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Verfahren zum Verdampfen oder Destillieren von hochsiedenden Stoffen,
z. B. Fettsäuren Die Beheizung von Gefäßen, in denen hochsiedende Stoffe behandelt,
z. B. Fettsäuren, Glycerin, Mineralöle o. dgl. abdestilliert werden, erfolgt in
der Regel mit direktem Feuer. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, die Beheizung
durch Heißwasser zu bewirken, welches in einem besonders gefeuerten Heißwasserkessel
erzeugt wird. Schließlich ist es bekannt, die Beheizung mit Dampf durchzuführen,
welcher aber wegen der erforderlichen höhen Heizdampftemperatur in einem eigens
für die Beheizung aufzustellenden Hochdruckkessel erzeugt wird. Der heute in Fabriken
der in Frage kommenden Art meist übliche Kesseldruck beträgt etwa 12 at und die
entsprechende Sättigungstemperatur etwa zgo°, während für die Beheizung der hier
in Frage kommenden Koch- und Destilliergefäße Temperaturen bis zu 25o° erforderlich
sind.
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Die bekannte Beheizung durch direkte Feuerung hat Nachteile. Die Regelung
der Temperatur ist nicht leicht, die Möglichkeit örtlicher und zeitlicher Überhitzung
des im unmittelbar beheizteri Gefäß befindlichen Materials ist gegeben. Auch die
anderen Heizmethoden haben Nachteile, die in erster Linie in der Notwendigkeit zu
erblicken sind, einen besonders zu befeuernden Wärmeerzeuger aufstellen zu müssen.
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Die Erfindung vermeidet die geschilderten Mängel und erzielt eine
erhebliche Vereinfachung und Verbilligung der Beheizung. Das Wesen des neuen Heizverfahrens
besteht darin daß der für die Beheizung der Koch-oder Destilliergefäße verwendete,
von den vorhandenen Dampferzeugern gelieferte Dampf durch eine zwischen Dampferzeuger
und Heizsystem des Gefäßes eingeschaltete Pumpe durch Verdichtung auf die erforderliche
höhere Sattdampftemperatur gebracht wird, wenn die für die Kochung oder Destillation
erforderliche Temperatur so hoch liegt, daß die Temperatur des Frischdampfes für
die Durchführung des Verfahrens nicht mehr ausreicht. Die Anwärmung des Inhalts
des Gefäßes auf die erforderliche Behandlungstemperatur kann mit gewöhnlichem Heizdampf
erfolgen und schnell ausgeführt werden, da Heizdampf bei seiner Entnahme aus der
großen Dampfleitung in der Regel in beliebigen Mengen verfügbar ist. Auch z. B.
für die Abdestillation der ersten weniger hochsiedenden Fraktionen kann, falls die
Destillation unter hohem Vakuum stattfindet, gewöhnlicher Kesseldampf verwendet
werden. Übersteigen im Verlauf der weiteren Behandlung die erforderlichen Heizdampftemperaturen
diejenige Temperatur, welche der Kesseldampf hat, so wird zwischen Dampfkessel und
der Heizschlange des Koch- oder Destilliergefäßes eine Dampfpumpe eingeschaltet,
welche automatisch den Druck des Heizdampfes so weih erhöht, daß dieser Dampf stets
die für die Beheizung erforderliche Sattdampftemperatur hat.
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Die Anwendung einer Pumpe zur Erhöhung der Temperatur des Heizmittels
bei der Verdampfung von Flüssigkeiten ist an sich bekannt. Mit dieser Pumpe wurden
indessen
bisher nur die durch Verdampfung der Flüssigkeit entstehenden
Brüden so weit verdichtet, daß sie zur Beheizung des Verdampfungsgefäßes benutzt
werden konnten. Wurden nach diesem Prinzip Lösungen, deren Siedepunkt mit zunehmender
Konzentration stieg, eingedampft, so wurde während des ganzen Verdampfungsvorganges
die Temperatur der als Heizmittel verwendeten und zu diesem Zweck verdichteten Brüden
wenigstens annähernd nur so weit über der jeweiligen Siedetemperatur der Lösungen
gehalten, als es die Wärmeübertragung erforderte. Dies geschah durch Zerlegung des
Verdampfungsvorganges. in mehrere Stufen, wobei jede Verdampferstufe mit entsprechend
stufenweise verdichteten Brüden beheizt wurde. Der- Kompressionsgrad des Heizmittels
für jede Verdampferstufe wurde dabei nicht -geändert.
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Von den bekannten Verfahren unterscheidet sich die Erfindung dadurch,
daß nicht Brüdendampf, sondern Dampf von höherer Spannung, der nicht aus dem Destillierverfahren
selbst anfällt, verwendet wird und daß eine Zerlegung des Verdampfungs- bzw. Destillationsvorganges
in mehrere Stufen nicht mehr erforderlich ist. Daraus ergibt sich ohne weiteres
die Möglichkeit, daß erfindungsgemäß der Kompressionsgrad des für die Beheizung
des Destillationsgefäßes benötigten Dampfes sich selbsttätig so steigert, daß die
Sattdampftemperatur des Heizdampfes ständig hoch genug für die Behandlung einer
Flüssigkeit ist, deren Destillations-oder Verdampfungstemperatur während der Dauer
der Charge stark ansteigt.
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Die Erfindung hat den weiteren Vorteil, daß der Energiebedarf für
die Dampfkompression und auch damit für die Beheizung auf dem niedrigst denkbaren
Betrag gehalten wird. Die Intensität der Beheizung kann z. B. durch Änderung der
Umlaufzahl der Dampfpumpe auf das genaueste geregelt werden. Die Kosten der Pumpe
gegenüber denen eines besonderen Heizwärmeerzeugers sind gering.
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Die Abbildung zeigt beispielsweise eine Anordnung zur Durchführung
der Destillation von Fettsäuren aus Rohfettsäuren oder fettsäurehaltigen Ölen.
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d ist der Dampferzeuger, b die Destillierblase und c die Heizschlange
der Blase b. Die Anheizung erfolgt durch Einleitung gewöhnlichen Kesseldampfs durch
die Dampfleitung d in die Heizschlange c. Das Ventil e ist während der Dauer der
Beheizung finit Kesseldampf geöffnet. f ist eine Dampfpumpe, die beim Beginn der
Operation durch die Ventile g und 1a zunächst ausgeschaltet ist. Ist die durch Verwendung
direkten Kesseldampfes erzielbare Höchsttemperatur in der Destillierblase erreicht,
so werden die Ventile g und la geöffnet und die Dampfpumpe f angewärmt und betriebsfertig
gemacht. i ist ein Entwässerungsventil, welches bei Anwärmen der Pumpe, falls notwendig,
geöffnet wird. Ist die Pumpe f betriebsbereit, so wird sie angelassen, wobei sie
zunächst eine Druckdifferenz nicht zu überwinden hat. Hierauf wird das Ventil e
geschlossen, und die in die Heizschlange c gelangende Dampfmenge wird nunmehr durch
die Pumpe f gefördert. Durch die durch die Förderungsleistung der Pumpe genau bemessene
Wärmezufuhr steigt die Temperatur in der Destillationsblase allmählich an, wodurch
die höher siedenden Fraktionen der abzudestillierenden Substanz ausgetrieben werden.
k ist ein Sicherheitsorgan, das in der Verbindungsleitung zwischen Saug- und Druckleitung
der Dampfpumpe angeordnet ist. Dieses Sicherheitsorgan kann so eingestellt werden,
daß es bei einem bestimmten Höchstdruck öffnet, damit der von der Pumpe verdichtete
Dampf zum Teil in die Saugleitung der Pumpe zurückströmen kann. Dadurch wird verhindert,
daß ein bestimmter Höchstdruck und eine bestimmte Höchsttemperatur in der Heizschlange
auf keinen Fall überschritten werden kann. Das Kondensat aus der Heizschlange c
wird durch den Abscheiden l aufgefangen und in geeigneter Weise durch einen Kondenstopf
oder eine sonstige geeignete Kondenswa#servorrichtung abgeleitet. Es können auch,
wie für andere Zwecke bekannt, zwei Kondenstöpfe hintereinandergeschaltet werden,
wobei der Dampfraum des ersten Kondenstopfes mit der Saugleitung der Dampfpumpe
in Verbindung gebracht wird. Man kann so in an sich bekannter Weise erreichen, daß
die durch die erste Entspannung frei werdende Dampfmenge durch die Pumpe der Heizschlange
erneut zugeführt und für die Beheizung nutzbar gemacht wird.