Kühlers (3) verstellbar angeordnet sind.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der zweite Sensor (6) in
Durchflußrichtung des Kühlers (3) vor dessen Ende
(12) angeordnet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß sie an einem Rotationsverdampfer
(1) angeordnet ist, und daß mit der Regeleinrichtung
(16) neben der Vakuumpumpe (4) und/oder
der Heizeinrichtung (37) auch der Antriebsmotor (10)
und/oder eine Schnellhebevorrichtung des Stativs (11)
des Rotationsverdampfers ansteuerbar ist.
15. Verfahren zum Destillieren von Flüssigkeiten unter
Vakuum mittels Verdampfen in einer Heizzone und Kondensieren
des Dampfes in einer Kühlzone, wobei zuerst
der Druck über der Flüssigkeit mittels einer Vakuumpumpe
(4) abgesenkt wird und die Druckabsenkung bei
Einsetzen der Verdampfung der Flüssigkeit unterbrochen
und der Druck etwa konstant gehalten wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Einsetzen und Aussetzen
der Verdampfung mit einem Temperatursensor (5)
ermittelt wird, der am Anfang (13) der Kühlzone
angeordnet ist, wobei die Temperaturveränderung pro
Zeiteinheit gemessen wird und der ermittelte Wert in
einer Regeleinrichtung (16) mit einem Temperatur/
Zeit-Gradienten als Sollwert verglichen wird, und
daß bei einem bestimmten Gradienten mit steigender
Temperatur die Druckabsenkung unterbrochen und bei
einem bestimmten Gradienten mit sinkender Temperatur
die Vakuumpumpe (4) und gegebenenfalls weitere Hilfs
einrichtungen für das Durchführen der Destillation
abgeschaltet werden.
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DE3607605A1 (de) * | 1986-03-07 | 1987-09-10 | Ebro Electronic | Verfahren und vorrichtung zum vakuum-verdampfen eines komponentengemisches |
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-
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19906772C1 (de) * | 1999-02-17 | 2000-12-07 | Vogl Electronic Gmbh | Meßeinrichtung |
DE10103441A1 (de) * | 2001-01-25 | 2002-08-14 | Helmut Siegel | Verfahren und Vorrichtung zur Synthese von lösemittelhaltigen Stoffgemischen |
DE10103441B4 (de) * | 2001-01-25 | 2005-09-08 | Helmut Siegel | Verfahren zur Synthese von lösemittelhaltigen Stoffgemischen |
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