Rotationsverdampfer
- Lösungsmittelverdampfung -
- Kristallisation -
- Trocknung von Suspensionen, Pulvern oder Granulaten -
- Verschiedene chemische Reaktionen in der Flüssigphase -
- Explosionsgefährdete Bereiche -
- 50-l- und 100-l-Verdampferkolben -
HIGHLIGHTS
- Universellste Verdampferbauart
- Schonende Verdampfung durch Dünnschichtverdampfung
- Verdampfung bis zum Trockenprodukt
- Reduzierung der Schaumbildung durch weniger Blasen
- Vermeidung von gefährlichen Siedeverzügen
- Zuverlässiges Industriedesign
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Konzept
Rotationsverdampfer werden vorwiegend zur Verdampfung leicht siedender Komponenten unter Normaldruck oder Vakuum verwendet. Beim Einsatz in einer Pilotanlage oder in der Kleinproduktion eignen sie sich auch für eine halbkontinuierliche Verdampfung. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine schonende Wärmebehandlung temperaturempfindlicher Medien und eine höhere Verdampfungsrate als nicht gerührte Destillationskolben aus Glas ermöglichen. Verglichen mit anderen Verdampfungsverfahren haben Rotationsverdampfer die einzigartige Eigenschaft, sämtliche flüchtigen Medien zu verdampfen und im Kolben ein Trockenprodukt zu hinterlassen.
Die Prozessbedingungen werden durch die Höchsttemperatur des Heizbads (max. ~160 °C), die Temperatur der Kühlflüssigkeit (z. B. Leitungswasser mit ~15 °C) für den Kondensator und den Druck des Vakuumerzeugers (z. B. 10 mbar) beschränkt.
Der QVF® ROTADEST kann für explosionsgefährdete Bereiche bis zu Zone 1 IIB geliefert werden.
Funktion
Die im Rotationsverdampfer zu verarbeitende Flüssigkeit wird entweder chargenweise durch Schwerkraft oder eine Pumpe eingespeist, oder durch Vakuum in den Verdampferkolben gesaugt. Während des Verdampfungsvorgangs kann weitere Flüssigkeit über eine Pumpe, durch Schwerkraft oder mithilfe des Betriebsvakuums über den PTFE-Schlauch zugeführt werden, der an der rotierenden Welle vorbei verläuft und im Verdampferkolben endet. Die Rotationskugel ist zur Hälfte in die Flüssigkeit in einem Heizbad getaucht, bei der es sich um Wasser oder ein anderes geeignetes Wärmeträgermedium handelt. Das Bad wird mithilfe elektrischer Heizelemente erwärmt und kann gesenkt werden, um den Verdampfungsprozess sofort zu unterbrechen.
Die Rotation des an einem Getriebemotor angeflanschten Rundkolbens sorgt für eine wirkungsvolle Durchmischung des Produkts im Kolben sowie für eine vollständige Benetzung der Kolbeninnenwand, wodurch sich die Verdampfungsfläche vergrößert. Dadurch wird wiederum die Verdampfungsrate erhöht und die Verdampfungszeit verkürzt.
Die Bestandteile im Kolben mit dem niedrigeren Siedepunkt verdampfen zuerst. Ihre Dämpfe strömen durch eine in den Antrieb integrierte Hohlwelle und gelangen in die Kondensatorbaugruppe. Dort werden die Dämpfe kondensiert und optional in einem Destillatkühler gekühlt, bevor sie abschließend einer Destillatvorlage zugeführt werden.
Technische Beschreibung
HEIZBAD
Die 50-l- und 100-l-Rotationsverdampfer werden mit einem höhenverstellbaren Badgefäß geliefert. Dieses Badgefäß wird mithilfe eines Hydraulikzylinders angehoben und gesenkt, der über eine Handpumpe und ein Druckminderventil betätigt wird. Das Bad verfügt über eine Sicherheitsfunktion und wird bei einem Stromausfall oder einer Betriebsstörung automatisch über ein Magnetventil abgesenkt. Das Badgefäß wird elektrisch beheizt. Als Wärmeträgermedium können entweder Wasser oder Thermoöle verwendet werden. Ein transparenter Spritzschutz sorgt dafür, dass die von der Drehung des Kolbens mitgerissene Flüssigkeit im Badgefäß bleibt und verhindert gleichzeitig, dass der Bediener versehentlich den optionalen Handlochstutzen des rotierenden Rundkolbens berührt.
Rotationskugel
Die Rotationskugel mit einem Fassungsvermögen von 50 oder 100 l besteht aus korrosionsbeständigem Borosilikatglas 3.3 und bietet einen hervorragenden Blick auf den Verdampfungsprozess. Für eine intensivere Durchmischung und für pulverförmige Stoffe kann die Rotationskugel auch mit nach innen weisenden Eindrückungen/Wehren geliefert werden. Die Befestigung am Antrieb erfolgt, um das Abnehmen zu erleichtern, mittels Klappschrauben Optional werden die Glaskugeln mit einem Handloch mit Schnellverschluss ausgestattet, um die Zugabe von Produkten direkt in die Kugel zu ermöglichen, während sie noch am Antrieb befestigt ist.
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Antrieb
Die Glaskugel des QVF® ROTADEST ist an einer PTFE-ausgekleideten Stahlhohlwelle montiert, die mit einem Getriebe verbunden ist, das die rotierende Welle direkt antreibt. Das Getriebe ermöglicht eine stufenlose Einstellung der Drehzahl der Rotationskugel und kann entweder manuell oder von einem Elektromotor verstellt werden. Als Alternative kann auch ein Elektromotor mit Frequenzumrichter, vorgesehen werden. Das rotierende PTFE-ausgekleidete Brüdenrohr wird durch eine mechanische PTFE/Keramik-Gleitringdichtung am oberen Ende zuverlässig abgedichtet und erlaubt den zuverlässigen Betrieb sowohl bei leichtem Überdruck als auch im Vakuum. Alle drehenden Teile, einschließlich des Anschlussflansches der Rotationskugel, sind mit einer Schutzhaube abgedeckt.
Kondensatorteil
Bei dieser Baugruppe handelt es sich um das komplette Kondensatorteil, in dem das Kondensat kondensiert und aufgefangen wird. Es besteht im Wesentlichen aus einem Kondensator mit oder ohne Nachkühler, einer oder zwei Vorlagen, den verbindenden Rohrleitungen einschließlich der erforderlichen Armaturen sowie einem Vakuumanschluss. Getragen wird das Kondensatorteil durch eine am Gehäuse befestigte Konsole. Kondensatorteile wurden bereits in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungen konzipiert und geliefert, um den speziellen Wünschen der Anwender gerecht zu werden. Die Erfahrung hat aber auch gezeigt, dass ein breites Anwendungsgebiet durch die nachfolgend beschriebenen Varianten abgedeckt wird. Sie verfügen alle über eine Produktzuführung, eine Konzentrat- und Destillatentnahme, Anschlüsse für Kühlwasser und Vakuum sowie je einen Belüftungs- und Druckmessstutzen.
Kondensatorausführung 1
Dieser Kondensatoraufbau mit verschmolzener Vorlagekugel hat getrennte Vakuum-, Belüftungs- und Ablassanschlüsse mit Ventilen. Der Vakuumanschluss ist zur Verbindung mit einer Vakuumpumpe und einem Druckmesser über ein T-Stück mit einem Faltenbalg versehen. Der Kondensator verfügt außerdem über eine Vorrichtung zum Befüllen und Absaugen der Rotationskugel. Diese Anordnung wird von einer am Gehäuse befestigten Halterung getragen.
Rotationsverdampfer mit dieser Kondensatorbauart eignen sich für einen kontinuierlichen Betrieb unter Normaldruck sowie einen diskontinuierlichen Betrieb unter Vakuum.
Ausführung 1
Kondensatorausführung 2
Diese Ausführung stimmt im Grunde mit Option 1 überein, nutzt aber einen Standardkondensator. Das System verfügt über zwei Kolben, die ausgetauscht werden können und so einen kontinuierlichen Betrieb unter Vakuum sowie Normaldruck ermöglichen. Der Vakuumanschluss bei dieser Variante ist mit Faltenbälgen am Gerät angebracht.
Kondensatorausführung 3
Dieses System umfasst einen aufsteigenden Kondensator in Verbindung mit einem Destillatkühler für einen Betrieb unter Vakuum. Die wechselseitig entleerbaren Behälter ermöglichen einen kontinuierlichen Betrieb unter Vakuum und unter Normaldruck.
Ausführung 3
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Mess- und Steuertechnik
Die Rotationsverdampfer sind mit allen Messgeräten ausgestattet, die für einen einfachen und sicheren Betrieb benötigt werden. Der Touchscreen für den Ex-Bereich ist bedienerfreundlich im oberen Gehäuseteil untergebracht und erlaubt die Steuerung der Anlage sowie die Erfassung der Betriebsparameter. Die elektrische Ausrüstung besteht aus standardisierten Industriekomponenten, die eine lang anhaltende Wartungsfreundlichkeit gewährleisten. Der Wartungszugang von außen wird durch eine abnehmbare Schutzhaube erleichtert. Explosionsgeschützte Ausführungen haben druckfest gekapselte Gehäuse innerhalb des Schranks, der selbst spritzwassergeschützt (Schutzart IP 54) ist.
Die folgenden Parameter werden angezeigt und/oder gesteuert:
- Kopftemperatur im Kondensator mit Pt100
- Badtemperatur mit Pt100
- Vakuum (optional) Druckmessumformer
- Flüssigkeitstand in der Kugel per RADAR-Messung
- Drehzahl der Rotationskugel mit Handrad (Fernsteuerung optional)
Eine Stromversorgung 230/400 V, 3-phasig, N, PE.
Der QVF® ROTADEST kann in explosionsgefährdeten Bereiche bis zu Zone 1 IIB aufgestellt werden.
Abmessungen
| Gerät | RD50 | RD100 | |
|---|---|---|---|
| A | mm | 475 | 525 |
| B | mm | 760 | 810 |
| C | mm | 1450 | 1550 |
| D | mm | 740 | 840 |
| Hub | mm | 320 | 380 |
.
| Gerät | RD50 | RD100 | |
|---|---|---|---|
| Kolbenvolumen | l | 50 | 100 |
| Rotationsgeschwindigkeit | min-1 | 0 - 82 | 0 - 82 |
| Antriebsleistung | kW | 0,37 | 0,37 |
| Heizleistung | kW | 9 | 12 |
Besondere Vorzüge des QVF® ROTADEST
- Niedriges Vakuum durch hochleistungsfähige PTFE/Keramik-Gleitringdichtung und zertifiziertes Glasflansch-System
- Gleitringdichtung für leichten Überdruck und niedriges Vakuum
- Ausschließliche Verwendung von korrosionsbeständigen Werkstoffen wie Borosilikatglas 3.3 und PTFE für alle produktberührten Teile
- FDA-konforme Werkstoffe für produktberührte Oberflächen
- Robuste Antriebseinheit für die Rotationskugel
- Auf den Prozess abgestimmter Kondensatorteil
- Gute Beobachtbarkeit der Prozesse
- Zuverlässige und nachhaltige Industriebauweise
- Einfache Bedienung
- Explosionsgeschützte Ausführung verfügbar