Evaporador rotatorio.

Evaporador rotatorio con un matraz de destilación (4) que recibe el producto de destilación (3) y que está alojado de forma giratoria alrededor de un eje (2),

que presenta un tubo de evaporación (5) que rodea el eje (2), con un refrigerador (6), que presenta un serpentín de refrigeración (8) conectado para la formación de una vía de circulación (7) con un circuito de refrigeración y que recibe un medio de refrigeración, y con un matraz de destilado (9) para la recepción del destilado (10), en el que el tubo de evaporación (5) conecta el matraz de destilación (4) con el refrigerador (6) y el matraz de destilado (9), cuyo matraz de destilación (4) se puede calentar a través de un calentador (11), cuyo matraz de destilación (4) es giratorio durante el calentamiento a través de un accionamiento (12) alrededor del eje (2) y el vapor (13) conducido a través del tubo de evaporación (5) y condensado en el serpentín de refrigeración (8) puede ser recogido en el matraz de destilado (9), en el que en un primer lugar (14) en la vía de circulación (7) del medio de refrigeración está dispuesto un primer sensor (15) y en un segundo lugar (16) en la vía de circulación (7) del medio de refrigeración está dispuesto un segundo sensor de temperatura (17) y en el que el primer lugar (14) está distanciado del segundo lugar (16) por una sección (18) de la vía de circulación (7) del medio de refrigeración, caracterizado porque están previstos medios, que comprenden un medidor de caudal de flujo (19), para la determinación del caudal de flujo del medio de refrigeración a través de la sección (18) y porque están configurados medios para el cálculo del destilado (10) recogido en el matraz de destilado (9) en un intervalo de tiempo a partir del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura calculada y a partir del desarrollo temporal del caudal de flujo del medio de refrigeración a través de la sección (18) de la vía de circulación (7) del medio de refrigeración.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/006277.

Solicitante: IKA - WERKE GMBH & CO. KG.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: JANKE UND KUNKEL STRASSE 10 79219 STAUFEN ALEMANIA.

Inventor/es: PINHACK,Hubert, SPÄTH,MARTIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D3/08 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 3/00 Destilación o procedimiento de cambio similares en los que los líquidos están en contacto con medios gaseosos, p. ej. extracción. › en recipientes en rotación; Atomización sobre discos giratorios (B01D 3/10 tiene prioridad).
  • B01D3/42 B01D 3/00 […] › Regulación; Control.
  • B01D5/00 B01D […] › Condensación de vapores; Recuperación de disolventes volátiles por condensación (B01D 8/00 tiene prioridad; condensadores F28B).

PDF original: ES-2400990_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Evaporador rotatorio.

La invención se refiere a un evaporador rotatorio de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La invención se refiere, además, a un procedimiento para la evaporación de un producto de destilación de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 8.

Se conocen evaporadores rotatorios y procedimientos de este tipo para la evaporación de un producto de destilación, por ejemplo, a partir del Artículo técnico de M. T. Kramer: Ein Rotationsverdampfer-System und seine Möglichkeiten, G-I-T·Fachz., año 18, Septiembre de 1974, pagina 862 y siguientes y han dado buen resultado en la práctica muchas veces. Una propiedad especialmente sobresaliente de los evaporadores rotatorios consiste en que a través de la rotación del matraz de destilación durante el calentamiento del producto de destilación se consigue una calentamiento más uniforme del producto de destilación frente a los procedimientos convencionales, en particular a través de una humidificación amplia de la pared interior del matraz de destilación con el producto de destilación. Por lo tanto, tales evaporadores rotatorios prestan buenos servicios en la técnica de laboratorio.

Se conoce a partir del documento WO 96/05901 un procedimiento para la regulación y control de un aparato de destilación o de condensación, que comprende un recipiente de ebullición, una fuente de calor y un refrigerador, en el que el agua de refrigeración que circula a través del refrigerador es conducida en circuito, se detecta su temperatura en el circuito y cuando se alcanza un valor superior de la temperatura se sustituye a través de la alimentación de agua fría hasta que ha alcanzado el valor inferior de la temperatura. En este caso, se puede realizar una desconexión definida cuando, a pesar de la alimentación de agua fría, no tiene lugar una disminución de la temperatura del agua fría.

Se conoce a partir del documento EP 0 236 813 A2 un evaporador rotatorio, en el que una instalación de regulación regula con efecto de reducción una cantidad del agua fría que circula a través de un serpentín de refrigeración hasta que se mantiene una diferencia deseada de la temperatura entre la temperatura de entrada y la temperatura de salida del agua de refrigeración.

Se conoce a partir del documento DE 198 03 711 A1 una instalación de destilación, en la que se emplea una cámara de infrarrojos para la supervisión de la temperatura, en la que la función y la potencia de un circuito de refrigeración se determinan a partir de la temperatura del conducto de admisión con relación a la temperatura del conducto de descarga del refrigerante.

La invención tiene el cometido de crear un evaporador rotatorio y un procedimiento para la evaporación de producto de destilación, que son adecuados para la utilización en el funcionamiento automático.

Para la solución de este cometido en un evaporador rotatorio del tipo mencionado al principio están previstas las características de la reivindicación 1. En particular, está previsto que en un primer lugar en la vía de circulación del medio de refrigeración esté dispuesto un primer sensor de temperatura y en un segundo lugar en la vía de circulación del medio de refrigeración esté dispuesto un segundo sensor de temperatura, estando distanciado el primer lugar del segundo lugar por una sección de la vía de circulación del medio de refrigeración, y que estén previstos medios para la determinación del caudal de flujo del medio de refrigeración a través de la sección. De esta manera, se pueden obtener informaciones sobre la potencia de refrigeración momentánea del refrigerador, que se pueden utilizar para diferentes etapas del procedimiento durante el funcionamiento automático.

La sección comprende al menos una parte de la zona en la vía de circulación del medio de refrigeración, en la que el medio de refrigeración recibe el valor de condensación cedido durante la condensación del vapor. La sección de la vía de circulación puede formar de esta manera una auténtica zona parcial del serpentín de refrigeración. En este caso, los sensores de temperatura están dispuestos, por lo tanto, en el serpentín de refrigeración dentro del refrigerador.

Es especialmente favorable que la sección sea seleccionada lo más grande posible, en particular comprenda el serpentín de refrigeración. De esta manera, se consigue que la influencia de las inexactitudes de medición durante la medición de la temperatura sea pequeña en comparación con las diferencia de la temperatura medidas entre los sensores de temperatura.

Para una detección lo más exacta posible de la temperatura del medio de refrigeración que entra en el refrigerador puede estar previsto que el primer sensor de temperatura esté dispuesto en la entrada del serpentín de refrigeración en el refrigerador. El sensor de temperatura está dispuesto, por lo tanto, en la zona de la entrada del conducto de refrigerante que forma la vía de circulación del circuito de refrigeración en el refrigerador, siendo seleccionada la posición del sensor de temperatura de tal forma que se evitan falsificaciones de la medición de la temperatura en virtud de influencias del medio ambiente, por ejemplo a través de calentamiento o refrigeración de una parte del conducto de refrigerante entre el serpentín de refrigeración y el sensor de temperatura a través de influencias del medio ambiente.

De la misma manera puede estar previsto que el segundo sensor de temperatura esté dispuesto en la salida del serpentín de refrigeración fuera del refrigerador. También aquí se selecciona la disposición del sensor de temperatura en la vía de circulación, de tal manera que prácticamente se excluye una modificación de la temperatura del medio de refrigeración después de la salida desde el serpentín de refrigeración y antes de alcanzar el sensor de temperatura. Esto se puede conseguir a través de aislamiento térmico adecuado de los conductos del circuito de refrigeración en estas zonas.

Para una indicación de la potencia de refrigeración es necesario el conocimiento de la cantidad de refrigerante transportada a través del refrigerador por unidad de tiempo. La determinación del caudal de flujo del refrigerante se puede realizar a través de la previsión de un caudal de flujo, por ejemplo a través de la previsión de una presión en el circuito de refrigeración y la limitación de un caudal en la vía de circulación, o a través de la medición del caudal de flujo momentáneo. Una forma de realización, con la que se puede medir el caudal de flujo momentáneo, puede prever que los medios para la determinación del caudal de flujo del refrigerante a través de la sección de la vía de circulación del medio de refrigeración comprendan un medidor de caudal de flujo.

En este caso es especialmente favorable que el medidor del caudal de flujo en la vía de circulación del medio de refrigeración esté dispuesto fuera de la sección de la vía de circulación del medio de refrigeración. De esta manera se evita una falsificación de la diferencia de la temperatura medida frente a la modificación de la temperatura del medio de refrigeración provocada realmente a través de la refrigeración en el serpentín de refrigeración o bien en la sección a través del medidor del caudal de flujo, en particular su radiación de calor y derivación de calor, o a través de un calentamiento del medio de refrigeración en el medidor del caudal de flujo. Además, es ventajoso que el medidor del caudal de flujo permanezca más fácilmente accesible en el caso de una disposición fuera de la sección, por ejemplo para medidas de mantenimiento o de control.

Se ajustan relaciones especialmente favorables durante la evaporación del producto a destilar cuando el refrigerador está conectado con un generador de vacío.

Una configuración de la invención puede prever que estén configurados medios para la determinación y/o cálculo del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura entre el primero y el segundo sensor de temperatura y del desarrollo temporal del caudal de flujo. En este caso, es ventajoso que se puedan obtener informaciones sobre modificaciones del estado de funcionamiento o de las propiedades del producto de destilación y se puedan utilizar para un funcionamiento automático.

Por ejemplo, puede estar previsto que estén configurados medios para el cálculo del destilado recibido en el matraz de destilado en un intervalo de tiempo a partir del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura calculada y a partir del desarrollo temporal del caudal de flujo del medio de refrigeración a través de la sección de la vía de circulación del medio de refrigeración.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Evaporador rotatorio con un matraz de destilación (4) que recibe el producto de destilación (3) y que está alojado de forma giratoria alrededor de un eje (2) , que presenta un tubo de evaporación (5) que rodea el eje (2) , con un refrigerador (6) , que presenta un serpentín de refrigeración (8) conectado para la formación de una vía de circulación

(7) con un circuito de refrigeración y que recibe un medio de refrigeración, y con un matraz de destilado (9) para la recepción del destilado (10) , en el que el tubo de evaporación (5) conecta el matraz de destilación (4) con el refrigerador (6) y el matraz de destilado (9) , cuyo matraz de destilación (4) se puede calentar a través de un calentador (11) , cuyo matraz de destilación (4) es giratorio durante el calentamiento a través de un accionamiento

(12) alrededor del eje (2) y el vapor (13) conducido a través del tubo de evaporación (5) y condensado en el serpentín de refrigeración (8) puede ser recogido en el matraz de destilado (9) , en el que en un primer lugar (14) en la vía de circulación (7) del medio de refrigeración está dispuesto un primer sensor (15) y en un segundo lugar (16) en la vía de circulación (7) del medio de refrigeración está dispuesto un segundo sensor de temperatura (17) y en el que el primer lugar (14) está distanciado del segundo lugar (16) por una sección (18) de la vía de circulación (7) del medio de refrigeración, caracterizado porque están previstos medios, que comprenden un medidor de caudal de flujo (19) , para la determinación del caudal de flujo del medio de refrigeración a través de la sección (18) y porque están configurados medios para el cálculo del destilado (10) recogido en el matraz de destilado (9) en un intervalo de tiempo a partir del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura calculada y a partir del desarrollo temporal del caudal de flujo del medio de refrigeración a través de la sección (18) de la vía de circulación (7) del medio de refrigeración.

2. Evaporador rotatorio de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer sensor de temperatura

(15) está dispuesto en la entrada (14) del serpentín de refrigeración (8) en el refrigerador (6) y/o porque el segundo sensor de temperatura (17) está dispuesto en la salida (16) del serpentín de refrigeración (8) desde el refrigerador (6) .

3. Evaporador rotatorio de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el medidor del caudal de flujo

(19) está dispuesto en la vía de circulación (7) del medio de refrigeración fuera de la sección (18) de la vía de circulación (7) del medio de refrigeración.

4. Evaporador rotatorio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque están configurados medios para la determinación y/o cálculo del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura entre el primero

(15) y el segundo (17) sensores de temperatura y del desarrollo temporal del caudal de flujo.

5. Evaporador rotatorio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque están previstos medios para la entrada y/o registro y/o selección de indicaciones específicas del material destilado (3) y/o del destilado (10) y/o del medio de refrigeración, en particular de la capacidad térmica específica del medio de refrigeración y/o del destilado (10) , de la entalpía de condensación del destilado (10) y/o del rendimiento de la conversión del calor de condensación en el calentamiento del medio de refrigeración.

6. Evaporador rotatorio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque está prevista una unidad de control, con la que se puede derivar a partir del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura entre el primero (15) y el segundo (17) sensor de temperatura y del desarrollo temporal del caudal de flujo determinado una señal de control para el evaporador rotatorio (1) .

7. Evaporador rotatorio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque están configurados medios para la supervisión del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura calculada sobre modificaciones temporales, en particular medios técnicos de cálculo, y porque con los medios se puede obtener a partir del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura calculada y del desarrollo temporal del caudal de flujo determinado una información sobre el comienzo y/o la terminación de la evaporación de un componente del producto de destilación (3) , en el que con la señal de control se puede realizar la emisión de esta información y/o de la modificación de la potencia calefactora del calentador (11) y/o de la presión en el sistema.

8. Procedimiento para la evaporación de un producto de destilación, en el que el producto de destilación (3) que debe evaporarse al menos parcialmente es llevado a un matraz de destilación (4) alojado de forma giratoria alrededor de un eje (2) y que recibe el producto de destilación (3) , el matraz de destilación (4) con el producto de destilación (3) es calentado por un calentador (11) , en el que el matraz de destilación (4) es girado durante el calentamiento a través de un accionamiento (12) alrededor del eje (2) , el vapor (13) que se forma a través del calentamiento es conducido a través de un tubo de evaporación (5) que rodea el eje (2) a un refrigerador (6) , en el que el refrigerador (6) presenta un serpentín de refrigeración (8) , que está conectado para la formación de una vía de circulación (7) para un medio de refrigeración con un circuito de medio de refrigeración y es recorrido por la corriente del medio de refrigeración y el vapor (13) condensado en el serpentín de refrigeración (8) es recogido en un matraz de destilado (9) , en el que la diferencia de las temperaturas del medio de refrigeración entre dos lugares (14, 16) en la vía de circulación (7) del medio de refrigeración, que están distanciados uno del otro por una sección (18) de la vía de circulación (7) del medio de refrigeración es calculada continuamente o a intervalos de tiempo periódicos, caracterizado porque el caudal de flujo del medio de refrigeración a través de esta sección (18) es determinado continuamente o a intervalos de tiempo periódicos con la ayuda de un medidor del caudal de flujo y porque a partir del desarrollo temporal de la diferencia calculada de la temperatura y a partir del desarrollo temporal del caudal de flujo determinado se calcula la cantidad destilada, recogida en el matraz de destilado (9) y porque la señal de control provoca la emisión del valor calculado para la cantidad destilada.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque la señal de control influye especialmente al menos sobre un parámetro de funcionamiento del evaporador rotatorio (1) , como la potencia calefactora del calentador (11) , la presión en el sistema del evaporador rotatorio (1) y/o el caudal de flujo del medio de refrigeración.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque como sección (18) del circuito de medio de refrigeración se selecciona el serpentín de refrigeración (8) desde su entrada (14) en el refrigerador (6) hasta su salida (16) fuera del refrigerador (6) .

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque a partir del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura calculada y a partir del desarrollo temporal del caudal de flujo determinado se calcula la cantidad estilada, recogida en el matraz de destilado (9) , y porque la señal de control provoca la emisión del valor calculado para la cantidad destilada y/o porque a partir del desarrollo temporal de la diferencia de la temperatura calculada y a partir del desarrollo temporal del caudal de flujo determinado se obtiene una información sobre el comienzo y/o la terminación de la evaporación de un componente del producto de destilación (3) , en el que la señal de control provoca la emisión de esta información y/o la modificación de la potencia calefactora del calentador (11) y/o de la presión en el sistema.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizado porque la señal de control regula los parámetros de funcionamiento del evaporador rotatorio (1) , en particular la potencia calefactora del calentador (11) , la presión en el sistema del evaporador rotatorio (1) y/o el caudal de flujo del medio de refrigeración, de tal manera que se optimiza la salida del refrigerador (6) , en particular cuando existe un valor predeterminado, y/o porque el vapor (13) no llega al generador de vacío (20) .

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 12, caracterizado porque durante la determinación de la cantidad destilada, recibida en el matraz de destilado (9) , se tienen en cuenta la capacidad térmica específica del medio de refrigeración y/o del destilado (10) , la entalpía de la condensación del destilado (10) y/o el rendimiento de la conversión del calor de condensación en el calentamiento del medio de refrigeración.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 13, caracterizado porque la señal de control se determina a través de la diferencia (Z) entre la diferencia de la temperatura calculada (X) y una diferencia teórica de la temperatura (Y) .


 

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