ES2967203T3 - Unidad de control para un evaporador rotativo - Google Patents

Abstract

Un evaporador rotatorio para evaporar una sustancia contenida en un material de partida comprende un matraz de evaporación (2) para recibir el material de partida, un dispositivo (3) para calentar la sustancia, un condensador (4) para condensar la sustancia evaporada, un recipiente colector (6) para recibir el material relicuado y al menos un dispositivo (5) para generar una presión negativa y/o una presión positiva. Para eliminar la sustancia relicuada se puede crear una sobrepresión al menos en el recipiente colector (6) y/o para eliminar restos del material de partida se puede crear una sobrepresión al menos en el matraz de evaporación (2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Unidad de control para un evaporador rotativo

La presente invención se refiere a un evaporador rotativo para evaporar una sustancia contenida en un material de partida.

Un evaporador rotativo consiste en un matraz giratorio para contener un material de partida que contiene la sustancia que se debe evaporar. Al calentar el matraz giratorio en un baño calefactor, este se calienta y la sustancia pasa a la fase vaporosa. El vapor pasa a través de un canal de vapor a un condensador, donde se enfría y condensa. A continuación, el destilado resultante se extrae de un recipiente colector.

Un evaporador rotativo de este tipo se describe, por ejemplo, en la publicación ES 44 05 717 C1. Para extraer el destilado, se proporcionan una válvula de sobrepresión y un generador de presión, que aumenta la presión en el destilado. Cuando el destilado está suficientemente sobrepresurizado, la válvula de sobrepresión se abre y libera destilado en un recipiente de almacenamiento.

Esto tiene el inconveniente de que, para su extracción, se genera una presión en el propio destilado. Esto puede causar contaminación o afectar a las propiedades físicas del destilado. Además, el destilado solo se puede extraer cuando hay suficiente presión positiva, lo que significa que pueden quedar residuos del destilado en el recipiente colector. Además, las patentes DE3522607, US2009165653 y DE3526644 describen más evaporadores rotativos.

El objeto de la presente invención es, por lo tanto, proporcionar un evaporador rotativo en el que la extracción del destilado o de los residuos del material de partida sea sencilla o cuya limpieza sea sencilla.

Esto se resuelve mediante una unidad de control según la Reivindicación 1.

En las subreivindicaciones se describen otras realizaciones de la invención.

Según un primer aspecto de la invención, el evaporador rotativo para uso con la unidad de control es adecuado para evaporar una sustancia contenida en un material de partida y comprende un matraz de evaporación para recibir el material de partida, medios para calentar la sustancia, un condensador para condensar la sustancia evaporada, un recipiente colector para recibir la sustancia licuada y al menos un medio para generar una presión negativa o una presión positiva. Para eliminar la sustancia licuada, se puede crear una presión positiva al menos en el recipiente colector. Asimismo, también se puede crear una presión positiva en al menos el matraz de evaporación con el fin de eliminar los residuos del material de partida. Por «sustancia» se entienden tanto las sustancias puras como las mezclas, que pueden estar presentes en fase líquida o sólida. La sustancia evaporada puede comprender todos o solo uno o más componentes del material de partida y está presente en fase gaseosa tras la evaporación. En lo sucesivo, también se denomina destilado.

Con el término «presión positiva» se entiende que en el recipiente correspondiente prevalece una presión superior a la presión existente en un espacio externo en la que se descargan el destilado o los residuos del material de partida. Este espacio externo puede ser, por ejemplo, otro recipiente cerrado con una presión definida o un recipiente abierto en el que predomine la presión atmosférica.

Un evaporador rotativo de este tipo permite, por ejemplo, extraer el destilado o un residuo no evaporado del material de partida del recipiente correspondiente de manera sencilla. Esto crea presión positiva en el recipiente, que desplaza la sustancia del mismo. Así, no se crea presión en la propia sustancia.

Preferiblemente, se puede crear una presión negativa al menos en el matraz de evaporación con el fin de dosificar el material de partida. El término «presión negativa» se refiere al hecho de que la presión en el matraz de evaporación es menor que la presión en una sala externa desde la que se suministra el material de partida, que puede llegar a ser un vacío. Este espacio externo puede ser, por ejemplo, otro recipiente cerrado con una presión definida o un recipiente abierto en el que predomine la presión atmosférica. La dosificación del material de partida mediante presión negativa permite, por ejemplo, introducir el material de partida en el matraz de evaporación de forma sencilla, ya que el material de partida es aspirado hacia el matraz de evaporación por la presión negativa.

Al menos el matraz de evaporación, el condensador y el recipiente colector deberían formar un sistema sellado esencialmente estanco al gas en el que puede ajustarse una presión, preferiblemente mediante el dispositivo para generar presión negativa o presión positiva. Esto permite generar presión negativa o positiva de manera sencilla. Dado que el proceso de destilación en el evaporador rotativo normalmente tiene lugar bajo presión negativa, es posible generar presión negativa o positiva en el matraz de evaporación o en el recipiente colector, por ejemplo, aprovechando equipos existentes, de modo que no sea necesario realizar modificaciones complejas o costosas en el evaporador rotativo. Además, el evaporador rotativo comprende preferentemente un primer conducto para dosificar el material de partida o un segundo conducto para retirar el material licuado o un tercer conducto para retirar el material de partida.

En este caso, el primer, segundo y tercer conductos disponen de sus válvulas de cierre correspondientes, de forma que, para dosificar el material de partida, el segundo y el tercer conducto puedan cerrarse mediante las válvulas de cierre segunda y tercera, respectivamente, o que, para retirar el material licuado, los conductos primero y tercero puedan cerrarse mediante la primera y la tercera válvula de cierre, respectivamente, o, para retirar el material de partida, los conductos primero y segundo puedan cerrarse mediante la primera y la segunda válvula de cierre.

Esto significa que, por ejemplo, los procesos individuales de eliminación o la dosificación se pueden llevar a cabo por separado unos de otros.

Preferiblemente, el material de partida es una mezcla de diferentes componentes y se proporcionan al menos dos primeras secciones de conducto para dosificar el material de partida, en las que se proporcionan preferiblemente conducto de cierre en o entre las secciones de conducto para dosificar diferentes componentes del material de partida. Esto significa que los componentes del material de partida pueden, por ejemplo, dosificarse por separado en el matraz de evaporación, de modo que la mezcla de sustancias se produzca en el propio matraz. Los distintos componentes pueden añadirse sucesivamente o todos a la vez. La cantidad de dosificación puede determinarse, por ejemplo, mediante el caudal volumétrico de los distintos componentes y la duración del caudal. La cantidad de dosificación se puede controlar, por ejemplo, mediante las válvulas de cierre.

Preferiblemente, debe haber al menos una válvula de cierre que pueda accionarse de forma manual o automática y que sea apta para dosificar las cantidades de sustancia que fluye. Esto permite, por ejemplo, determinar la cantidad de material de partida que se debe introducir. También es posible, por ejemplo, implementar la eliminación o dosificación automáticas del destilado o del material de partida. Para ello, pueden instalarse sensores en los recipientes o conductos correspondientes, por ejemplo.

El material de partida es preferentemente una mezcla de al menos dos componentes, uno de los cuales se encuentra en fase líquida, gaseosa o sólida. Esta mezcla de sustancias, especialmente si los componentes tienen fases diferentes, puede, por ejemplo, mezclarse en tal evaporador rotativo de forma sencilla en el matraz de evaporación como se ha descrito anteriormente y no tiene que estar ya presente como mezcla acabada. En particular, sólidos como un polvo pueden mezclarse con líquidos como un disolvente. También es posible, por ejemplo, introducir gas en un líquido como material de partida.

Preferiblemente, en el evaporador rotativo debe haber al menos dos recipientes de extracción de destilado o al menos dos segundas secciones de conducto para extraer al menos dos componentes diferentes de la sustancia licuada. Esto permite, por ejemplo, extraer diferentes fracciones de destilado de manera separada.

Preferiblemente, un primer conducto o una primera sección de conducto para dosificar el material de partida deben conectarse, al menos temporalmente, a un recipiente de extracción de destilado. Esto permite, por ejemplo, realizar la destilación múltiple de forma sencilla o al menos parcialmente automática. Preferiblemente, el evaporador rotativo debe estar conectado a al menos un recipiente de almacenamiento para almacenar al menos un componente del material de partida, y a un dispositivo de dosificación, preferiblemente una bomba peristáltica, para alimentar una cantidad predeterminada del al menos un componente del material de partida desde el recipiente de almacenamiento a un recipiente de dosificación. Esto permite, por ejemplo, especificar la cantidad de material de partida o los componentes individuales del material de partida que se deben introducir en el matraz de evaporación. El recipiente de almacenamiento y el dispositivo de dosificación también pueden formar parte del evaporador rotativo.

Según la invención, se proporciona una unidad de control para un evaporador rotativo descrito anteriormente. Esta unidad de control está diseñada o programada para controlar las válvulas de cierre del evaporador rotativo o el dispositivo para generar una presión negativa o positiva con el fin de permitir la alimentación automática del material de partida o la extracción automática de los residuos del material de partida o del material licuado. Esto permite, por ejemplo, llevar a cabo una destilación de manera al menos parcialmente automática.

Según otro aspecto de la invención, un evaporador rotativo para uso con una unidad de control es adecuado para evaporar una sustancia contenida en un material de partida y comprende un matraz de evaporación para recibir el material de partida, medios para calentar la sustancia, un condensador para condensar la sustancia evaporada, un recipiente colector opcional para recibir la sustancia licuada, y al menos un medio para generar presión negativa o positiva. Para extraer el agente de limpieza, en particular un agente de limpieza líquido, se puede generar una presión positiva al menos en el matraz de evaporación o en el condensador.

Con un evaporador rotativo de este tipo es posible, por ejemplo, eliminar fácilmente el agente de limpieza del matraz de evaporación o del condensador. Esto genera presión positiva en el matraz de evaporación o en el condensador, que desplaza el agente limpiador del recipiente, es decir, del matraz de evaporación o del condensador. Esto permite, en particular, por ejemplo, extraer un agente de limpieza sin un dispositivo de limpieza adicional proporcionado por separado del evaporador rotativo, por ejemplo una bomba externa para extraer el agente de limpieza del matraz de evaporación o del condensador del evaporador rotativo.

Preferiblemente, con el fin de suministrar el agente limpiador, se puede generar una presión negativa al menos en el matraz de evaporación o en el condensador. Al introducir el agente limpiador mediante presión negativa se puede, por ejemplo, introducir el agente limpiador en el matraz de evaporación de forma sencilla, ya que el agente limpiador es aspirado hacia el matraz de evaporación o el condensador por la presión negativa. Esto facilita, en particular, la introducción de un agente de limpieza para limpiar el evaporador rotativo mediante presión negativa (por ejemplo, suministrando el agente de limpieza) y retirarlo de nuevo mediante presión positiva (y, por ejemplo, alimentarlo a un contenedor de retirada de agente de limpieza), y por lo tanto llevar a cabo la limpieza del evaporador rotativo esencialmente sin medios adicionales, en particular sin necesidad de bomba separada o medios de generación de presión adicionales (con la excepción de recipientes posiblemente proporcionados para el agente limpiador o conductos de suministro o extracción para el agente de limpieza).

También se describe un primer método para evaporar una sustancia contenida en un material de partida mediante un evaporador rotativo. El evaporador rotativo comprende un matraz de evaporación para recibir el material de partida, un dispositivo para calentar el material, un condensador para condensar el material evaporado, un recipiente colector para recibir el material licuado y al menos un dispositivo para generar una presión negativa o positiva. Con el fin de eliminar la sustancia licuada, se crea una presión positiva al menos en el recipiente colector o se crea una presión positiva al menos en el matraz de evaporación para eliminar los residuos del material de partida. Este método permite, por ejemplo, la extracción sencilla el destilado o un residuo no evaporado del material de partida del recipiente correspondiente. Esto crea presión positiva en el recipiente, que desplaza la sustancia del mismo. Así, no se genera presión positiva sobre la propia sustancia.

En particular, la posibilidad de producir mezclas de sustancias introduciendo por separado los componentes en el matraz de evaporación da lugar a una amplia gama de posibles aplicaciones para este tipo de evaporadores rotativos, como para la producción de medicamentos, para la producción de barbotina en la fabricación de cerámica o para la producción de polvo, por ejemplo para su uso en procesos de moldeo por inyección.

También se describe otro método para limpiar un evaporador rotativo, es decir, un método de limpieza para un evaporador rotativo. El evaporador rotativo comprende un matraz de evaporación para recibir el material de partida, un dispositivo para calentar el material, un condensador para condensar el material evaporado, un recipiente colector opcional para recibir el material licuado y al menos un dispositivo para generar una presión negativa o positiva. Para eliminar el agente limpiador, se crea una presión positiva al menos en el matraz de evaporación o en el condensador. Con este método es posible, por ejemplo, eliminar fácilmente el agente de limpieza del matraz de evaporación o del condensador. Esto crea una presión positiva en el recipiente (es decir, el matraz de evaporación o el condensador) que desplaza el agente de limpieza del recipiente. Esto permite, en particular, por ejemplo, extraer un agente de limpieza sin un dispositivo de limpieza adicional proporcionado por separado del evaporador rotativo, por ejemplo una bomba externa para extraer el agente de limpieza del matraz de evaporación o del condensador del evaporador rotativo.

Preferiblemente, se puede generar una presión negativa al menos en el matraz de evaporación o en el condensador para suministrar el agente limpiador. Esto permite, por ejemplo, introducir el agente limpiador en el matraz de evaporación de forma sencilla, ya que el agente limpiador es aspirado hacia el matraz de evaporación o el condensador por la presión negativa.

Otras características y propósitos de la invención se desprenderán de la descripción de ejemplos de realizaciones con referencia a los dibujos adjuntos.

Fig. 1

muestra una representación esquemática de una realización de un evaporador rotativo para su uso con una unidad de control según la presente invención.

Fig. 2a

muestra una disposición esquemática para dosificar varios componentes de un material de partida.

Fig. 2b

muestra un desarrollo posterior de la disposición mostrada en la Fig. 2a.

Fig. 3

muestra una disposición esquemática para eliminar diversos componentes de un destilado.

A continuación, con referencia a la Fig. 1, se describe una realización de un evaporador rotativo 1 para su uso con una unidad de control según la presente invención.

El evaporador rotativo 1 comprende un matraz de evaporación 2 dispuesto en un baño calefactor 3 que gira en torno a un eje de rotación mediante un accionamiento rotativo 7 para recibir un material de partida. El matraz de evaporación 2 está comunicado con un recipiente 13 que contiene el material de partida a través de un conducto de alimentación 11. Opcionalmente, este recipiente 13 puede estar comunicado con un recipiente de almacenamiento 50 a través de un conducto 51 que comprende una bomba peristáltica 17. El matraz de evaporación 2 está conectado a un recipiente de residuos 20 a través de un conducto de extracción 30.

Se establece una trayectoria de vapor a partir de un canal de vapor 18 a través del accionamiento giratorio 7 y un condensador 4. Bajo el condensador, hay un recipiente colector 6 para recibir el destilado licuado, que está conectado a un depósito de extracción de destilado 14 a través de un conducto de destilado 12. Un compresor 5 está conectado al condensador.

El matraz de evaporación 2 puede, por ejemplo, diseñarse como un matraz redondo de vidrio. El baño calefactor 3 con un líquido calentable, por ejemplo agua, está dispuesto debajo del matraz de evaporación 2. La profundidad de inmersión del matraz de evaporación 2 en el líquido del baño calefactor 3 se puede ajustar mediante un accionamiento vertical no representado en la Fig. Un accionamiento vertical no mostrado en la Fig. 1 permite controlar la profundidad de inmersión del matraz de evaporación 2 en el líquido del baño calefactor 3. El material de partida puede ser una sustancia pura o también una mezcla, que se encuentre en fase líquida o sólida en el matraz de evaporación 2 y contenga la sustancia que se vaya a evaporar. El conducto de alimentación 11 para la dosificación del material de partida conecta el matraz de evaporación 2 con el recipiente 13 y tiene un dispositivo de cierre en forma de válvula 15. La válvula 15 está diseñada para abrir el conducto de alimentación 11 de forma que permita la transferencia de la sustancia entre el recipiente 13 y el matraz de evaporación 2, y para cerrar el conducto de alimentación 11 para impedir la transferencia de la sustancia. La válvula 15 puede ser de accionamiento eléctrico, magnético, neumático, hidráulico, mecánico o manual. Opcionalmente, la válvula se puede adaptar para ajustar el caudal dirigido a través del conducto de suministro 11. Otro conducto 51 conecta el recipiente de almacenamiento 50 con el recipiente 13 y dispone de un dispositivo de dosificación en forma de bomba peristáltica 17. El conducto de extracción 30 para extraer residuos o restos del material de partida conecta el matraz de evaporación 2 con el recipiente de residuos 20 y tiene un dispositivo de cierre en forma de válvula 40. La válvula 40 está diseñada para liberar el conducto de alimentación 30 de forma que permita la transferencia de la sustancia entre el matraz de evaporación 2 y el recipiente de residuos 20, y para cerrar el conducto de extracción 30 para impedir la transferencia de la sustancia. La válvula 40 puede ser de accionamiento eléctrico, magnético, neumático, hidráulico, mecánico o manual. Preferiblemente, el conducto de extracción 30 se lleva hasta el fondo, es decir, hasta el punto más bajo, del matraz de evaporación 2. Esto permite eliminar la mayoría de los residuos de material de partida, preferiblemente la totalidad de estos, del matraz de evaporación 2, de modo que el matraz de evaporación pueda vaciarse por completo.

El condensador 4 dispone de conexiones de refrigerante 8 para suministrar y descargar un refrigerante y una conexión de presión negativa 19 conectada a un compresor 5 a través de un conducto 10 y una válvula 9. El compresor 5 es adecuado para generar presión negativa y para generar una presión negativa hasta el vacío. Además, el condensador 4 tiene un canal 29 para el conducto de alimentación 11 y el conducto de extracción 30. También se pueden prever dos canales separados para los conductos 11 y 30. El recipiente colector de destilado 6 está dispuesto debajo del condensador 4 y conectado a este a mediante una salida de destilado 28. El conducto de destilado 12 con la válvula 16 conecta el recipiente colector de destilado 6 con el recipiente de extracción de destilado 14. La válvula 16 está diseñada para liberar el conducto de destilado 12 de forma que permita la transferencia de sustancia entre el recipiente colector 6 y el recipiente de extracción de destilado 14, y para cerrar el conducto de extracción 12 para impedir la transferencia de la sustancia. La válvula 16 puede ser de accionamiento eléctrico, magnético, neumático, hidráulico, mecánico o manual. Opcionalmente, se puede usar para ajustar el caudal dirigido a través del conducto de destilado 12.

De este modo, el matraz de evaporación 2, el condensador 4 y el recipiente colector 6 forman preferentemente un sistema estanco al gas con los elementos dispuestos entre ellos en el recorrido del vapor.

Además, el evaporador rotativo comprende una unidad de control no mostrada en la Fig. 1 para controlar el accionamiento rotativo 7, el baño calefactor 3, el compresor 5, el accionamiento vertical y las válvulas 9, 15, 16, 40, así como la bomba peristáltica 17. En particular, las válvulas 9, 15, 16, 40 y la bomba peristáltica 17 también se pueden controlar de forma coordinada a través de una unidad de control (no representada en la Fig. 1).

Durante el funcionamiento, primero se llena el matraz de evaporación. Para ello, la bomba peristáltica 17 alimenta una cantidad definida de material de partida al recipiente 13 desde el recipiente de almacenamiento 50 a través del conducto 51. La válvula 16 para la extracción del destilado y la válvula 40 para la extracción de los residuos del material de partida están cerradas, de modo que el conducto de destilado 12 y el conducto de extracción 30 están cerrados. A continuación, el compresor 5 genera una presión negativa hasta el vacío en el sistema cerrado formado por el matraz de evaporación 2, el condensador 4 y el recipiente colector 6 y se abre la válvula 15. La presión negativa arrastra el material de partida desde el recipiente 13 a través del conducto de alimentación 11 hasta el matraz de evaporación 2. Después de llenar el matraz de evaporación, la válvula 15 se cierra, obturando así el conducto de alimentación 11.

A continuación, el matraz de evaporación 2 se pone en rotación mediante el accionamiento giratorio 7. El destilado se evapora del material de partida mediante la inmersión en el baño calefactor 3 o la aplicación de una presión negativa que permita reducir la temperatura de ebullición del destilado. La rotación del matraz de evaporación 2 crea una fina película, por ejemplo una película líquida, del material de partida en su interior, lo que aumenta la superficie del material de partida y acelera la evaporación. El destilado evaporado llega al condensador 4 a través del canal de vapor 18, donde se enfría y condensa. El destilado licuado fluye a través de la salida 28 hacia el recipiente colector 6.

Para extraer el destilado del recipiente de recogida 6, se genera ahora presión positiva en el recipiente colector 6 por medio del compresor 5. A continuación, se abre la válvula 16 para que el destilado licuado sea desplazado del recipiente colector por la presión positiva y pase a través del conducto de destilado 12 al recipiente de extracción de destilado 14. Abriendo la válvula 40, también pueden extraerse del matraz de evaporación 2 los residuos no evaporados o los residuos del material de partida. Dado que también hay presión positiva matraz de evaporación 2, los residuos del material de partida se desplazan del mismo y entran en el recipiente de residuos 20 a través del conducto de extracción 30. El destilado y los residuos del material de partida pueden eliminarse de forma simultánea o sucesiva abriendo y cerrando adecuadamente las válvulas 40, 16 y se deben eliminar preferentemente hasta que no quede esencialmente destilado en el recipiente colector 6 ni residuos en el matraz de evaporación 2.

Como se muestra en la Fig. 2a, el matraz de evaporación 2 también puede estar en comunicación con varios recipientes 21, 22 y 23 para componentes del material de partida. Para ello, cada uno de los recipientes 21, 22 y 23 está en comunicación con el matraz de evaporación 2 a través de una sección de conducto separada 31, 32 y 33, respectivamente, a través del conducto de alimentación común 11, de modo que una sustancia líquida, sólida, o gaseosa pueda pasar a través de los conductos. Además, cada sección de conducto 31, 32 y 33 contiene una válvula 41, 42 y 43 respectivamente.

Los recipientes 21,22 y 23 contienen cada uno un componente del material de partida. Los componentes del material de partida pueden ser sustancias puras o también una mezcla y están presentes en fase líquida, sólida o gaseosa en el recipiente correspondiente. Por ejemplo, el recipiente 21 contiene un primer polvo, el recipiente 22 contiene un segundo polvo y el contenedor 23 contiene un disolvente. Los dispositivos de cierre en forma de válvulas 41, 42 y 43 están diseñados para liberar los tramos de conducto 31, 32 o 33, respectivamente, de forma que sea posible una transferencia de sustancia entre el matraz de evaporación 2 y el recipiente correspondiente 21, 22 o 23, y para cerrar los tramos de conducto 31, 32 o 33, respectivamente, de forma que no se transfiera la sustancia. Las válvulas 41, 42 y 43 pueden ser de accionamiento eléctrico, magnético, neumático, hidráulico, mecánico o manual. Se recomienda usarlas para ajustar el caudal volumétrico conducido a través de la sección de conducto correspondiente. Opcionalmente, se pueden conectar los recipientes 21, 22, 23 a recipientes de almacenamiento de los componentes del material de partida a través de otros conductos y dispositivos de dosificación, como bombas peristálticas, de forma análoga al recipiente 13.

Para llenar el matraz de evaporación 2, se crea en este un vacío como se ha descrito anteriormente. La válvula 40 del conducto de extracción 30 conectada al recipiente de residuos 20 y la válvula 16 del conducto de destilado 12 están cerradas. Mediante la apertura y cierre coordinados de las válvulas 41, 42 y 43, se añade el material de partida deseado en el matraz de evaporación, donde los diferentes componentes se conducen desde los respectivos recipientes 21, 22 y 23 hacia el matraz de evaporación 2 a través de las secciones de conducto 31, 32 y 33 en el conducto de alimentación 11, debido al vacío creado en el sistema. Las cantidades de los componentes del material de partida, que son añadidos desde los contenedores 21, 22 y 23, se controlan con las correspondientes válvulas 41, 42 y 43, que se vuelven a cerrar después de un período de tiempo preestablecido o permiten pasar cantidades fijas de componentes a través de las secciones de conducto 31, 32 y 33 y así a través del conducto de alimentación 11 Opcionalmente, la cantidad respectiva del componente de material de partida que se añade también se puede medir mediante la cantidad del componente de material de partida contenida en el recipiente correspondiente 21, 22, 23. La cantidad añadida del componente respectivo se determina en función de la composición que se desea obtener y de la cantidad total del material de partida. Los componentes individuales al matraz de evaporación pueden añadirse, al menos temporalmente, uno tras otro o de forma simultánea. De este modo, la composición de material de partida deseada se obtiene mezclando los componentes de material de partida de los recipientes 21, 22 y 23, por lo que los componentes también pueden sufrir reacciones químicas o físicas entre sí en el matraz de evaporación.

Opcionalmente, los componentes pueden mezclarse entre sí durante o después de la dosificación en el matraz de evaporación, por ejemplo mediante rotación o agitación del matraz de evaporación o mediante otro dispositivo de mezcla dispuesto en el matraz de evaporación. También se puede añadir energía térmica adicional a la mezcla, por ejemplo aumentando la temperatura del baño calefactor, por ejemplo, con el fin de acelerar las reacciones químicas o los procesos de disolución en la mezcla.

Después de llenar el matraz de evaporación, las válvulas 41, 42 y 43 se cierran. Para eliminar los residuos o restos del material de partida, se genera una presión positiva como la descrita anteriormente al menos en el matraz de evaporación 2, que desplaza los residuos de material de partida del matraz y los lleva al recipiente de residuos 20 a través del conducto de extracción 30 con la válvula 40 abierta. En el ejemplo descrito anteriormente para un material de partida que comprende dos componentes en polvo y un disolvente, por ejemplo, el disolvente puede evaporarse sustancialmente mediante el proceso de evaporación, de modo que después de este, en el matraz de evaporación quede una mezcla sustancial de los dos componentes en polvo como residuo de material de partida y se suministra al recipiente de residuos 20.

Se puede omitir la válvula 15 del conducto de alimentación 11 descrito con referencia a la Fig. 1, ya que la adición y extracción del material de partida se controla mediante las válvulas 41, 42 y 43.

En la Fig.2b se muestra otro desarrollo de la invención. En este caso, las válvulas no están dispuestas en las secciones de conducto 41, 42 y 43, como se muestra en la Fig. 2a, sino en las intersecciones donde estos se bifurcan. Las válvulas 45 y 46 mostradas sirven para controlar los flujos de material entre los recipientes 21, 22 y 23 y el matraz de evaporación 2. Las válvulas 45 y 46 pueden, por ejemplo, diseñarse como válvulas de 3/2 vías. Así, la válvula 46 controla el flujo de material entre el conducto de alimentación 11 y las secciones de conducto 11a y 33, y la válvula 45 controla el flujo de material entre las secciones de conducto 11a, 31 y 32.

El destilado también puede eliminarse componente por componente. Para ello, se aprovecha el hecho de que los varios componentes del material de partida tienen puntos de ebullición diferentes. Esto permite evaporarlos del material de partida por separado por tiempos, introducirlos en el recipiente colector 6 y extraerlos separadamente. Se pueden proveer varios recipientes de extracción de destilado pueden para extraer los componentes individuales, donde cada recipiente de extracción se conecta con el conducto de destilado 12 para recibir un componente de destilado.

Como se muestra en la Fig. 3, las secciones de conducto 34, 35 y 36 también se pueden utilizar para extracciones por separado. Para esto, deben conectarse respectivamente cada una a un recipiente de extracción de destilado 24, 25 y 26. Los dispositivos de cierre en forma de válvulas 47, 48, 49 se proporcionan en las secciones de conducto correspondientes 34, 35 o 36 para el control coordinado del flujo de destilado desde el recipiente colector 6 al recipiente de extracción deseado 24, 25 o 26. De este modo, se puede omitir la válvula 16 del conducto de destilado 12.

Para extraer tres componentes de destilado diferentes, el primer componente se evapora a partir del material de partida contenido en el matraz de evaporación 2 fijando una temperatura adecuada en el baño calefactor 3 o una presión negativa adecuada en el matraz de evaporación 2 por medio del compresor 5 o una velocidad de rotación adecuada por medio del accionamiento de rotación 7. El componente vaporizado entra en el condensador 4, allí se licua y entra en el recipiente colector 6. Al generar una presión positiva en el recipiente colector 6, por ejemplo mediante el compresor 5, y abrir la válvula 47, el primer componente destilado se suministra al primer depósito de extracción de destilado 24 a través del conducto de destilado 12 y la sección de conducto 34. A continuación, la válvula 47 se cierra de nuevo.

Posteriormente, ajustando la temperatura de calentamiento adecuada o la presión negativa adecuada o la velocidad de rotación adecuada, se vaporiza el segundo componente del material de partida se vaporiza. Este se condensa y se suministra al recipiente colector 6. Se genera una presión positiva en el recipiente colector 6 y se abre la válvula 48 de la sección de conducto 35 para suministrar este segundo componente destilado al segundo recipiente de extracción de destilado 25. A continuación, se procede de igual manera con el tercer componente, que se introduce en el tercer recipiente de extracción de destilado 26.

En otra realización de la invención, al menos un recipiente de extracción de destilado se conecta al conducto de alimentación 11. Esto permite volver a introducir un destilado extraído o un componente del destilado en el matraz de evaporación y someterlo a un proceso de evaporación. Esto permite la destilación múltiple de manera sencilla.

En la forma de realización de la invención descrita anteriormente, se genera una presión positiva o negativa por todo el sistema formado por el recipiente colector, el matraz de evaporación y el condensador, que está esencialmente sellado de forma estanca al gas, con el fin de eliminar el destilado o eliminar el material de partida residual o añadir el material de partida. Para ello, se puede utilizar el compresor 5 o conectar otro dispositivo para generar una presión negativa o una presión positiva a la conexión 19 del evaporador. De este modo, se puede operar el equipo existente en el evaporador rotativo para manejar la invención sin tener que realizar modificaciones complejas en el evaporador rotativo. Sin embargo, también es posible conectar un dispositivo separado para generar una presión negativa o positiva en el matraz de evaporación o en el recipiente colector de destilado. Para ello, el recipiente correspondiente dispone de conexiones adecuadas y, preferentemente, puede desacoplarse del sistema estanco al gas por medio de una válvula prevista en el canal de vapor 18 o en la salida de destilado 28, es decir, cerrando la válvula en el canal de vapor 18 o en la salida de destilado 28, el matraz de evaporación o el recipiente colector de destilado es un espacio sellado esencialmente estanco al gas en el que se puede generar una presión definida por medio del dispositivo para generar una presión negativa o positiva. Esto significa que la extracción de destilado, por ejemplo, puede llevarse a cabo sin interrumpir el proceso de evaporación.

Se puede llevar a cabo un llenado o extracción automática de del destilado o de los residuos del material de partida mediante el control coordinado de las válvulas y del dispositivo para generar una presión negativa o una presión positiva por medio de un dispositivo de control. Para esto, se pueden prever sensores en el recipiente colector de destilado o en el matraz de evaporación que, por ejemplo, detecten el nivel de llenado y estén conectados a una unidad de evaluación de la señal detectada por los sensores. La unidad de control está conectada a la unidad de evaluación y controla las válvulas y el dispositivo para generar una presión negativa o una presión positiva en función de una señal del sensor, por ejemplo, el nivel de llenado. La unidad de control también puede emplearse para controlar el motor de rotación o la temperatura del baño calefactor o el accionamiento vertical, de manera que el proceso de destilación también pueda tener lugar de forma automática.

La invención no se limita a la disposición de secciones de conducto y válvulas mostrada en las Figs. 2a, 2b y 3. Más bien, las secciones de conducto y las válvulas también pueden disponerse según otra disposición apropiada. Las secciones de conducto también pueden ir directamente al recipiente colector de destilado o al matraz de evaporación y así reemplazar el conducto de alimentación 11 o el conducto de destilado 12. En particular, las válvulas también se pueden diseñar como válvulas direccionales, por ejemplo como válvulas de 3/2 vías análogas a la Fig. 2b. Además de las válvulas o en lugar de ellas, en los tramos de conducto se pueden instalar dispositivos dosificadores para ajustar el caudal volumétrico.

También se pueden omitir el recipiente de almacenamiento 1 que aparece en la Fig. 1, así como la bomba peristáltica 17 y el conducto 51. En este caso, la cantidad añadida de material de partida se puede ajustar por ejemplo, mediante el caudal volumétrico a través del conducto 11. Por ejemplo, la válvula 15 se puede cerrar de nuevo tras un periodo de tiempo predeterminado o la válvula 15 se puede usar para ajustar el caudal volumétrico conducido a través del conducto 11.

En la realización mostrada en las Figs. 2a y 2b, se proporcionan tres recipientes para cada uno de los diferentes componentes del material de partida. Sin embargo, también se puede proporcionar un número distinto de recipientes para componentes de material de partida con secciones de conducto y válvulas adecuadas. De la misma forma, para la extracción separada de diferentes componentes del destilado, que fue descrita con referencia a la Fig. 3, también pueden se pueden proveer más o menos de tres recipientes de extracción del destilado. Cada componente del destilado puede enviarse a un recipiente de extracción independiente.

Sin embargo, también es posible alimentar varios componentes de destilado a un recipiente de extracción o distribuir un componente de destilado a varios recipientes de extracción.

También se puede omitir el recipiente colector de destilado. En este caso, el destilado se acumula, por ejemplo, en una zona inferior del condensador, que está directamente conectado al conducto de destilado a través de una salida.

Según otro desarrollo de la invención, el evaporador rotativo 1 descrito anteriormente puede limpiarse de manera sencilla. A continuación se describen, con referencia a la Fig. 1, un evaporador rotativo modificado y un método de limpieza de este. Para simplificar, a continuación solo se indican las modificaciones del evaporador rotativo; no se repiten los componentes y funciones del evaporador rotativo 1 que siguen siendo los mismos.

Para limpiar el evaporador rotativo 1, el conducto de alimentación 11 que comprende la válvula 15 no está conectado al recipiente 13 que contiene el material de partida, sino a un contenedor de agente limpiador no mostrado en la Fig. 1, o el recipiente 13 mostrado en la Fig. 1 está diseñado como un recipiente de limpieza Asimismo, el conducto de extracción 30 que comprende la válvula 40 está comunicado con un recipiente de residuos 20 para recibir el agente limpiador. En el evaporador rotativo 1 mostrado en la Fig. 1, el conducto de alimentación 11 y el conducto de extracción 30 se conducen respectivamente a través del conducto de alimentación 29 del condensador 4 al matraz de evaporación 2, de modo que el matraz de evaporación 2 está comunicado con los recipientes 13, 20. Alternativamente, el recipiente 13 se puede comunicar con el condensador 4 a través del conducto de alimentación 11 o el recipiente de residuos 20 se puede comunicar con el condensador 4 a través del conducto de extracción 30. Preferentemente, el conducto de alimentación 11 para la limpieza del evaporador rotativo 1 en una zona superior del condensador 4 se guía a través de un conducto de alimentación adecuado del condensador (no representado en la Fig. 1) hacia el condensador 4 y, de este modo, se comunica con una zona superior del condensador 4.

El agente limpiador es preferentemente un líquido, en particular agua o un componente con punto de ebullición bajo utilizado en el funcionamiento del evaporador rotativo (es decir, un componente muy volátil o de bajo punto de ebullición que haya sido evaporado en una operación anterior, es decir, un proceso de evaporación) o un agente limpiador seleccionado de acuerdo con la reglaSimilia similibus solvuntur(«Lo similar se disuelve en lo similar») y adaptado a un material de partida utilizado en el funcionamiento del evaporador rotativo o al menos a un componente del material de partida, o un agente de limpieza adaptado individualmente a un medio evaporado en el funcionamiento del evaporador rotativo, es decir, en un proceso de evaporación. Preferentemente, el agente limpiador debe estar adaptado a un material de partida utilizado en el funcionamiento del evaporador rotativo o al menos uno de sus componentes, en particular uno evaporado durante el funcionamiento del material de partida.

Para limpiar el evaporador rotativo 1, se introduce o suministra primero el agente limpiador en el matraz de evaporación 2 o en el condensador 4. Para ello, se cierran la válvula 16 de extracción de destilado y la válvula 40 de extracción de agente limpiador, de modo que se cierran el conducto 12 de destilado y el conducto 30 de extracción. A continuación, el compresor 5, crea una presión negativa hasta el vacío al menos en el matraz de evaporación 2 y en el condensador 4 y se abre la válvula 15 del conducto de alimentación 11. La presión negativa aspira el disolvente del recipiente 13 a través del conducto de alimentación 11 hacia el matraz de evaporación 2 o el condensador 4. El agente limpiador fluye a través del matraz de evaporación 2 o del condensador 4, con lo que las impurezas y los residuos se desprenden de las paredes interiores del condensador 5, del canal de alimentación de vapor 18 y del matraz giratorio 4 y pasan a ser absorbidos por el agente limpiador. A continuación, la válvula 15 se cierra, obturando el conducto de alimentación 11.

Para eliminar el disolvente, se genera una presión positiva en el matraz de evaporación 2 y en el condensador 4 por medio del compresor 5. A continuación se abre la válvula 40 para que el disolvente se desplace del matraz de evaporación 2 y del condensador 4 por la presión positiva y pase a través del conducto de extracción 30 al recipiente de residuos 20. La presión positiva se mantiene hasta que esencialmente no quede más agente de limpieza en el matraz de evaporación 2 y en el condensador 4.

La limpieza del evaporador rotativo es, por tanto, esencialmente análoga al llenado del matraz de evaporación 4 con el material de partida mediante presión negativa y la eliminación de residuos o restos del material de partida mediante presión positiva, como se ha descrito anteriormente, salvo que se utiliza un agente limpiador en lugar del material de partida o sus restos/residuos.

Preferiblemente, el baño calefactor 3 se desconecta durante la limpieza del evaporador rotativo 1. El accionamiento giratorio 7 también puede desconectarse o conectarse para que el matraz de evaporación 2 se ponga en rotación. Esto puede hacer más eficiente el proceso de limpieza.

La limpieza del evaporador rotativo 1 tiene lugar, por ejemplo, después de un proceso de evaporación descrito anteriormente, en particular después de la retirada del destilado del recipiente colector 6 y de la retirada de los residuos del material de partida del matraz de evaporación 2.

El evaporador rotativo o el método de limpieza pueden además estar construidos según las realizaciones adicionales descritas anteriormente con respecto a las Figs. 2a, 2b y 3. En particular, un recipiente 21, 22, 23 descrito con referencia a la Fig. 2a o Fig. 2b puede contener el agente limpiador, mientras que otro recipiente 21, 22, 23 que no contiene el agente limpiador contiene el material de partida o al menos un componente de este.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Unidad de control para un evaporador rotativo (1) para evaporar una sustancia contenida en un material de partida, en la que

el evaporador rotativo comprende un matraz de evaporación (2) para recibir el material de partida, un dispositivo (3) para calentar el material, un condensador (4) para condensar el material evaporado, un recipiente colector (6) para recibir el material licuado y al menos un dispositivo (5) para generar una presión negativa o positiva.

la unidad de control está diseñada o programada para controlar el evaporador rotativo de forma que se produzca una presión positiva al menos en el recipiente colector (6) para eliminar la sustancia licuada o se produzca una presión positiva al menos en el matraz de evaporación (2) para eliminar los residuos del material de partida, y

el material de partida es una mezcla de sustancias de diferentes componentes y se proveen al menos dos primeras secciones de conducto (31, 32, 33, 11a) del evaporador rotativo para dosificar el material de partida, de forma que los componentes del material de partida se introducen en el matraz de evaporación de forma dosificada por separado, para que la mezcla de materiales se produzca en el propio matraz de evaporación.

2. Unidad de control según la Reivindicación 1, en la que la unidad de control está diseñada o programada para controlar el evaporador rotativo de manera que se produzca una presión negativa al menos en el matraz de evaporación (2) para dosificar el material de partida.

3. Unidad de control según la Reivindicación 1 o 2, en la que al menos el matraz de evaporación (2), el condensador (4) y el recipiente colector (6) del evaporador rotativo forman un sistema sellado sustancialmente estanco al gas en el que puede ajustarse una presión, preferiblemente mediante el dispositivo (5) para generar una presión negativa o positiva.

4. Unidad de control según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 3, en la que el evaporador rotativo comprende además un primer conducto (11) para dosificar el material de partida o un segundo conducto (12) para extraer el material de partida licuado o un tercer conducto (30) para extraer el material de partida, donde los conductos primero, segundo y tercero (11, 12, 30) comprenden válvulas de cierre primera, segunda y tercera (15, 16, 40), respectivamente, de manera que para dosificar la materia prima los conductos segundo y tercero (12, 30) se pueden cerrar mediante las válvulas segunda y tercera (16, 40), respectivamente o, para la extracción del material licuado, los conductos primero y tercero se pueden cerrar mediante las válvulas de cierre primera y tercera (15, 40) respectivamente, o, para la extracción del material de partida, se pueden cerrar el primer y segundo conductos (11, 12) mediante las válvulas de cierre primera y segunda (15, 16), respectivamente.

5. Unidad de control según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 4, en la que las válvulas (41, 42, 43, 45, 46) están previstas en o entre las secciones de conducto (31, 32, 33, 11a) para dosificar diferentes componentes del material de partida.

6. Unidad de control según la Reivindicación 4 o 5, en la que al menos una válvula (15, 16, 40, 41, 42, 43, 45, 46) del evaporador rotativo puede accionarse manual o automáticamente o en la que al menos una válvula (15, 16, 40, 41, 42, 43, 45, 46) es apta para dosificar la cantidad de sustancia que fluye.

7. Unidad de control según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, en la que se proporcionan al menos dos recipientes de extracción de destilado (24, 25, 26) o al menos dos segundas secciones de conducto (34, 35, 36) del evaporador rotativo para extraer al menos dos componentes diferentes de la sustancia licuada.

8. Unidad de control según una cualquiera de las Reivindicaciones 2 a 7, en la que un primer conducto (11) o una primera sección de conducto (31, 32, 33, 11a) del evaporador rotativo para dosificar el material de partida está conectado, al menos temporalmente, a un recipiente de extracción de destilado (14, 24, 25, 26) del evaporador rotativo para alimentar de nuevo un destilado extraído al matraz de evaporación y someterlo a un proceso de evaporación.

9. Unidad de control según una cualquiera de las Reivindicaciones 2 a 8, en la que el evaporador rotativo está conectado además a al menos un recipiente (50) para almacenar al menos un componente del material de partida y a un dispositivo dosificador, preferentemente una bomba peristáltica (17), para alimentar una cantidad predeterminada del al menos un componente del material de partida desde el depósito (50) a un recipiente dosificador (13, 21,22, 23).

10. Unidad de control según una cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 9, en la que la unidad de control está diseñada o programada para controlar las válvulas de cierre (15, 16, 40, 41, 42, 43, 45, 46, 47, 48, 49) del evaporador rotativo (1) o el dispositivo (5) para generar una presión negativa o una presión positiva con el fin de permitir la dosificación automática del material de partida o la eliminación automática de los residuos del material de partida o la eliminación automática del material licuado.