A short-path evaporator is used to process heat unstable products at low operating pressures and short residence times on a wiped evaporator wall and to evaporate the lighter components from a product film. The low operating pressures are mainly achieved with the basic design principle of the short-path evaporator, in which the condenser is installed centrally and opposite the evaporator wall. The evaporated fractions have a short path from the evaporator wall to the condenser - also called internal condenser. Therefore, the pressure losses in the process chamber are extremely low and low operating pressures can be achieved in the evaporation and condensation chamber, thus lowering the boiling points of the components to be evaporated. During the distillation of various products from the polymer, food, pharmaceutical, recycling, fragrance and flavor industries, deposits can occur on the internal condenser. These deposits can be entrainments of concentrate components that are mechanically transferred to the internal condenser. The deposits can be caused by higher melting components or also salts or polymer components.
It is also possible that high-melting components reach the internal condenser by evaporation and are condensed on the cold surface as solids.
To avoid solids on the internal condenser, there are several commonly known possibilities.
- Entrainment of concentrate components onto the internal condenser can be avoided as far as possible by using entrainment separators installed in the short path evaporator. These separators prevent non-distilled and high boiling products from getting onto the internal condenser and are installed between the evaporator wall and the internal condenser.
- Higher melting components which are transferred either by entrainment or by distillation and are collected as solids on the internal condenser, may be removed by increasing the condenser temperature above the melting point of the deposits in order to liquefy the collected solids.
If both of the described measures to avoid the deposits on the internal condenser are not successful, the use of the washing condenser is an option. Here, the solid components are dissolved in the washing liquid and discharged with it from the short path evaporator.
UIC GmbH, a sister company of VTA GmbH & Co. KG, has developed this technology and has used it in various plants. There are also various publications from which information on this technological solution can be obtained. See, among others, DE102006012866A-2006-03-19; EP2007002174W-2007-03-13.
With this technology, the internal condenser is flushed with a suitable washing liquid, deposits cannot form and are washed off directly from the condenser tubes. The washing liquid contaminated with solids can be reprocessed during operation using suitable process methods. With this technology of UIC GmbH (a VTA sister company), and the use of the scrubbing condenser, the Short Path Distillation can be used in continuous operation for such process-engineering demanding tasks.
See picture above: Fig. 1 and 2: From UIC GmbH patent "PROCESS FOR REMOVING VOLATILE COMPONENTS FROM A SUBSTANCE MIXTURE AND APPARATUS FOR PERFORMING THIS PROCESS”
Deutsche Version:
Der Waschkondensator
Vermeidung von Ablagerungen auf dem Innenkondensator eines Kurzwegverdampfers
Ein Kurzwegverdampfer wird eingesetzt, um thermisch instabile Produkte bei niedrigen Arbeitsdrucken und kurzen Verweilzeiten auf einer gewischten Verdampferwand zu verarbeiten und die leichteren Bestandteile aus einem Produktfilm zu Verdampfen. Die niedrigen Arbeitsdrucke erreicht man hauptsächlich mit dem prinzipiellen Aufbau des Kurzwegverdampfers, in dem zentral und gegenüberliegend der Verdampferwand der Kondensator installiert ist. Die verdampften Fraktionen haben von der Verdampferwand zum Kondensator- auch Innenkondensator genannt- einen kurzen Weg. Deshalb sind die Druckverluste im Prozessraum extrem gering und es können niedrige Arbeitsdrucke im Verdampfungs- und Kondensationsraum erreicht und damit die Siedepunkte der zu verdampfenden Komponenten gesenkt werden.
Während der Destillation von verschieden Produkten aus der Polymer, Lebensmittel, Pharma, Recycling, Riechstoff und Aromaindustrie kann es auf dem Innenkondensator zu Ablagerungen kommen. Diese Ablagerungen können Spritzer (engl. Entrainment) von Konzentratbestandteilen sein, die mechanisch auf den Innenkondensator übertragen werden. Die Ablagerungen können durch höher schmelzende Bestandteile oder auch Salze oder Polymerbestandteile verursacht werden.
Auch kann es sein, dass hochschmelzende Bestandteile destillativ auf den Innenkondensator gelangen und sich hier als Feststoff ablagern.
Um Feststoffe auf dem Innenkondensator zu vermeiden, gibt es verschiedene, allgemein bekannte Möglichkeiten.
- Entrainment von Konzentratbestandteilen auf den Innenkondensator kann man weitestgehend mit im Kurzwegverdampfer eingebauten Abscheidern vermeiden. Diese Abscheider verhindern das Gelangen von nicht destillierten und hochsiedenden Produkten auf den Innenkondensator und werden zwischen Verdampferwand und Innenkondensator installiert.
- Bei höher schmelzenden Bestandteilen, die sich auf dem Kondensator ablagern und die entweder durch Spritzer (Entrainment) oder destillativ übertragen werden, besteht die Möglichkeit der Erhöhung der Kondensatortemperatur oberhalb des Schmelzpunktes der Ablagerungen, um die abgelagerten Destillate zu verflüssigen.
Sollten beide beschriebenen Maßnahmen die Ablagerungen auf dem Innenkondensator zu vermeiden nicht erfolgreich sein, bietet sich die Nutzung des Waschkondensators an. Hierbei werden die festen Bestandteile in die Waschflüssigkeit gelöst und mit ihr aus dem Kurzwegverdampfer ausgetragen.
UIC GmbH, eine Tochterfirma von VTA GmbH & Co. KG, hat diese Technologie bereits seit langem entwickelt und in verschiedenen Anlagen eingesetzt. Auch gibt es verschiedene Veröffentlichungen, denen man Informationen dieser technologischen Lösung entnehmen kann, Siehe u. a. DE102006012866A·2006-03-19; EP2007002174W·2007-03-13.
Mit dieser Technologie wird der Innenkondensator mit einer geeigneten Waschflüssigkeit gespült, so dass sich Ablagerungen nicht bilden können und direkt vom den Kondensatorrohren abgewaschen werden.Die mit Feststoff belastete Waschflüssigkeit kann im laufenden Betrieb durch ge eignete verfahrenstechnische Methoden aufgearbeitet werden und wieder eingesetzt werden. Mit dieser Technologie der UIC GmbH (Tochterfirma von VTA) und dem Einsatz des Waschkondensators kann die Kurwegdestillation im Dauerbetrieb für solch verfahrenstechnisch anspruchsvoller Aufgabenstellungen eingesetzt werden.
Siehe Abbildung oben: Abb. 1 und Abb. 2: Aus UIC GmbH Patent „Verfahren zur Abtrennung leichtflüchtiger Komponenten aus einem Stoffgemisch sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens“