DE970254C - Verfahren zum Verdampfen und Konzentrieren von Fluessigkeiten und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Verdampfen und Konzentrieren von Fluessigkeiten und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Info

Publication number
DE970254C
DE970254C DEP27555D DEP0027555D DE970254C DE 970254 C DE970254 C DE 970254C DE P27555 D DEP27555 D DE P27555D DE P0027555 D DEP0027555 D DE P0027555D DE 970254 C DE970254 C DE 970254C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
evaporator
liquid
evaporation
separation
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEP27555D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Chem Dr Hans Mueller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANS CARL BECHTLER DIPL ING
Original Assignee
HANS CARL BECHTLER DIPL ING
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HANS CARL BECHTLER DIPL ING filed Critical HANS CARL BECHTLER DIPL ING
Application granted granted Critical
Publication of DE970254C publication Critical patent/DE970254C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/22Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • B01D1/222In rotating vessels; vessels with movable parts
    • B01D1/223In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor
    • B01D1/225In rotating vessels; vessels with movable parts containing a rotor with blades or scrapers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23CDAIRY PRODUCTS, e.g. MILK, BUTTER OR CHEESE; MILK OR CHEESE SUBSTITUTES; MAKING THEREOF
    • A23C9/00Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations
    • A23C9/14Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment
    • A23C9/148Milk preparations; Milk powder or milk powder preparations in which the chemical composition of the milk is modified by non-chemical treatment by molecular sieve or gel filtration or chromatographic treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D1/00Evaporating
    • B01D1/22Evaporating by bringing a thin layer of the liquid into contact with a heated surface
    • B01D1/222In rotating vessels; vessels with movable parts
    • 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
    • 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
    • B01D3/14Fractional distillation or use of a fractionation or rectification column
    • B01D3/26Fractionating columns in which vapour and liquid flow past each other, or in which the fluid is sprayed into the vapour, or in which a two-phase mixture is passed in one direction
    • B01D3/28Fractionating columns with surface contact and vertical guides, e.g. film action
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)

Description

Man kennt Verfaliren zum Verdampfen und Konzentrieren von Flüssigkeiten, welche neben gewissen Vorzügen, wie Einfachheit und gute Verdampfungsleistung bei entsprechender Schonung des einzudampfenden Gutes, insbesondere vor übermäßig langem Einfluß der Wärme, noch erhebliche Nachteile aufweisen. So werden bei großen Gasgeschwindigkeiten erhebliche Mengen an Flüssigkeitströpfchen und Schaum mitgerissen. Dies ist unerwünscht, weil beim Eindampfen schon kleine stoffliche Verluste und beim Destillieren' erst recht j ede Verunreinigung des Destillates als nachteilig empfunden werden.
In neuerer Zeit zeigt sich das Bestreben, insbesondere wenn es sich darum handelt, Flüssigkeiten zu verdampfen, auf deren Beschaffenheit Temperaturen ungünstig einwirken, sich in zunehmendem Maße der sogenannten Dünnschichtenverdampfung zu bedienen. Bei den auf diese Art und Weise zu verdampfenden Flüssigkeiten handelt es sich vor allem um Fruchtsäfte, insbesondere Citrusfruchtsäfte, ferner um organische Flüssigkeiten, wie Blutserum, vitamin- und enzymhaltige Lösungen, bei welchen es darum geht, die wertvollen Bestandteile in Form von Vitaminen oder Enzymen in möglichst reiner
809 605/«
Form zu gewinnen oder in den eingedickten Flüssigkeiten zu erhalten.
Solche wärmeempfindlichen Stoffe werden beim Verdampfungsprozeß um so mehr geschädigt, je größer die Zeit ist, während der sie der Einwirkung der Temperatur ausgesetzt sind, und je höher die Temperatur ist, bei der sie verdampft werden müssen. Verweilzeit und Temperatur können durch Verwendung von Verdampfern wesentlich herabgesetzt ίο werden, bei denen die zu verdampfende Flüssigkeit in einer dünnen Schicht auf einer beheizten Fläche, z. B. einer Rohrwand, ausgebreitet wird.
Bei den bekannten Rieselverdampfern wird die Flüssigkeit mit Hilfe einer Schleuderscheibe oder durch einfachen Auslauf auf die Rohrwandung verteilt, worauf sie längs dieser Wand frei herunterläuft, ohne durch mechanische Mittel erneut gegen die beheizte Wand gedrängt zu werden. Derartige Verdampfer können im Aufbau einfach sein, haben aber den großen Nachteil, daß die Flüssigkeit nicht längs der beheizten Wand immer und immer wieder gewaltsam umgewälzt wird, so daß immer wieder neue Flüssigkeitsteilchen in unmittelbare Berührung mit der Wand kommen, die notwendigerweise eine höhere Temperatur als die zulässige Verdampfungstemperatur aufweist. Ferner werden beim Siedevorgang leicht Flüssigkeitsteilchen in den freien Raum verspritzt, in welchem sie dann als Tropfen frei hinunterfallen, ohne je wieder mit der beheizten Wand in Berührung zu kommen.
Im Gegensatz hierzu wird bei den Dünnschichtverdampfern gegenüber den Röhrenverdampfern durch das Ausbreiten der Flüssigkeit in dünner Schicht erreicht, daß einmal der Flüssigkeitsinhalt des Apparates außerordentlich klein wird und zum anderen, daß in der Flüssigkeit, welche sich im Apparat befindet, an keiner Stelle ein nennenswerter hydrostatischer Druck auftritt. Der kleine Flüssigkeitsinhalt bewirkt die Herabsetzung der Verweilzeit. Die Vermeidung von hydrostatischem Druck bewirkt, daß sich die Herabsetzung des Siedepunktes, welche durch Anwendung hohen Vakuums eintritt, auf jede Stelle in gleicher Weise erstreckt. Durch den intensiven Verdampfungsprozeß in dünner Schicht wird zudem erreicht, daß die in den Apparat eingeführte Flüssigkeit in einem einzigen Durchlauf den gewünschten Verdampfungsprozeß beendet, so daß auch insofern die Verweilzeit auf ein Minimum herabgesetzt ist.
Bei den mit der Verdampfung zusammenhängenden Problemen spielt auch die Behandlung der die Verdampfungszone verlassendenB rüden eine wesentliche Rolle. In erster Linie soll die Abscheidung der von den Brüden mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen eine möglichst vollständige sein, damit einerseits keine Materialverluste entstehen und andererseits bei der Rückgewinnung des Kondensates dieses möglichst rein anfällt. Damit man die Vorteile der Verdampfung in dünner Schicht in vollem Maße ausnutzen kann, müssen auch die durch Brüden mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen in denkbar kürzester Frist abgeschieden und erneut dem Verdampfungsprozeß unterworfen werden, um auch diese Flüssig keitsteilchen nur für eine möglichst kurze Zeit der Wärmeeinwirkung auszusetzen und die Möglichkeit, daß ein einzelnes Flüssigkeitströpfchen wiederholt in den Zyklus Verdampfung—Abscheidung gelangt, auf ein Minimum einzuschränken.
Es sind Dünnschichtverdampfer bekanntgeworden, bei denen die Flüssigkeit durch Rotation der Verdampferwand oder durch ein sich im Verdampferrohr drehendes Rührwerk zu einer dünnen Schicht ausgebreitet wird und bei denen die Brüden in der bei den älteren Verfahren üblichen Art und Weise von mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen befreit werden. Die bekannten Abscheider dieser Art bestehen meist aus einem sehr weit gehaltenen Rohr, in welchem die Geschwindigkeit der Brüden stark herabgesetzt wird, so daß sich die Flüssigkeitsteilchen absetzen können. Sie werden alsdann der einzudampfenden Flüssigkeit wieder zugeleitet.
Man kennt ferner Abscheider, die nach dem Prinzip der Zyklone arbeiten, wobei die Brüden tangential eingeleitet und deren Strömungsgeschwindigkeit ausgenutzt wird, um mittels der Zentrifugalkräfte die mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen an die Zyklonenwandung zu schleudern und sie auf diese Weise von dem Brüden zu befreien.
Endlich sind auch Abscheider bekannt, bei denen das Flüssigkeits-Brüden-Gemisch durch ein Schaufelrad geleitet wird, das allerdings in erster Linie die Aufgabe hat, den sich bildenden Schaum zu vernichten.
Aus dem Bestreben heraus, die Abscheidung der Flüssigkeitströpfchen möglichst wirksam und innerhalb möglichst kurzer Zeit zu vollziehen, sind weiterhin bereits Dünnschichtverdampfer vorgeschlagen worden, bei denen quer zur Hauptrichtung der Brüden angeordnete umlaufende Prallscheiben vorgesehen werden. Diese haben den Zweck, die sich an ihnen niederschlagenden Flüssigkeitströpfchen mit Hilfe der Zentrifugalwirkung quer durch den Brüdenstrom hindurch an die Wandung des Abscheiderteiles zu schleudern. Dort werden sie durch besondere Rohrleitungen abgeführt und können an anderer Stelle der Ausgangsflüssigkeit wieder zugesetzt werden.
Solche Verfahren und die zu ihrer Durchführung vorgeschlagenen Einrichtungen haben den Nachteil, daß an den Stellen, an welchen die Prallscheiben no angeordnet sind, der Brüdendurchgang in wesentlichem Umfang eingeschränkt wird. Dadurch wird die Geschwindigkeit der Brüden am Rand in dem zwischen Abscheider und Prallscheiben frei bleibenden Raum derart erhöht, daß die von den Scheiben abgeschleuderten Flüssigkeitströpfchen von den vorbeiströmenden Brüden mitgerissen und in den Kondensator geleitet werden. Außerdem verschlechtert der durch die Prallscheiben bewirkte Staudruck das Vakuum in der Verdampfungszone.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß für die Güte des Resultats eines Verdampfungsprozesses nicht nur die kurze Verweilzeit im Verdampfer von wesentlicher Bedeutung ist, sondern daß auch die Vorgänge im Abscheider einen wesentliehen Einfluß ausüben. Zufolge dieser Erkenntnis
stellt sich die Erfindung die Aufgabe, die Vorteile des Dünnschichtverdampfers mit einer möglichst wirksamen Abscheidung der von dem Brüden mitgerissenen Flüssigkeitströpfchen in der bestmögliehen Weise zu kombinieren. Weiterhin kam es bei der Erfindung darauf an, Verdampfer und Abscheider derart aufeinander abzustimmen, daß das Gesamtverfahren in der kürzestmöglichen Zeitdauer durchgeführt werden kann, und zwar mit einer im ίο Aufbau einfachen und leicht zu reinigenden Apparatur. Wesentlich war dabei ferner, das Verfahren so zu gestalten, daß es auch dann unter Wahrung der angestrebten Vorteile durchführbar ist, wenn die Verdampfung unter hohem Vakuum erfolgen soll. Diese Notwendigkeit ergibt sich besonders dann, wenn Flüssigkeiten verdampft werden müssen, welche gleichzeitig hochsiedend und temperaturempfindlich sind. Die Anwendung hohen Vakuums ist hierbei die einzige Möglichkeit, um die Verdampfungstemperatur so weit herabzusetzen, wie es im Hinblick auf die einleitend erwähnte Empfindlichkeit der Produkte notwendig ist. Das an der Verdampfungsstelle aufrechterhaltbare Vakuum ist wesentlich davon abhängig, welche Druckverluste die Brüden auf ihrem Weg von der Verdampfungsstelle durch den Abscheider hindurch zum Kondensator erleiden. Es kam also darauf an, die Druckverluste so klein wie möglich zu halten. Dafür war wesentlich, den Weg von der Verdampfungsstelle zur Kondensationsstelle so kurz wie möglich und vor allem weitgehend hindernisfrei zu gestalten. Mit den bisher bekannten Abscheideranordnungen und -verfahren wird diesen Anforderungen nur in wenig befriedigender Weise entsprochen. Auf Grund der außerordentlich großen spezifischen Volumina des Brüdens würden zudem die Abmessungen solcher Abscheider übermäßig groß werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Verdampfen und Konzentrieren von Flüssigkeiten, das davon Gebrauch macht, daß die Flüssigkeiten auf mechanischem Wege laufend in dünner Schicht auf einer beheizten Rohrwand eines Verdampferteiles ausgebreitet und die den Verdampferteil verlassenen Brüden durch einen Abscheiderteil hindurchgeführt werden, zeichnet sich den zahlreichen vorbekannten Vorschlägen gegenüber durch die Vereinigung von vier Maßnahmen (a, b, c, d) in der Weise aus, daß a) nach einer in an sich bekannter Weise unter Zentrifugalwirkung erfolgenden Ausbreitung der zu verdampfenden Flüssigkeit auf der Wandung des genannten Verdampferteils die b) zufolge des Verdampfungsvorganges, der Entspannung der Flüssigkeit und der Ausbreitung derselben in den Brüdenstrom gelangenden Flüssigkeitsteilchen gleichfalls zum Zwecke ihrer zweistufig erfolgenden Abscheidung einer Zentrifugalwirkung unterworfen werden, und zwar in Form einer in an sich bekannter Weise innerhalb des Verdampferteils vor sich gehenden Hauptabscheidung und einer Nachabscheidung der restlichen Flüssigkeitsteilchen innerhalb des dem Verdampferteil nachgeschalteten Abscheidungsteils, worauf c) die ausgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen in unmittelbarem Anschluß an den Abscheidungsvorgang der Verdampfung zugeführt werden, wobei d) die Brüden gegenläufig zur Strömung der zu verdampfenden Flüssigkeit und der bei der Nachabscheidung abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen abgeführt werden.
Durch die Vereinigung dieser Maßnahmen im Bereich des Verdampferteiles und im Bereich des Abscheiderteiles werden neuartige, den Fachmann überraschende Wirkungen erzielt. Die Brüden gelangen nämlich auf ihrem Wege zur Kondensationsanlage sofort nach ihrem Austritt aus dem Flüssigkeitsfilm in den Bereich der Zentrifugalwirkung der Flüssigkeitsschaufeln, so daß der sich beim Siedevorgang meist bildende Schaum gleich an der Entstehungsstelle zerschlagen und die sich daraus bildenden Flüssigkeitsteilchen sowie die übrigen von den Brüden aus der Flüssigkeit mitgerissenen Tropfchen innerhalb kürzester Zeit wieder abgeschieden und auf kürzestem Wege dem Flüssigkeitsfilm zurückgeführt und damit dem Verdampfungsprozeß unterworfen werden.
Bei wiederholten Versuchen hatte sich jedoch gezeigt, daß dies allein nicht genügt, um aus den Brüden ein von nicht verdampften Bestandteilen freies Kondensat zu erlangen. Die erwähnten Versuche hatten nämlich zur Erkenntnis geführt, daß an der Stelle, an welcher die zu verdampfende Flüssigkeit in den Verdampfer eintritt, bei bestimmten Betriebsbedingungen eine besonders starke Schaumbildung entsteht und in erhöhtem Maße Flüssigkeitsteilchen in den Brüdenstrom gelangen. Dies ist unter anderem darauf zurückzuführen, daß an jeder Stelle beim Verdampfen im Vakuum infolge der Entspannung ein heftiges Aufschäumen entsteht. Zudem wird die eintretende Flüssigkeit durch die Rührwerkschaufeln erfaßt und zerschlagen, um auf der Rohrwand ausgebreitet zu werden, wodurch wiederum Spritzer entstehen. Endlich ist an jener Stelle die Flüssigkeit noch am wenigsten konzentriert, so daß kein oder nur ein geringer Siedeverzug eintritt und bei einem gegebenen Luftdruck der Siedevorgang heftiger ist als an jener Stelle, an welcher die Flüssigkeit bereits einen höheren Konzentrationsgrad erreicht hat. Diese Vorgänge haben sich um so schädlicher ausgewirkt, als an jener Stelle die Brüden' eine sehr erhebliche Strömungsgeschwindigkeit aufweisen.
Erst als man in Erwägung gezogen hatte, die aus dem Verdampferteil abströmenden Brüden auf ihrem weiteren Weg noch einmal der Zentrifugalwirkung eines mit Schaufeln besetzten Rührwerks auszusetzen, ergab sich eine rasche und befriedigende Abscheidung. Dabei konnte erreicht werden, daß auch die an der Eintrittsstelle der Flüssigkeit in den Verdampfer von den Brüden mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen innerhalb allerkürzester Zeit abgeschieden, an die Behälterwand geschleudert und von dort auf kürzestem Wege wieder der Verdampfungszone zugeführt werden können. Da sie längs der Behälterwand herunterlaufen und bereits erwärmt sind, beginnt der Verdampfungsprozeß dieser Flüssigkeitsteilchen sofort nach Erreichen der beheizten Zone, so daß wenig Gefahr besteht, daß sie
erneut verspritzt werden und den Weg über die Abscheidung noch einmal zurücklegen müssen. Die von den Brüden mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen sind also bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Gegensatz zu anderenVerdampfungsverfahrenpraktisch kaum langer der Temperatureinwirkung ausgesetzt als die nicht verspritzten Flüssigkeitsteile. Hierdurch besteht Gewähr, daß praktisch alle Flüssigkeitsteilchen während der gleichen Zeitdauer der
ίο Temperatureinwirkung ausgesetzt sind, so daß der Verdampfungsprozeß für die gesamte Flüssigkeitsmenge wirklich beherrscht werden kann.
Durch den Umstand, daß die Brüden sowohl im Verdampfer wie auch im Abscheiderteil der Zentrifugalwirkung ausgesetzt sind, wird weiterhin das überraschende Ergebnis erreicht, daß sie mit dem geringstmöglichen Widerstand und auf dem kürzestmöglichen Wege der Kondensationsanlage zugeführt werden können. Das hat zur Folge, daß der an der Verdampfungsstelle wirksame Unterdruck weitgehend dem durch den Kondensationsapparat und die Vakuumpumpe erzeugten entspricht, was besonders bei Arbeiten in hohem Vakuum von Interesse ist.
Bei der bevorzugten Ausbildung einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die in bekannter Weise aus einem im wesentlichen senkrecht stehenden rohrförmigen Körper mit Einrichtungen zur Abführung der Brüdendämpfe, einer Leitung zur Abführung der nicht verdampften Flüssigkeit und einer Zuleitung für die Flüssigkeit zwischen Verdampfer- und Abscheiderteil besteht, schlägt die Erfindung vor, daß dem an sich bekannten und mit sternförmig angeordneten Flügeln versehenen Rotor im Verdampferteil ein auf gleicher Welle sitzender Flügelrotor der gleichen Raumform im Abscheiderteil zugeordnet ist. In diesem Zusammenhang besteht ein weiteres Merkmal der Erfindung darin, daß die sternförmig angeordneten Flügel des Rotors durchgehend ausgebildet sind und sich sowohl in den Verdampferteil als auch in den Abscheiderteil erstrecken.
Eine solche Ausbildung des Dünnschichtverdampfers gewährleitet eine konstruktiv klare, über-
+5 sichtliche und platzsparende Bauform, die einen einfachen Ausbau der Teile und damit eine erleichterte Reinigung der ganzen Apparatur ermöglicht, wodurch zusätzliche Vorteile erzielt werden.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll die Länge der Flügel in Axialrichtung im Abscheiderteil mindestens gleich groß sein wie der halbe Durchmesser des Flügelrotors in diesem Teil. Diese Ausbildung gewährleistet auch bei der Verarbeitung stark schäumender Flüssigkeiten eine wirksame Abscheidung der von den Brüden mitgerissenen Flüssigkeitsteilchen.
Um zu verhindern, daß die hochgerissene und abgeschiedene Flüssigkeit auf der Abscheiderwand rotiert und dabei unter dem Einfluß der Brüdenströmung hochsteigt, wodurch die Gefahr eines Hinausschleuderns in das Abdampf rohr bestehen würde, kann zweckmäßig die Wandung des Abscheiderteiles in dem zwischen dieser und dem Flügelrotor gebildeten Zwischenraum sowohl axial gerichtete als auch horizontale Schikanen aufweisen, wobei letztere vor allem ein Emporklettern der Flüssigkeit verhindern und den Abscheidungsgrad ganz wesentlich verbessern.
Weitere Merkmale der Erfindung und Einzelheiten der durch dieselbe erzielten Vorteile ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung der in den Zeichnungen des Beispiels dargestellten Apparate zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Verdampfen und Konzentrieren von Flüssigkeiten. Es zeigt Fig. ι im senkrechten Schnitt ein erstes und Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel; Fig. 3 ist ein Horizontalschnitt nachLinie IH-III in Fig. 2;
Fig. 4 bis 7 zeigen Detailänderungen.
Wie in den Fig. 1 bis 5 gezeigt, rotiert in einem Verdampferrohr α ein Rührer mit sternförmig angeordneten Flügeln b (Fig. 3) um die Achse des Rohres a, wobei die äußeren Kanten der Flügel nahe an der Innenwand des Rohres α entlang streichen. Der untere Teil des Rohres α ist beheizt, beispielsweise elektrisch oder mittels eines Dampfmantels u. Dieser Teil des Rohres bildet die Verdampfungszone A für die oben durch die Leitung c zugeführte Flüssigkeit. Der obere Teil des Rohres α ist unbeheizt und bildet die Abscheidungszone B.
Die Flüssigkeit, welche von den sternförmigen Rührflügeln an die Innenwand des Verdampfers geschleudert wird und dort rotiert, beginnt in der beheizten Zone A zu sieden. Der beim Sieden entstehende Schaum wird größtenteils durch die Zentrifugalwirkung unterdrückt. Nicht zu vermeiden ist aber, daß kleine Flüssigkeitströpfchen entstehen, welche von den durch die Flügelzwischenräume abziehenden Dämpfen mitgerissen werden. Da besonders beim Arbeiten im Vakuum ganz beträchtliche Geschwindigkeiten des Dampfes im Verdampferrohr erhalten werden (etwa bis 30 m pro Sekunde), wird auch bei der hohen Geschwindigkeit der Rührflügel ein Teil der schwebenden Flüssigkeitströpfchen von den Gasen mitgerissen. Diesen Tröpfchen muß nun in der Abscheidungszone B Gelegenheit gegeben werden, noch vom Rührflügel b erfaßt und an die Innenwand geschleudert zu werden, wo· sie wieder nach unten abfließen können. Die notwendige Höhe der Abscheidungszone läßt sich berechnen. Wenn man z. B. annimmt, daß jedes schwebende Tröpfchen mindestens einmal von einem Rührflügel erfaßt werden soll, so richtet sich die Höhe der Abscheidungszone erstens nach der Anzahl der Rührflügel, zweitens nach der Geschwindigkeit des Rührens und drittens nach der Gasgeschwindigkeit.
Die Abscheidungszone B soll so gebaut sein, daß die abgeschiedene Flüssigkeit die Möglichkeit hat, ruhig und rasch wieder nach unten zu fließen. Zu iao diesem Zweck wird die Abscheidungszone B vorzugsweise gegenüber dem Verdampferrohr etwas erweitert, wie in Fig. 2 bei V gezeigt. Die Abscheidungszone B kann als Aufsatz auf dem beheizten Teil A ausgebildet sein. Ein ähnlicher Zweck wird 1*5 erreicht durch Verkleinern des Radius der Rühr-
flügel in dem Teil V1 in welchem sie sich in die Abscheidungszone B erstrecken, wie in Fig. 4 dargestellt. Ferner können in die Abscheidungszone mit Vorteil Prallvorrichtungen eingebaut werden. Diese können vertikal verlaufen, wie die Körper X in Fig. 5, welche verhindern, daß die hochgerissene und abgeschiedene Flüssigkeit im Abscheider rotiert, was deren Hinausschleudern in das Abdampfrohr e erleichtern würde; es können auch horizontale Prallvorrichtungen (Y in Fig. 5) vorgesehen sein, welche ein Emporklettern der Flüssigkeit verhindern.
Bei allen in den Fig. 1, 2, 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispielen stellt d ein Rohr dar, durch welches die nicht verdampfte Flüssigkeit abgelassen wird.
Wie aus den obigen Betrachtungen hervorgeht, hat man also für eine gute Abscheidung folgende Punkte zu beachten:
Die Anzahl der Flügel soll möglichst groß sein, ebenso die Drehzahl des Rührers. Um zugleich die Gasgeschwindigkeit möglichst klein zu halten, soll die Rührerachse möglichst dünn sein und nicht den Großteil des Verdampferrohres ausfüllen, so daß ein möglichst großer Rohrquerschnitt für die Gase frei bleibt.
Um die Leistung des Verdampfers zu erhöhen, hat es sich gezeigt, daß dafür gesorgt werden muß, daß im Dampfmantel eine gute Wärmeübertragung auf das Verdampfrohr α stattfindet (Dampfheizung ist die bevorzugte Heizungsart). Für die gute Wärmeübertragung werden auf der Außenwand des Innenrohres Erhöhungen angebracht, z. B. in Gestalt von konischen Ringen V1 (Fig. 6), welche die Wärme übertragen und das Kondenswasser abführen, d. h. die Oberfläche von der isolierend wirkenden Kondenswasserhaut frei halten. Zur weiteren Erhöhung des Wärmeüberganges läßt man zudem den Dampf an möglichst vielen Stellen durch öffnungen oder Düsen senkrecht auf das Verdampfrohr α auf strömen (Fig. 7).

Claims (5)

  1. Patentansprüche:
    i. Verfahren zum Verdampfen und Konzentrieren von Flüssigkeiten, bei dem die Flüssigkeiten im Verdampferteil auf mechanischem Wege laufend in dünner Schicht auf einer beheizten Rohrwand ausgebreitet und die bei der Verdampfung entstandenen Brüden nach Verlassen des Verdampferteils durch einen Abscheiderteil hindurchgeführt werden, gekennzeichnet durch die Vereinigung von vier Maßnahmen (a, b, c, d) in der Weise, daß a) nach einer in an sich bekannter Weise unter Zentrifugalwirkung erfolgenden Ausbreitung der zu verdampfenden Flüssigkeit auf der Wandung des genannten Verdampferteils die b) zufolge des Verdampfungsvorganges, der Entspannung der Flüssigkeit und der Ausbreitung derselben in den Brüdenstrom gelangenden Flüssigkeitsteilchen gleichfalls zum Zwecke ihrer zweistufig erfolgenden Abscheidung einer Zentrifugalwirkung unterworfen werden, und zwar in Form einer in an sich bekannter Weise innerhalb des Verdampferteils vor sich gehenden Hauptabscheidung und einer Nachabscheidung der restlichen Flüssigkeitsteilchen innerhalb des dem Verdampferteil nachgeschalteten Abscheidungsteiles, worauf c) die ausgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen in unmittelbarem Anschluß an den Abscheidungsvorgang der Verdampfung zugeführt werden, wobei d) die Brüden gegenläufig zur Strömung der zu verdampfenden Flüssigkeit und der bei der Nachabscheidung abgeschiedenen Flüssigkeitsteilchen abgeführt werden.
  2. 2. Dünnschichtverdampfer zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Verdampfer- und einem Abscheiderteil, bei welchem die Zufuhr der zu verdampfenden Flüssigkeit zwischen Verdampfer- und Abscheiderteil erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dem an sich bekannten und mit sternförmig angeordneten Flügeln versehenen Rotor im Verdampferteil ein auf gleicher Welle sitzender Flügelrotor der gleichen Raumform im Abscheiderteil zugeordnet ist.
  3. 3. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die sternförmig angeordneten Flügel des Rotors durchgehend ausgebildet sind und sich sowohl in den Verdampferteil als auch in den Abscheiderteil erstrecken.
  4. 4. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Flügel in Axialrichtung im Abscheiderteil mindestens gleich groß ist wie der halbe Durchmesser des Flügelrotors in diesem Teil.
  5. 5. Dünnschichtverdampfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Abscheiderteiles in dem zwischen dieser und dem Flügelrotor gebildeten Zwischenraum sowohl axial gerichtete als auch horizontale Schikanen aufweist.
    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
    ©809 605/45
DEP27555D 1944-10-30 1948-12-28 Verfahren zum Verdampfen und Konzentrieren von Fluessigkeiten und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens Expired DE970254C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH915161X 1944-10-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE970254C true DE970254C (de) 1958-09-04

Family

ID=4547772

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEP27555D Expired DE970254C (de) 1944-10-30 1948-12-28 Verfahren zum Verdampfen und Konzentrieren von Fluessigkeiten und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens

Country Status (5)

Country Link
BE (1) BE460374A (de)
CH (3) CH248793A (de)
DE (1) DE970254C (de)
FR (1) FR915161A (de)
NL (2) NL70522C (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2868279A (en) * 1951-03-17 1959-01-13 Rodney Hunt Machine Co Evaporator
DE1019642B (de) * 1951-03-17 1957-11-21 Hans Carl Bechtler Dipl Ing Rohrfoermiger, senkrecht angeordneter Eindampfer mit umlaufendem Ruehrwerk
DE1023018B (de) * 1953-06-15 1958-01-23 Kali Chemie Ag Vorrichtung zur Destillation von Wasserstoffperoxyd aus sauren Persulfatloesungen
US2857962A (en) * 1954-01-29 1958-10-28 Rodney Hunt Machine Co Methods for treating latices
DE1050317B (de) * 1954-04-19 1959-02-12 Rodney Hunt Machine Company Verfahren und Vorrichtung zum Inkontaktbringen von Fluessigkeiten und Daempfen
FR2624510B1 (fr) * 1987-12-10 1990-06-15 Solvay Procede d'obtention d'acide d(-)-3-hydroxybutanoique de grande purete

Also Published As

Publication number Publication date
NL121026C (de)
BE460374A (de)
CH266552A (de) 1950-01-31
CH248793A (de) 1947-05-31
CH267586A (de) 1950-03-31
NL70522C (de)
FR915161A (fr) 1946-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2550496C3 (de)
DE1519716C3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Gefrierkonzentrierung wässriger Kaffeelösung
DE1667051B2 (de) Verfahren und vorrichtung zum eindampfen von insbesondere viskosen fluessigkeiten und zum ausdampfen der bei reaktionen entstehenden produkte
DE970254C (de) Verfahren zum Verdampfen und Konzentrieren von Fluessigkeiten und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens
DE4207266B4 (de) Dünnschichtverdampfer
DE1952199C3 (de) Dünnschichtverdampfer mit einer zweiteiligen Wärmebehandlungskammer
DE928587C (de) Vorrichtung zum fraktionierten Destillieren von Mehrstoffgemischen
DE1900370B2 (de) Duennschichtverdampfer
DE69022427T2 (de) Verfahren und vorrichtungen für scheideverfahren.
DE2401883A1 (de) Vorrichtung zur indirekten waermebehandlung von fluessigkeiten
DE401444C (de) Verfahren und Vorrichtung zum Eindampfen von Fluessigkeiten
DE1542336A1 (de) Kolonne zur Nassreinigung von Gasen,zur Destillation und insbesondere zur Trennung von Fluessigkeiten
DE2921449A1 (de) Duennschicht-verdampfungsvorrichtung
DE1041471B (de) Hochvakuumdestilliervorrichtung
DE2010128B1 (de) Verfahren zum mechanischen Entwässern und thermischen Trocknen von körnigen Feststoffen, insbesondere von Kunststoffen und'Zentrifuge zum Durchführen des Verfahrens
DE473878C (de) Verfahren zum Ausscheiden von verdampften Fluessigkeiten aus Gasstroemen
DE1050317B (de) Verfahren und Vorrichtung zum Inkontaktbringen von Fluessigkeiten und Daempfen
DE2027357C3 (de) Dünnschichtapparat
DE1619737B1 (de) Horizontal gelagerter Zentrifugal-Filmverdampfer für Hochvakuumbetrieb
DE718347C (de) Verfahren und Vorrichtung zur fraktionierten Destillation von OElen, Loesungsmittelnu. dgl.
DE143446C (de)
DE1030817B (de) Vorrichtung und Verfahren zum Stoffaustausch zwischen Fluessigkeiten und Daempfen
DE1619737C (de) Horizontal gelagerter Zentrifugal Filmverdampfer für Hochvakuumbetrieb
DE1546645B1 (de) Gaswaschgerät mit einem rotierenden Zentrifugalsprühgenerator
DE1019642B (de) Rohrfoermiger, senkrecht angeordneter Eindampfer mit umlaufendem Ruehrwerk