Extraktionskolonnen
- Kosteneffiziente Umsetzung mehrstufiger Prozesse -
- Unterschiedliche Bauformen für verschiedenste Anwendungen -
Allgemeines
Je mehr theoretische Trennstufen umgesetzt werden müssen, desto wirtschaftlich attraktiver wird eine Extraktionskolonne im Vergleich zu Mixer-Settlern, da die zunehmende Anzahl theoretischer Trennstufen lediglich die Höhe der Kolonne steigert.Die zwei flüssigen Phasen fließen durch ihre Schwere im Gegenstrom durch die Kolonne. In einer Extraktionskolonne müssen pro Trennstufe die gleichen beiden Prozessschritte des Mischens und Absetzens realisiert werden.
Der Mischvorgang in einer Kolonne kann je nach Bauart der Kolonne auf unterschiedliche Weise durchgeführt werden.
Der Absetzprozess ist in Kolonnen meistens weniger effizient als in Mixer-Settlern, da eine Rückmischung und das Mitreißen von Dispersionen sich schlechter vermeiden lassen und mehr oder weniger stark von der Wahl des Mischverfahrens und damit von der Bauform der Extraktionskolonne abhängen.
De Dietrich Process Systems bietet verschiedene Kolonnenbauformen an, darunter:
- Pulsierte Füllkörperkolonnen
- Pulsierte Siebbodenkolonnen
- Schwingbodenkolonnen
- Drehscheibenkolonnen
- Rührzellenextraktoren
Die Kolonnenbauart muss daher in Übereinstimmung mit dem spezifischen Extraktionsprozess sehr sorgfältig ausgewählt werden. Die Auswahl erfolgt in der Regel entweder mithilfe der vorhandenen Erfahrung in einem bestimmten Extraktionsprozess oder mithilfe von Testläufen, die wir in unserer Versuchshalle durchführen können.
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Pulsierte Extraktionskolonnen
Wie der Name schon sagt, erfolgt die Zufuhr der Dispersionsenergie in die Kolonne über einen Pulsator. Wir liefern pulsierte Kolonnen von DN50 bis DN600 aus Borosilicatglas 3.3 als bevorzugtem Werkstoff. Der komplette Flüssigkeitsinhalt in der Kolonne wird nach oben und unten gepulst. Für die Mischwirkung sorgen Einbauten wie Siebe oder Füllkörper.
Füllkörperkolonnen
Als Füllkörper werden sowohl Füllkörperschüttungen als auch geordnete Packungen verwendet. Passend zu unseren korrosionsbeständigen Kolonnen aus Borosilicatglas 3.3 bevorzugen wir RASCHIG-Ringe in verschiedenen Größen und unsere einzigartige geordnete Packung DURAPACK®, die beide aus Borosilicatglas 3.3 gefertigt werden. Füllkörperkolonnen haben keine gesonderten Kolonnenzonen für das Absetzen und bieten sich daher eher für schnelle Phasentrennprozesse an, erfordern aber nur relativ geringe Investitionskosten. Auch bei diesen Kolonnen sollte die Auswahl der richtigen Packung am besten auf Versuchen für den jeweiligen Prozess beruhen.
Siebbodenkolonnen
Im Gegensatz zu Füllkörperkolonnen können die Absetzzonen in Siebbodenkolonnen über den Abstand der Siebe vergrößert werden. Die Siebe sind auf einer zentralen Welle mit einem minimalen oder abgedichteten Spalt zur inneren Glaswand der Kolonne angeordnet. Bei Siebbodenkolonnen kann nicht nur der Abstand der Siebe verändert werden, sondern auch die freie Querschnittsfläche von 7 bis 50 %. Wenn Korrosion kein Thema ist, bietet sich Edelstahl als Konstruktionswerkstoff an. Andernfalls können die Siebböden auch aus Borosilicatglas 3.3 und PTFE hergestellt werden.
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KARR-KOLONNEN
In einer pulsierten Extraktionskolonne wird der Flüssigkeitsinhalt nach oben und unten pulsiert. In einer KARR-Kolonne wird diese Wirkung von der zentralen Welle mit oszillierenden Sieben erzielt. Frequenz und Hublänge dieser Bewegung können mit unseren bis DN600 erhältlichen KARR-Kolonnen an den Prozess angepasst werden. Die Siebe haben üblicherweise eine große freie Querschnittsfläche von 50 % und der Spalt zur Wand ist aufgrund ihrer Bewegung größer als in Siebbodenkolonnen. In Verbindung mit der relativ einfachen Zerlegbarkeit der Welle hat diese Kolonnenbauform gewisse Vorzüge, wenn der Prozess Feststoffe enthält.
Drehscheibenkolonnen
In einer Drehscheibenkolonne dreht sich eine zentrale Welle mit fest angebrachten Scheiben. Darüber hinaus sind an der Innenwand der Kolonne, immer in der Mitte der Abstände zwischen den beiden Scheiben, sogenannte Statoren angebracht. Diese Statoren können entweder aus Metall bestehen und in die Kolonne eingeführt oder aus Borosilicatglas gefertigt und in die Kolonne integriert werden. Der Durchmesser der Scheiben ist kleiner als der Innendurchmesser der Statoren, wodurch sich die Welle einfach zerlegen lässt. Durchmesser und Abstände müssen an den Prozess angepasst werden. Während des Betriebs kann neben dem Durchsatz nur die Rotationsgeschwindigkeit verändert werden.
Rührzellenextraktoren – RZE
Die QVF® RZE-Kolonne wurde von De Dietrich Process Systems entwickelt. Wie bei einer Drehscheibenkolonne dreht sich in einer Kolonne mit Statoren eine zentrale Welle. Anstelle von Scheiben sind an der Welle richtige Rührelemente angebracht und die Statoren verfügen an ihrer Innenkante über eingekerbte Wehre. Die Mischleistung der Rührelemente ist höher als die der Scheiben und die eingekerbten Wehre verbessern die Phasentrennung und vergrößern den Durchsatzbereich. Die Rührwelle und die Statoren werden in einzelnen Modulen aus Edelstahl oder anderen Metallen kombiniert. Durch das Zusammenfügen dieser Module entsteht die erforderliche aktive Länge in der Extraktionskolonne aus Borosilicatglas 3.3.
Wie finde ich die beste Lösung?
Neben theoretischen Berechnungen und im Laufe der Zeit erworbenem Know-how in der Extraktion führt De Dietrich Process Systems gerne Testläufe in unserer Versuchshalle durch, um das optimale Verfahren zu entwickeln und die geeignetste Extraktionsausrüstung für Sie zu ermitteln. Borosilicatglas 3.3 ist ein hervorragender Werkstoff für Extraktionsapparate, da der Prozess einfach beobachtet und gleichzeitig optimiert werden kann.
