Prozessbeschreibung - Hybrid-Wipe-Film/fraktionierte Standbildsysteme

Diagramm Hybrid-Wischfilm-Destillationsverfahren

Der Name Hybrid-Wischfilmdestillation bezieht sich auf eine Kombination aus der Verarbeitung mit geringer thermischer Belastung der Wischfilmdestillation mit den Trennfähigkeiten einer gepackten Fraktionierkolonne.

Der Wiped-Film wirkt als Durchlauferhitzer mit geringer thermischer Belastung und geringer Verweildauer, partieller Reboiler für die Destillation. Die geeignete Größe und Oberfläche des Wischfilmverdampfers wird durch Scale-up-Berechnungen auf der Grundlage von Destillationspilotanlagenversuchen bestimmt.

Die wichtigen Parameter für den Betrieb des Wischfilmverdampfers sind:

  • Konstante, kontrollierte Vorschubgeschwindigkeit
  • Konstantes Vakuumniveau
  • Konstante Verdampfertemperatur

Der Boden von Gepackte Fraktionierungssäule ist mit dem Dampfarm des Wischfilmverdampfers verbunden und ist mit Säulenpackungen einer Vielzahl von im Handel erhältlichen Destillationssäulenpackungstypen gefüllt.

Der Durchmesser der Säule wird basierend auf der Beschickungsrate zum System ausgewählt, und die Höhe der gepackten Säule wird gemäß der Anzahl an theoretischen Böden ausgewählt, die für die gewünschte Trennung benötigt werden. Der Durchmesser und die Säulenhöhe sind kritische Konstruktionsparameter.

Ausreichende theoretische Trennstufen, wie durch die Tiefe der Packung in der Kolonne bestimmt, müssen für eine erfolgreiche Trennung verwendet werden, aber ein großer Überschuss an Kolonnenhöhe verursacht einen zu großen Druckabfall, wodurch der Druck im Reboiler erhöht wird, und erfordert somit eine höhere Reboilertemperatur für das gewünschte Aufkochen der Kolonne. Die höhere erforderliche Temperatur kann zu einer thermischen Verschlechterung des zu verarbeitenden Materials führen. Eine richtig ausgelegte Kolonne gleicht die Anzahl der für die Trennung benötigten theoretischen Böden gegen den resultierenden Druckabfall aus, um die gewünschte Trennung zu ermöglichen.

Der Säulendurchmesser muss geeignet ausgelegt sein, um das gewünschte Aufkochen zu handhaben. Eine Säule mit zu kleinem Durchmesser wird bei der gewünschten Destillationsrate geflutet. Eine Säule mit einem zu großen Durchmesser ermöglicht keinen ausreichenden Kontakt zwischen dem Dampf und der Flüssigkeit in der Säule und ergibt eine sehr ineffiziente Trennung.

Die kondensierte Flüssigkeit aus dem Überkopfkondensator wird durch ein Dreiwegeventil in zwei Ströme aufgeteilt, wobei ein Zeitgeber verwendet wird, um das Verhältnis von Destillatentnahme zu Rückfluss, der zur Kolonne zurückgeführt wird, zu steuern. Die richtige Rückflussrate muss bestimmt werden, um den erforderlichen Energieaustausch zwischen Dampf und Flüssigkeit zu ermöglichen und die Anreicherung der leichten Schlüsselkomponente(n) am Kopf der Säule zu bewirken.

Einige Anwendungsbeispiele, die erfolgreich auf einem Hybrid-Wischfilm-Destillationssystem entwickelt wurden, sind:

  • Omega-3-Konzentration und -Trennung
  • Speiseöle
  • Reinigung von Geschmackskomponenten
  • Reinigung von Duftkomponenten
  • Reinigung von Nahrungsergänzungsmitteln
  • Fraktionierung von Fettsäuren
  • Fettsäureester fraktionieren
  • Terpenoidabtrennung aus natürlichen Ölen
  • Viele andere temperaturempfindliche Trennungen