La columna de Evaporation-Stripping de Artisan es el método más económico para reducir a niveles bajos de ppm o ppb las partículas volátiles de materiales sensibles al calor y productos viscosos . El diseño thin-film, disc-and-tube del evaporador/separador ofrece ventajas únicas con respecto a tecnologías de separación convencionales.
Principio de funcionamiento
La alimentación entra en el evaporador-separador por la parte superior y cae en cascada sobre una serie de tubos y bandejas (a veces calentados) en los que las partes volátiles son separadas por el vapor introducido en la parte inferior de la columna. La serie de tubos y discos proporciona un film líquido fresco en cada etapa. La caída a una presión extremadamente baja por el evaporador-separador permite el funcionamiento al vacío. La separación se realiza a la temperatura práctica más baja. Para ciertas operaciones se utiliza nitrógeno en lugar de vapor como medio de separación .
Aplicaciones comunes
- Eliminación de disolventes de polímeros, tensioactivos, recubrimientos industriales, grasas, ceras, aceites vegetales.
- Deshidratación de peróxidos orgánicos u otros productos orgánicos altamente inflamables.
- Aromáticos purificadores, tocoferoles, alquil fenoles, ésteres, oleo químicos.
- Reciclaje de disolventes, alcoholes, cetonas.
- Desodorización de polímeros, aditivos, agroquímicos, aceites de pescado, aceites vegetales.
Evaporador-Separador – Ventajas de la Operativa
Alta transferencia de calor y masa
El producto de thin film maximiza el calor y la transferencia de masa. La redistribución del film que va descendiendo por cada disco crea una nueva superficie para conseguir el mayor contacto líquido/vapor, dando lugar a una una transferencia de masa superior.
Tiempo de residencia corto
Un tiempo de residencia corto en el evaporador/separador minimiza la suciedad, degradación y decoloración de los productos sensibles al calor.
Amplio rango de regulación
El evaporador-separador tiene un rango de regulación de hasta 10:1.
Caída a baja presión
La caída de presión sobre cada bandeja es muy baja en comparación con otros dispositivos de separación, por lo general sobre 1 mbar por bandeja.
Funcionamiento a bajas temperaturas
El evaporador-separador puede funcionar a muy baja presión (< 5 mbar absolutos), permitiendo de este modo temperaturas de proceso muy bajas.
Diseño auto-drenante
El diseño disc-and-tube es autodrenante y no contiene obstrucciones. El diseño se puede adaptar para manipular aplicaciones muy viscosas (hasta 8.000cP), materiales espumantes y papillas que contienen sólidos. El diseño permite un CIP sencillo o el uso de multiproducto.
Posibilidad de ejecución con calor
El evaporador-separador puede equiparse con tubos revestidos individualmente, diseñados para el calentamiento de vapor o líquidos. Esta ejecución permite la evaporación y separación simultáneas.
Bajo Mantenimiento
El diseño evaporator-separador no contiene piezas móviles que necesiten mantenimiento.
Evaporador-Separador – Ejemplos concretos
Problema
La deshidratación segura y continua de peróxidos orgánicos u otros productos orgánicos altamente inflamables o explosivos.
Solución
Los evaporadores/separadores disc-and-tube, falling film de Artisan™ se utilizan para secar peróxidos orgánicos utilizados como agentes de curado en poliéster y polimerización de cloruro de vinilo. Su bajo volumen de retención y diseño «sin grietas» lo convierten en el método más seguro para el secado continuo de estos orgánicos altamente inflamables o explosivos.
Ejemplo
Secado de peróxido de metil ketona de 5000 PPM a menos de 200 PPM, por separación a contracorriente, utilizando argón como medio de separación.
Problema
La separación de olores no deseables, tales como ácidos grasos no esterificados y otros olores que producen compuestos orgánicos volátiles a partir de aceites comestibles sensibles al calor a niveles no detectables sin degradación del producto, o formación de color.
Solución
Los evaporadores/separadores falling-film™ patentados por Artisan se utilizan ampliamente para eliminar el olor causado por los componentes de los aceites comestibles y otros productos sensibles al calor. El tiempo de residencia relativamente corto (60 a 120 segundos), el alto índice superficie-volumen, y la caída a presión extremadamente baja la convierten en la alternativa más económica a los evaporadores verticales de wiped-film (WFE). Para aplicaciones de desmontaje controladas por transferencia de masa (es decir, limitadas por la dispersión), un separador artesanal de varias etapas puede reemplazar dos o más WFE.
Ejemplo
Desodorizar la manteca de cacao separando con vapor los ácidos grasos de bajo peso molecular hasta llegar a niveles no detectables. La desodorización se logra a 10 torr y temperaturas relativamente bajas (por debajo de 150 °C), para prevenir la intra-esterificación, mientras utiliza un índice económicamente favorable de separación con vapor del 3%.
Problema
La desolventización y separación de disolventes orgánicos a niveles residuales muy bajos (50 PPM o menos) a partir de aceites vegetales concentrados que contienen agentes emulsionantes. Normalmente estas separaciones se llevan a cabo en evaporadores de wiped-film (WFE), o columnas empaquetadas. Sin embargo, los WFE son dispositivos de una sola etapa con una capacidad de transferencia de masa limitada que requieren varias pasadas; mientras que las columnas empaquetadas ofrecen una excelente transferencia de masa pero no pueden tratar la viscosidad.
Solución
Utilice el exclusivo falling-film disc-and-tube evaporador/separador™ de Artisan, precedido por un evaporador de rising film, para eliminar la mayor parte del disolvente y separar el aceite a un nivel residual de PPM bajo utilizando la separación con vapor, nitrógeno o ambos, dependiendo del índice de humedad deseado del producto final. La separación se lleva a cabo en un vacío gradual y a temperaturas relativamente bajas, dando lugar a un mayor rendimiento y calidad del producto, con un capital y un coste operativo reducidos.
Ejemplo
Separar el hexano de un aceite vegetal que contiene lecitina – desde un 80% hasta un 2 PPM, sin degradar el producto.
Retirar el éster metílico del aceite de coco crudo – del 50% a menos del 1%.
Deshidratar la vainillina bruta del 20% a menos de 50 PPM.
Eliminar el hexano de la oleoresina de la caléndula – del 10% a 25 PPM.
Separar el colesterol de la grasa de mantequilla y la manteca de cerdo a menos de 100 PPM.
Problema
La devolatilación y desodorización de polímeros de solución.
Solución
El evaporador/separador falling-film™ patentado por Artisan™ puede separar una variedad de polímeros de solución a niveles bajos de PPM y en un único paso sin llegar a degradar el producto. La alta capacidad de transferencia de masa del evaporador/separador reduce en gran medida el vapor separador. La calidad del producto mejora ya que la separación se lleva a cabo como thin film en un solo paso.
Ejemplo
Reducción del tolueno en un polímero de resina epoxi sensible al calor del 50% a menos de 200 PPM en un solo paso.
Eliminación continua del monómero residual de estireno del copolímero, de 3000 PPM a 8 PPM.
Eliminación continua del acetato de etilo de una dispersión de tinte fotográfico.
Eliminación continua de partículas volátiles de alta ebullición de un jabón hecho a base de emulsiones de látex.
Eliminación continua de monómero de cloruro de un vinilo de una emulsión acuosa de copolímero.
