DE608250C - Verfahren und Anlage mit doppeltem Dampfeffekt zum unmittelbaren vereinigten Destillieren und Rektifizieren von Wein und anderen alkoholischen Gaerungsprodukten - Google Patents

Verfahren und Anlage mit doppeltem Dampfeffekt zum unmittelbaren vereinigten Destillieren und Rektifizieren von Wein und anderen alkoholischen Gaerungsprodukten

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DE608250C
DE608250C DE1930608250D DE608250DD DE608250C DE 608250 C DE608250 C DE 608250C DE 1930608250 D DE1930608250 D DE 1930608250D DE 608250D D DE608250D D DE 608250DD DE 608250 C DE608250 C DE 608250C
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D3/00Distillation or related exchange processes in which liquids are contacted with gaseous media, e.g. stripping
    • B01D3/001Processes specially adapted for distillation or rectification of fermented solutions
    • B01D3/003Rectification of spirit

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Distillation Of Fermentation Liquor, Processing Of Alcohols, Vinegar And Beer (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

  • Verfahren und Anlage mit doppeltem Dampfeffekt zum unmittelbaren vereinigten Destillieren und Rektifizieren von Wein und anderen alkoholischen Gärungsprodukten Um die unmittelbare vereinigte Destillation und Rektifikation von alkoholischen Gärungsprodukten mit doppeltem Dampfeffekt durchzuführen, nimmt man allgemein die Destillation, z. B. des Weins, unter atmosphärischem Druck vor und benutzt den so in dampfförmigem Zustande frei gemachten Lutter zur Beheizung der Rektifikationskolonne. Zu diesem Zweck rektifiziert man unter genügend hohem Vakuum und erzielt hierdurch leicht eine Senkung um etwa 40 ' C für die Siedetemperaturen der verschiedenen Stufen der Rektifikationskolonne mit Einschluß des unteren Teils der Kolonne. Daraus ergibt sich eine mehr als ausreichende Temperaturspanne, um den alkoholischen, in dampfförmigem Zustand befindlichen Lutter an Stelle des gewöhnlichen Kesseldampfes zur Beheizung der Rektifikationskolonne auszunutzen.
  • Dies bedeutet eine große Dampfersparnis, denn wenn die zu destillierenden alkoholischen Gärungsprodukte, wie z. B. Wein, nicht über 5 ° Alkohol haben, dann ist eine ausreichende Wärmemenge vorhanden, um die Rektifikation unter guten Bedingungen durchzuführen; jedoch gibt es dabei eine ziemlich lästige Unbequemlichkeit, denn infolge des Vakuums vermag man Auszüge von nichtpasteurisiertem Alkohol, pasteurisiertem Alkohol, hochsiedenden Ölen, Fuselölen und Rückstandwasser nicht ohne Anwendung einer Spezialpumpe für jeden der genannten Auszüge zu gewinnen; jedoch bedingen diese Pumpen eine peinlich genaue Betriebsführung.
  • Mittels der vorliegenden Erfindung werden diese genannten Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß man die Reihenfolge umkehrt, in welcher der doppelte Dampfeffekt zur Wirkung kommt, d. h. daß man die Rektifikationskolonne mit allen ihren Abscheidungsvorgängen unter atmosphärischem Druck arbeiten läßt, während die Destillationskolonne unter Vakuum arbeitet. Der Dampf von reinem Alkohol vom spez. Gewicht o,81 aus der Rektifikationskolonne bewirkt die Erschöpfung des Weins an Alkohol.
  • In den beiden genannten Fällen ist die Dampfersparnis optimal, wenn für jeden der beiden Arbeitsvorgänge etwa gleich viel Kaloriew aufzuwenden sind. Dies ist namentlich der Fall für alkoholreiche Maischen der Korn-und Melassebrennerei oder Traubenweine. Nun bietet aber, besonders wenn es sich um Traubenweine handelt, die Umkehrung- der Reihenfolge der beiden Arbeitsvorgänge andere, keineswegs zu vernachlässigende Vorteile.
  • Unter den in den Alkoholen vorkommenden Verunreinigungen sind die Ester tatsächlich am schwierigsten zu entfernen. Wenn sie auch in dem Lutter in sehr viel geringerem Verhältnis vorkommen als die höheren Alkohole, so kann man zwar die letzteren vollständig zum Verschwinden bringen, dabei befinden sich aber immer noch einige Gramm Ester im Hektoliter rektifizierten Alkohols.
  • Nun wird durch die gewöhnliche Destillation unter atmosphärischem Druck die W:rllidung eines kleinen Teiles des Alkohols mit den Säuren des Weines.hervorgerufen, so daß sich Ester bilden, die vorher nicht vorhanden waren. Demgegenüber findet unter einem Vakuum, bei dem die Siedetemperatur unter 6o' C liegt, diese Bildung von Ester nicht- mehr statt. Die stichigen oder die geschwefelten Weine werden daher nicht mehr Äthylacetat oder Äthylsulfit ergeben: Es entfällt daher die Notwendigkeit, derartige Stoffe durch Rektifikation zu entfernen.
  • Ein anderer Vorteil besteht darin, da:ß das Volumen der in die Destillationskolonne eintretenden Flüssigkeiten fünf- bis sechsmal größer ist als das Flüssigkeitsvolumen für die Rektifikationskolonne. Außerdem haben diese Flüssigkeiten eine merklich höhere spezifische"-Wärme als Wasser. Es ist daher offenbar wirtschaftlich, die Weine infolge des Vakuums nur auf etwa 4o' C zu erhitzen.
  • Schließlich wird man; falls die Destillationskolonne etwas mehr an Kalorien erfordert als die Rektifikationskolonne, gut daran tun, den unerläßlichen Dampfzusatz nicht- in der Destillationskolonne, sondern vielmehr in. dem unteren Teil - der Rektifikationskolonne vorzunehmen. Dieses bietet den Vorteil, . daß man erheblich mehr Rückflußmenge und infolgedessen einen Alkohol erhält, der bedeutend grädiger und besser raffiniert ist.
  • Bei reinen Eindampfungsanlagen mit Mehrfacheffekt ist es bekannt, das Destilliergut und den Heizdampf im Gegenstrom zu führen und den Druck in der Richtung, in der das Destilliergut geführt wird, ansteigen zu lassen. Für reine Destillationsanlagen kommen jedoch die mit der Erfindung verfolgten Zwecke und erreichten Vorteile in ihrer Kombination nicht in Betracht.
  • DieVorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Destillierverfahrens mit doppeltem Dampfeffekt ist in der Zeichnung veranschaulicht.
  • Abb. i zeigt - den kontinuierlichen Lutterreiniger A mit seinem Kondensator B und die kontinuierliche Rektifikationskolonne C, Cl mit ihrem Kondensatorkühler E, ferner den Pasteurisierkühler F, den Dampfregler G, den Dekantierwäscher H für die Öle und den Wärmeaustauscher J. Alle diese Apparate sind von üblicher Durchschnittsbauart und 'haben die gewöhnliche Wirkung.
  • Gemäß der Erfindung ist aber zwischen dem oberen Teil Cl der Rektifikationskolonne und dem Kondensator E der Röhrenkörper D eingeschaltet, und dieser bildet den Erhitzer für doppelten Dampfeffekt mit der Aufgabe, die Destillationskolonne K mit der ganzen für sie benötigten Wärme zu versorgen.
  • Für die Kolonne K benötigt man nicht ein sehr hoch getriebenes Vakuum. Eine sehr leicht erreichbare absolute Spannung von i2o mm Quecksilbersäule dürfte genügen, um den Wein im oberen Teil der Kolonne bei etwa 5i ° C sieden zu lassen. Im unteren Teil der Kolonne ist die Siedetemperatur 46' C, wenn der Rückstand an Alkohol erschöpft ist, da hier die absolute Spannung- etwa 18o mm Quecksilbersäule beträgt. Da die alkoholischen Dämpfe aus dem oberen Teil der Rektifikationskolonne 79' C haben, besteht zwischen diesen beiden Temperaturpunkten eine Differenz von i5', und diese genügt reichlich, um ein ordnungsgemäßes Sieden hervorzurufen, sofern die Wärmeübertragungsfläche gut berechnet ist.
  • Die Rückstände der Kolonne fließen durch die Leitung i-2 ab und werden von der Schleuderpumpe V durch die Leitung 3-4 in den unteren Teil des Erhitzers D gedrückt. Letzterer ist vorzugsweise ein Röhrenkörper. Wenn die Rückstände in den von 79'C heißem Dampf umströmten Röhren hochsteigen, kommen sie sofort zum Sieden und liefern einen Wasserdampf von 64'C, der durch die Leitung 5-6 zum unteren Teil der Kolonne .Zurückströmt und dieser die ganze erforderliche D.estillationswärme liefert. ' Der vom oberen Teil der Kolonne K mit 51' C abgehende Lutterdampf wäre imstande, unter Zuhilfenahme eines Weinerhitzers den Wein bis auf etwa 42'C zu erwärmen. Man verfügt aber über eine bessere Erwärmungsquelle in den Rückständen selbst, welche die Kolonne mit 64'C verlassen und den Mein auf seinen Siedepunkt von etwa 51' C zu erhitzen vermögen. L ist der betreffende Wärmeaustäuscher.
  • Es ist jedoch zusätzlich noch ein kleiner Schlußerhitzer M vorgesehen, der aus einer mit Frischdampf beheizten Rohrschlange besteht, um dem Wein noch mehr Wärmemengen zuführen zu können. Unter diesen Umständen entwickelt sich die Kohlensäure plötzlich infolge der Entspannung, und man vermeidet Schaumbildung in der Kolonne.
  • N ist ein liegender, mit Wasser gekühlter Kondensatorkühler, in welchem der Dampf mehrere Umläufe mit großer Geschwindigkeit beschreibt, wodurch die Kondensation ünd Kühlung erleichtert werden. An dem Austritt befindet sich eine Scheideflasche 0. Der flüssige Lutter fließt abwärts durch die Leitung 7-8 zu der Pumpe P' und wird von dieser durch das Rohr- 9 in den Wärmeaustauscher J und von hier durch die Leitung io-ii in den Lutterreiniger A gedrückt.
  • Der gereinigte Lutter geht durch die Leitung 12-i3 in die Rektifikationskolonne C, Cl.
  • Die nicht kondensierten Gase werden andererseits aus der Flasche 0 durch die Leitung 1q.-15 von der Vakuumpumpe P angesaugt und durch die -Leitung 16-17 in den Reiniger A gedrückt. Wie ersichtlich, kann auf diese Weise kein Alkoholverlust, hervorgerufen durch die Vakuumpumpe, eintreten.
  • Die Einrichtung ist sehr einfach und leicht zu betreiben. Übrigens ist es sowohl bei Betriebsbeginn als auch für irgendeine beliebige Periode zulässig, diese Gruppe in der üblichen Weise zu betreiben, d. h. also, die Kolonne K unter Atmosphärendruck zu erhitzen.
  • Für diesen Zweck ist im unteren Teil der Kolonne ein nicht dargestellter Kocher zum Betrieb mit Frischdampf vorgesehen, um die unabhängige Erhitzung zu erreichen. Man setzt sodann die Pumpe V still und öffnet den selbsttätigen Auslaß (Hahn S) für die Rückstände ganz. Schließlich öffnet man den Hahn R und läßt durch diesen die Kohlensäure in die Außenluft ab.
  • Wie ersichtlich, läßt sich der etwaige Übergang von dem Betrieb mit doppeltem Dampfeffekt zu dem unabhängigen Betrieb und umgekehrt sehr schnell vollführen. Im Falle des unabhängigen Betriebes befindet sich der Erhitzer D nicht im Betrieb, da man dann bei stillgesetzter Pumpe Y keine Rückstände mehr durch ihn hindurchgehen läßt. Vielmehr leistet dann der Kondensatorkühler E die ganze Rückflußarbeit für die Rektifikationskolonne, gerade als wenn ein doppelter Dampfeffekt nicht vorgesehen wäre. Es ergibt sich daraus eine vollkommene Sicherheit.
  • Wenn man die Destillation und Rektifikation von Weinniederschlägen (Hefen) oder auch die Destillation aller anderen trüben oder dicken Flüssigkeiten, wie Moste, auszuführen hat, dann kann das Verfahren noch mit einigen leichten Abänderungen nutzbar- gemacht werden.
  • In jedem Fall, in dem der gegorene Most dickflüssig ist, wird es tatsächlich unzweckmäßig sein, die Rückstände des Mostes durch die Röhren des Erhitzers D für doppelten. Dampfeffekt, so wie es in Abb. i dargestellt ist, hindurchgehen zu lassen; denn Verstopfungen würden die Folge sein, die den Betrieb der Einrichtung hemmen würden.
  • Diese ganz spezielle Schwierigkeit läßt sich mit der Anordnung gemäß Abb. 2 überwinden. In dieser Abbildung haben die nicht abgeänderten Organe die Bezugszeichen gemäß Abb. i behalten.
  • Die Menge des in dem unteren Teil der Rektifikationskolonne C aufgewendeten Dampfes ist gleich der Menge des von der Destillationskolonne K benötigten Dampfes, da die in der Rektifikationskolonne vorhandene Wärmemenge allein für das Sieden in der Kolonne K genügt.
  • Man muß daher, wie bereits gesagt ist, in dem unteren Teil der Rektifikationskolonne C den erforderlichen Dampf erzeugen, der zum Betriebe der Rektifikation derart erforderlich -ist, daß diese auch die Destillation herbeiführt. Es ist wiederholt zu betonen, daß das Gewicht an Dampf, der im unteren Teil. der Rektifikationskolonne aufzuwenden ist, in einem unmittelbaren Verhältnis zu dem Heizungsbedarf für die Kolonne K steht. Abgesehen von den Verlusten infolge Strahlung und infolge der Wirkung des Kühlers E sind diese beiden Wärmemengen fast vollkommen gleich.
  • Es besteht mithin die Möglichkeit für die nachstehend beschriebene Anordnung, um die dicken Rückstände nicht mehr durch den Erhitzer D hindurchgehen zu lassen.
  • Diese Anordnung besteht darin, daß man am unteren Teile der Rektifikationskolonne Oberflächenerhitzung und nicht mehr das Kochen mit Dampf vorsieht, d. h. also entweder eine Rohrschlange S oder einen Röhrenkörper anwendet.
  • Indem der Frischdampf seine Kalorien an die Rektifikationskolonne abgibt, kondensiert er sich; man muß daher das aus reinem, destilliertem Wasser bestehende Wasserkondensat abführen. Zu diesem Zweck, schaltet man einen selbsttätigen Abzug d ein. Infolge des starken, in der Rohrschlange S herrschenden Druckes kann das Wasser aus dem Abzug d sehr leicht bis zur oberen Stufe der Destillations= kolonne hochsteigen, und dies mit um so größerer Leichtigkeit, da es in den Erhitzer D gedrückt wird und dieser unter Vakuum arbeitet. Man wird daher nicht zu pumpen und keine Regelung vorzusehen brauchen, weil ja doch alles kondensierte Wasser in dem Erhitzer D wieder verdampft werden muß, um die Destillation in der Destillationskolonne E herbeizuführen.
  • Es ist somit verständlich, daß das Verfahren sich nicht dadurch ändert, daß man anstatt der 'Rückstände der Destillationskolonne vielmehr reines Wasser zum Sieden bringt. Die Verdampfung wird nach Wert und Menge übereinstimmend sein, und folglich wird bezüglich des Betriebes der Destillationskolonne K keine Veränderung eintreten. .
  • Zwischen den Anordnungen gemäß Abb. i und 2 bestehen noch einige weitere nebensächlichere Unterschiede. Weil es sich um äußerst dickflüssige Maischen handelt, ist es nicht möglich, die Kalorien der erschöpften Rückstände so wie bei L in Abb. i zum Wärmeaustausch heranzuziehen, denn ein solcher Austauscher würde sich sofort verstopfen. Man muß daher auf das altbewährte Verfahren zurückgreifen, die Maische durch einen Weinerhitzer NI vorzuwärmen, d. h. die latente Wärme der alkoholischen Dämpfe auszunutzen, die im oberen Teil der Kolonne. K frei werden. Hinter dem Weinvorwärmer befindet sich, wie üblich, ein Kühler N2.
  • Gemäß einer noch weiteren Abänderung ist die Pumpe, die zur Herstellung des Vakuums oben in der Kolonne K bestimmt ist, durch einen einfachen Dampfejektor P2 ersetzt. Die heute gebauten Ejektoren arbeiten mit vollkommener Regelmäßigkeit, und da man nicht auf die Erzeugung eines hohen Vakuums angewiesen ist, entsprechen sie dem tatsächlichen Bedarf sehr gut.
  • Der Ejektor P2 bietet den großen Vorteil, daß die Mischung von entspanntem Dampf und durch diesen Dampf angesaugtem Gas noch fast alle Kalorien der latenten Dampfwärme enthält und daß diese Kalorien hervorragend ausnutzbar sind.
  • Hierfür besteht unter anderem .die sehr einfache Ausnutzungsmöglichkeit, daß man die Maische vor ihrem Eintritt in die Kolonne K überhitzt. Tatsächlich haben gerade infolge des Vakuums die aus der Kolonne K abgehenden Dämpfe nicht mehr als ungefähr 55'C, und hierdurch kann die Maische nicht über etwa 45'C hinaus erhitzt werden.
  • Wenn man aber den Most beim Austritt aus der Rohrschlange des Weinvorwärmers NI durch eine zweite Rohrschlange Q abwärts strömen läßt, die ihrerseits von den aus dem Ejektor kommenden Dämpfen umströmt wird, dann wird man dem Wein infolge der dadurch stark erhöhten Temperaturdifferenz eine Temperatur geben können, die unzweifelhaft über seinem Siedepunkt in dem Vakuum liegt. Dieser letztere Umstand ist sehr günstig, weil der Wein bei seinem Eintritt in die Kolonne K sofort alle seine Kohlensäure verliert und daher auf den oberen Kochplatten viel weniger Schaumbildung erfolgt. Die in dem Erhitzer Q kondensierte Flüssigkeit ist leicht alkoholisch und nicht gereinigt. Eine Leitung 18-i9, die einen Flüssigkeitsverschluß bildet, führt die betreffende Flüssigkeit dem kontinuierlichen Reiniger A zu. Bezüglich der wie vorstehend abgeänderten Einrichtung läßt sich sagen, daß diese nicht nur zur Destillation und Rektifikation für dickflüssige Moste aus Weinniederschlägen (Hefen), aus Korn oder von sonstiger Herkunft, sondern auch von allen klaren Weinen dienen kann.

Claims (1)

  1. PATENTANSP1RÜCHE i. Anlage mit doppeltem Dampfeffekt zum unmittelbaren vereinigten Destillieren und Rektifizieren von Wein und anderen alkoholischen Gärungsprodukten, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Bezug auf den Weg des Destilliergutes an letzter Stelle stehende, unter Atmosphärendruck arbeitende Rektifizierkolonne (C, Cl) mit Bezug auf den Weg der Beheizung der unter Vakuum arbeitenden Destillationskolonne (K) vorgeschaltet ist. z. Verfahren zum Betriebe der Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Destillieren unter einem Vakuum erfolgt, bei dem die Siedetemperatur der Weine unter 6o' liegt. 3. Verfahren zum Betriebe der Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Inbetriebnahme sowie auch im Betrieb die Destillationskolonne (K) unter Atmosphärendruck arbeiten und mit Frischdampf beheizt werden kann, bis in der Rektifikationskolonne (C, Cl) die notwendige Anreicherung an Alkohol erfolgt ist, um die Alkoholdämpfe für die Heizung mit doppeltem Dampfeffekt zu liefern. 4. Verfahren zum Betriebe der Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die alkoholischen Dämpfe der unter Vakuum gehaltenen DestiUationskolonne (K) sich in zwei Teile teilen, von denen der eine, leicht kondensierte und alkoholreiche Teil zu dem Lutterreiniger (A) geleitet und der andere, aus Kohlensäure mit etwas Alkoholdampf bestehende Teil durch die Pumpe (P) abgezogen und ohne Alkoholverlust zu dem gleichen Reiniger (A) gedrückt wird. 5. Verfahren zum Betriebe der Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkoholdampf aus der R_ektifizierkolonne (C, Cl) den Wasserdampf für den Betrieb der Destillationskolonne (K) mittels der erschöpften Rückstände der letzteren oder bei dickflüssigen Maischen mit Hilfe des Wassers, das in einem Schlangenerhitzer (S) im unteren Teil der Rektifizierkolonne (C, Cl) kondensiert ist, erzeugt. 6. Verfahren zum Betriebe der Anlage nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß im Fall von dickflüssiger Maische das Vakuum vorzugsweise durch einen Dampfejektor (P2) erzeugt wird, dessen Abblasegemisch zur Vervollständigung der Erhitzung dieser Maische in der Schlange (Q) dient, während das erzeugte Kondensat stets in den L utterreiniger (A) zurückgeführt wird. 7. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen z bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Teil der Rektifizierkolonne (C, Cl) und dem zugehörigen Kondensator (E) ein Erhitzer (D), der vorzugsweise ein Röhrenapparat ist, für doppelten Dampfeffekt eingeschaltet ist und vorzugsweise auf die obere Etage gesetzt ist, damit der Rückfluß selbsttätig in den oberen Teil der Rektifizierkolonne fällt.
DE1930608250D 1929-12-16 1930-12-17 Verfahren und Anlage mit doppeltem Dampfeffekt zum unmittelbaren vereinigten Destillieren und Rektifizieren von Wein und anderen alkoholischen Gaerungsprodukten Expired DE608250C (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1063560B (de) * 1955-01-07 1959-08-20 Patentauswertung Vogelbusch Ge Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von hochgereinigtem Alkohol

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1063560B (de) * 1955-01-07 1959-08-20 Patentauswertung Vogelbusch Ge Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung von hochgereinigtem Alkohol

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