EVAPORADOR DE CORTO RECORRIDO.

La presente invención concierne a un evaporador de corto recorrido según el preámbulo de la reivindicación 1, así como a un procedimiento para separar una mezcla de sustancias en un evaporador de corto recorrido según la reivindicación 11. Los evaporadores de corto recorrido se utilizan para evaporar, concentrar, destilar o desgasificar mezclas de sustancias de alto punto de ebullición sensibles a la temperatura. El principio de la evaporación de corto recorrido se basa en que se calienta en una superficie de evaporación una mezcla de sustancias alimentada al evaporador y se condensan los constituyentes de la mezcla de sustancias que entonces se evaporan en una superficie de condensador opuesta a la superficie de evaporación. La distancia entre la superficie de evaporación y la superficie de condensador se elige aquí muy pequeña para minimizar pérdidas de presión a lo largo del recorrido desde la superficie de evaporación hasta la superficie del condensador. El documento US 5,282,929 revela un evaporador de corto recorrido que se emplea para la obtención de poliéterglicol de estrecha distribución de pesos moleculares. El documento GB 765,743 describe un aparato de destilación molecular en el que se forma una superficie evaporadora giratoria por medio de un evaporador cónico o acampanado y se fija y acciona dicha superficie en el extremo superior de una cámara de vacío. Los evaporadores de corto recorrido pueden hacerse funcionar con presiones de 0,1 a 0,001 mbar (abs) y temperaturas correspondientemente bajas. Esto permite destilar mezclas de materias extremadamente sensibles a la temperatura, como, por ejemplo, mezclas de sustancias que contienen vitaminas y sustancias aromáticas, sin daño térmico de las distintas sustancias. Los evaporadores de corto recorrido conocidos adolecen del inconveniente de que a menudo es difícil conseguir una separación satisfactoria de la mezcla de sustancias en sus constituyentes individuales. Así, debido a la pequeña distancia entre la superficie de evaporación y la superficie de condensación se tiene que, durante la evaporación por expansión que se presenta al introducir la mezcla de sustancias en el evaporador de corto recorrido, una parte de los constituyentes de más alto punto de ebullición (o de difícil ebullición) llega en general por "arrastre" al condensado de los constituyentes de más bajo punto de ebullición (o de fácil ebullición). Esto es lo que ocurre especialmente cuando está sobrecalentada la mezcla de sustancias alimentada al evaporador de corto recorrido, lo que es la norma en procesos de evaporación de corto recorrido, puesto que aquí se disponen frecuentemente varias etapas de evaporador una tras otra con presiones que se diferencian fuertemente una de otra. La separación de la mezcla de sustancias puede mejorarse, por ejemplo, enfriándola antes de la alimentación al evaporador de corto recorrido. Sin embargo, esto no es energéticamente conveniente, ya que se tiene que alimentar nuevamente calor a la mezcla de sustancias para la evaporación en el evaporador de corto recorrido. Por tanto, el problema de la presente invención consiste en proporcionar un evaporador de corto recorrido con el que se consiga de manera energéticamente ventajosa una buena separación de la mezcla de sustancias. El problema de la invención se resuelve con un evaporador de corto recorrido definido en la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se definen formas de realización preferidas. Según la invención, el evaporador de corto recorrido de la presente invención tiene un tabique que está dispuesto entre la alimentación de material y el condensador y que divide el recinto interior en un recinto de preevaporación, en el que desemboca la alimentación de material, y un recinto de evaporación/condensador que comprende el condensador. Durante la alimentación de la mezcla de sustancias al recinto de preevaporación tiene lugar una evaporación por expansión a consecuencia de la disminución de la presión, con lo que al menos una parte de los constituyentes de más bajo punto de ebullición de la mezcla de sustancias pasa a la fase gaseosa. Los gases producidos se denominan también "vahos". Dado que el recinto de preevaporación está separado del recinto de evaporación/condensador, los vahos producidos en el primero no entran directamente en contacto con el condensador ni con el condensado que se forma sobre éste. Mediante un dimensionamiento adecuado del recinto de preevaporación se pueden aminorar de manera óptima la velocidad de los vahos y, por tanto, la proporción de constituyentes de más alto punto de ebullición arrastrados. Por tanto, en el recinto de preevaporación tiene lugar ya una separación en constituyentes de más alto punto de ebullición presentes principalmente en la fase líquida y en constituyentes de más bajo punto de ebullición presentes 2 principalmente en la fase gaseosa. ES 2 365 420 T3 Según la invención, las fracciones líquidas y las fracciones gaseosas son conducidas por separado desde el recinto de preevaporación hasta la superficie de evaporación o hasta el condensador en el recinto de evaporación/condensador. A este fin, el tabique lleva asociado un primer paso para conducir la fracción líquida contenida en el recinto de preevaporación hasta la superficie interior de la envolvente de carcasa que forma la superficie de evaporación en el recinto de evaporación/condensador. Además, el tabique presenta al menos un segundo paso para conducir la fracción gaseosa contenida en el recinto de preevaporación hasta el condensador. Debido a la alimentación separada según la invención de las fracciones líquidas y las fracciones gaseosas a la superficie de evaporación o al condensador se aminora fuertemente en el recinto de evaporación/condensador un arrastre de constituyentes de más alto punto de ebullición por constituyentes de más bajo punto de ebullición. Esto da como resultado en conjunto una separación muy buena del material alimentado al evaporador de corto recorrido. En general, la carcasa del evaporador de corto recorrido según la invención es de forma cilíndrica circular y, según el funcionamiento, está orientado en dirección vertical. Asimismo, la superficie interior de la envolvente de carcasa que forma la superficie de evaporación y el condensador incorporado en el recinto interior de la carcasa están orientados en dirección vertical, de modo que el material aplicado sobre la superficie de evaporación y el condensado aplicado sobre la superficie del condensador fluyen hacia abajo a consecuencia de la fuerza de la gravedad. Aun cuando, como se ha mencionado anteriormente, algunas partes de la mezcla de sustancias pueden evaporarse y condensarse parcialmente en el recinto de preevaporación, los términos de "superficie de evaporación" y "superficie de condensador" se emplean en el presente caso para la superficie de evaporación y la superficie de condensador, respectivamente, que se encuentran en el recinto de evaporación/condensador. En general, la superficie de evaporación es calentada por medio de un elemento de calentamiento y la superficie del condensador es enfriada por medio de un elemento de enfriamiento. Según una forma de realización preferida de la invención, el tabique forma el fondo del recinto de preevaporación. Por tanto, este tabique está orientado generalmente en dirección horizontal. El recinto de evaporación está dispuesto aquí por encima del recinto de evaporación/condensador. Según otra forma de realización preferida, el diámetro del tabique es más pequeño que el diámetro interior de la envolvente de la carcasa, de modo que se forma entre el tabique y la superficie interior de la envolvente de la carcasa una rendija que constituye el primer paso. La fracción líquida contenida en el recinto de preevaporación circula a través de esta rendija, debido a la fuerza de la gravedad, a lo largo de la superficie interior de la envolvente de la carcasa y llega al recinto de evaporación/condensador y, por tanto, a la superficie de evaporación. Según otra forma de realización preferida, el segundo paso está dispuesto en prolongación del condensador y presenta un racor tubular que sobresale del tabique y penetra en el recinto de preevaporación. Preferiblemente, el extremo libre del racor tubular está situado en el recinto de preevaporación a mayor altura que la altura de llenado máxima de la fracción líquida contenida en el recinto de evaporación para evitar que ésta pueda llegar al racor tubular. Preferiblemente, el racor tubular presenta, además, una caperuza de cubierta, estando formada entre el racor tubular y la caperuza de cubierta una rendija de paso que asegura la unión entre el recinto de preevaporación y el recinto de evaporación/condensador. La caperuza de cubierta impide que constituyentes líquidos... [Seguir leyendo]

1. Evaporador de corto recorrido que comprende una carcasa (4) que circunda a un recinto interior (40) y que tiene una pared de carcasa superior (6), una pared de carcasa inferior (8) y una envolvente de carcasa (10) calentable al menos parcialmente, cuya superficie superior o una parte de ella forma una superficie de evaporación (20), una alimentación de material (14) que desemboca en el recinto interior (40), un condensador (22) dispuesto en el recinto interior (40) y un tabique (42) que está dispuesto entre la alimentación de material (14) y el condensador (22) y al cual está asociado un paso para conducir material alimentado a la superficie interior de la envolvente (10) de la carcasa con fines de evaporación del mismo, caracterizado porque el tabique (42) divide el recinto interior (40) en un recinto de preevaporación (44), en el que desemboca la alimentación de material (14), y un recinto de evaporación/condensador (46) que comprende el condensador (22), el paso (48) está destinado a conducir la fracción líquida contenida en el recinto de preevaporación (44) para llevarla a la superficie interior de la envolvente (10) de la carcasa en el recinto de evaporación/condensador (46), y el tabique (42) presenta un paso adicional (50) para conducir al condensador la fracción gaseosa contenida en el recinto de preevaporación (44). 2. Evaporador de corto recorrido según la reivindicación 1, caracterizado porque el tabique (42) forma el fondo del recinto de preevaporación (44). 3. Evaporador de corto recorrido según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el diámetro del tabique (42) es más pequeño que el diámetro interior de la envolvente (10) de la carcasa, de modo que entre el tabique (42) y la superficie interior de la envolvente (10) de la carcasa se forma una rendija que constituye el paso (48). 4. Evaporador de corto recorrido según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el paso adicional (50) está dispuesto en prolongación del condensador (22) y presenta un racor tubular (51) que sobresale desde el tabique (42) hacia dentro del recinto de preevaporación (44). 5. Evaporador de corto recorrido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la envolvente (10) de la carcasa está calentada exclusivamente en la zona del recinto de evaporación/condensador (46). 6. Evaporador de corto recorrido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tabique (42) es giratorio alrededor del eje longitudinal de la carcasa (4) y presenta en su zona de borde exterior radial una suspensión (30) sobresaliente hacia dentro del recinto de evaporación/condensador (46) y dotada de medios de distribución (32) dispuestos en ella para distribuir material sobre la superficie interior de la envolvente (10) de la carcasa en el recinto de evaporación/condensador (46). 7. Evaporador de corto recorrido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el condensador (22) presenta zonas de condensación superpuestas (22a, 22b, 22c, 22d), en cuyo extremo inferior está colocado un respectivo dispositivo colector (56) para acumular el condensado de la respectiva zona de condensación, y un canal (58) para evacuar por separado el condensado acumulado en la zona de condensación correspondiente se extiende hacia fuera de cada uno de los dispositivos colectores (56). 8. Evaporador de corto recorrido según la reivindicación 7, caracterizado porque al menos uno de los dispositivos colectores (56) está configurado en forma de una canaleta. 9. Evaporador de corto recorrido según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque al menos uno de los canales (58) está configurado como un tubo que discurre de preferencia oblicuamente hacia abajo. 10. Evaporador de corto recorrido según cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque al menos dos de los canales (58) desembocan en una cámara (60) hacia fuera de la cual se extiende un canal colector (63) para evacuar del evaporador (2) de corto recorrido el condensado acumulado en dicha cámara. 11. Procedimiento para separar una mezcla de sustancias en un evaporador (2) de corto recorrido según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende los pasos consistentes en que a) se introduce la mezcla de sustancias, a través de la alimentación de material (14), en el recinto de preevaporación (44) del evaporador (2) de corto recorrido, b) se conduce la fracción líquida de la mezcla de sustancias en el recinto de preevaporación (44) a través del paso (48) hasta la superficie interior de la envolvente (2) de la carcasa en el recinto de evaporación/condensador (46) con fines de evaporación de la misma y, por separado de dicha fracción líquida, se conduce al condensador (22) la fracción gaseosa de la mezcla de sustancias contenida en el recinto de preevaporación (44) a través del paso adicional, y c) se evacuan por separado del evaporador (2) de corto recorrido la fracción condensada en el recinto de evaporación/condensador (46), la fracción gaseosa no condensada en el recinto de evaporación/condensador (46) y el residuo de evaporación de la mezcla de sustancias. 9 ES 2 365 420 T3 ES 2 365 420 T3 11 ES 2 365 420 T3 12 ES 2 365 420 T3 13 ES 2 365 420 T3 14 ES 2 365 420 T3