DD298061A5 - Anlage zum Inberührungbringen von unterschiedliche Dichten aufweisendenFlüssigkeiten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Anlage zum Dispergieren bzw. Inberührung bringen von Flüssigkeiten mit voneinander unterschiedlicher Dichte. Um eine leistungsfähige, mit hohem Wirkungsgrad arbeitende Anlage vorzuschlagen, die auch zur Extraktion von Feststoff enthaltenen Flüssigkeiten einsetzbar ist und das Entstehen von Emulsionen in der Anlage verhindert, sind die die Zellen in der Kolonne 1 abgrenzenden Dispergier-Mischelemente erfindungsgemäß als Teller 5 aus gebildet, die elastische, zu Schwingungen neigende Zungen 13 a aufweisen, die im Verlaufe der Schwingungen aus der Tellerebene heraustreten, wobei entlang der Umrisslinie dieser Zungen 13 a ein Spalt vorhanden ist. Fig. 2{Dispergieren,; Extrahieren; Anlage; unterschiedliche Flüssigkeitsdichte; feststoffbeladene Flüssigkeiten; Dispergier-Mischelemente; Teller; elastische Zungen; Extrations-Kolonne; Zellen}

Description

Hierzu 5 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Inberührungbringen von Flüssigkeiten mit voneinander unterschiedlicher Dichte, insbesondere für Flüssigkeits-Flüssigkeitsextrakte.

Bekannt sind bereits verschiedene Flüssigkeitsextrakteure in Kolonnenausführung, die mit einer Hilfsenergie arbeiten und die zwischen den miteinander in Berührung zu bringenden Flüssigkeiten eine radiais Vermischung sichern. In dem die Form eines stehenden Zylinders aufweisenden Gehäuse - in der Kolonne - des einen derartigen Extraktors ist eine drehbare senkrechte Welle zentral angeordnet, an die Mischelemente z. B. Schaufeln oder Scheiben in je einer Reihe montiert sind. Diese dispergieren mit ihrem Umlauf die eine Flüssigkeit in die ihr gegenüber strömende andere Flüssigkeit (kontinuierliche Phase). Bei einzelnen derartigen Kolonnentypen werden die Mischzonen. (Stufen) durch Absetzelemente (z. B. Füllkörperschichten, ge'ochte Körper, Siebgewebe, Netze usw.) voneinander getrennt. Die theoretische Stufenzah! der beschriebenen mit Mischerkolonnen ausgeführten Extrakteure beträgt je laufende Meter zwei bis sieben, ihre spezifische Belastung hingegen 20-30 m³/m² · h. Von dieser Gruppe wurden z.B. auf dem Fachgebiet die folgende Bezeichnungen tragenden Anlagen bekannt: RDC (mit Drehscheiben), OLDSHUE-RUSTHON, SCHEIBEL, KÜHNI, RZE (mit Mischzellen), BTC-RDC (mit inneren Leitrohren) (Chem. Ing. T. 52. Nr.3.9. Abb. 3). Es werden auch Extrakteure mit exzentrischen Mischerwellen gebaut, bei denen die Drehscheibe asymmetrisch angeordnet ist (z. B. der LUWA-ARD-Extrakteur). Die '.heoretische Stufenzahl beträgt je lfd.m 1-3, die spezifische Belastbarkeit 2OmVm² · h.

Bekannt sind auch derartige Kolonnenoxtrakteure, bei denen zwecks Erhöhung der Effektivität der im Interesse des wirksamen Inberührungbringen herbeigeführten Dispergierung anstelle des Mischens (Rührens) eine Pulsation angewandt wird. Innerhalb dieser gibt es Extraktionskolonnen mit Flüssigkeitspulsation und solche mit schwingenden Elementen. Bei ersteren werden mittels einer an die Kolonne angeschlossenen Pulsiervorrichtung (z. B. mit einem Kolbenpulsator) die in der Kolonne gegeneinander (im Gegenstrom) strömenden Flüssigkeiten pulsiert. Das radiale Vermischen der pulsierenden Flüssigkeiten, die Dispergierung der einen Flüssigkeit in die andere erfolgt mit Hilfe der in der Kolonne angeordneten Dispergierelemente. Ein derartiges Dispergierelement kann z. B. ein Füllkörper sein (Interpack-Füllkörper, Pall-Ring, Prozellanfüllkörper). In diesem Falle beträgt die .spezifische Belastbarkeit 15 bis 25m³/m² · h, die theoretische Stufenzahl je lfd. m 4-7, die Pulsationsgeschwindigkeit hingegen 700-1300mm/Min. (Chem. Ing. T. 50 Nr. 5, Abb. 15-19). Dispergierelemente können auch die den Innenraum der Kolonne in senkrechtem Sinne in Zellen aufteilende Siebteller (perforierte Scheiben) sein, deren freier Querschnitt 20-30%, spezifische Belastbarkeit 30-60m³/m² h, theoretische Stufenzahl je lfd. m 4-7, wogegen ihre Pulsationsgeschwindigkeit 700-1500mm/Min. beträgt (Chem. Ing. T. 50. Nr.5, Abb. 19). Bei den mit Schwingelementen arbeitenden Extraktionskolonnen erfolgt das Inberührungbringen, d. h. Dispergieren der Flüssigkeiten mit Hilfe einer äußeren

Pulsiervorrichtung durch Auf- und Abschwingen der auf eine gemeinsame Stange aufgereihten perforierten Scheiben oder Siebteller. Der am besten bekannte Typ der mit Schwingelementen arbeLenden Extraktionskolonnen ist die KARR-Kolonne, bei denen der spezifische freie dichte) Querschnitt der Toller 50-60%, die spezifische Belastbarkeit 80-10OmVm² · h und die theoretische Stufenzahl je lfd. m 3-6 beträgt (Chem. Ing. T. 50, Nr.5).

Die spezifische Belastbarkeit (mVm² · h) der mit pulsierten und nicht pulsierten Füllungen arbeitenden Extraktionskolonnen stimmt näherungsweise überein, wobei jedoch die Pulsierung der Flüssigkeiten die in nicht pulsierten gefüllten Kolonnen häufig auftretende Kanalbildung verhindert oder zumindest wesentlich vermindert, weiterhin die Erneuerung der mit der kontinuierlichen Phase in Berührung befindlichen Flächen fördert. Mit der Pulsierung kann die Dispergierung intensiviert, die theoretische Stufenzahl verdoppelt werden. Als Nachteil tritt jedoch bei den Kolonnen mit pulsierter Füllung in Erscheinung, daß sie gegen Belastungsänderung empfindlich sind und auf Schwankungen nicht elastisch reagieren können. Ein weiteres Problem bedeutet, daß die in der Flüssigkeit eventuell vorhandenen Feststoffe den Extraktionsvorgang stören, die Füllungs- und Kolonnenoberflächen werden im Sauger, und deshalb können die zur Zeit bekannten mit pulsierter Füllung arbeitenden Kolonnen zur Extraktion von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten nicht eingesetzt werden.

In den mit Pulsation arbeitenden und mit Siebtellern (perforiertsn Scheiben) ausgerüsteten Extraktionskolonnen entstehen irn Ergubnis der Pulsation regelmäßig neue Berührungsflächen, die Dispersion kann erhöht werden und deshalb ist die theoretische Stufenzahl je lfd. m im Vergleich zu derartigen nicht pulsierten Kolonnen größer und auch im Vergleich zu den mit pulsierter Füllung arbeitenden Kolonnen um etwa 25-30% größer. Hierbei kann durch die Pulsation auch die spezifische Belastung (m³/m² h) erhöht werden. Nachteilig ist hingegen, daß der spezifische Belastungsbereich, der mit pulsi renden Siebtellern arbeitenden Extraktionskolonnen sehr eng ist. Einen weiteren Nachteil bedeutet, daß wegen der bedeutenden Dispergierung in einzelnen Fällen - insbesondere wenn die zu extrahierende Flüssigkeit Feststoff enthält - eine sich langsam absetzende stabile Emulsion entstehen kann, die zum Unterbrechen des Extraktionsvorganges führen kann. Da die Siebteller gogen Verunreinigungen empfindlich sind, eignen sich derartige Kolonnen zur Extraktion von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten nicht.

Durch das Schwingen der perforierten Scheiben der mit Schwingplatten arbeitenden Extraktionskolonne (Karr) kann die spezifische Belastung (m³/m² · h) der Kolonne (des Extrakteurs) in wesentlichem Maße erhöht werden (auf den unter den Kolonnenextrakteuren höchsten Wert) und auch die Dispansion kann verstärkt werden, demzufolge auch die theoretische Stufenzahl günstig ausfällt. Derartige Kolonnen können bei mittleren und geringen Oberflächenspannungen vorteilhaft eingesetzt werden. Der zum Schwingen der Siebteller erforderliche Mechanismus ist jedoch wesentlich komplizierter und folglich kostenaufwendiger als der der zur Pulsation der Flüssigkeiten verwendet wird und das Ausmaß der Kompliziertheit nimmt mit dem Kolonnendurchmesser zu. Auch in diesem Falle bedeutet es ein Problem, daß wegen der bedeutenden Dispergierung in einzelnen Fällen - insbesondere bei Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten - eine sich langsam absetzende stabile Emulsion entwickeln kann, die zu einem Hindernis des Extraktionsvorganges wird. Derartige Kolonnen sind gegen Verunreinigungen empfindlich und zur Extraktion von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten nicht geeignet. Im allgemeinen kann festgestellt werden, daß die Konstruktion der unter Verwendung der Pulsationshilfsenergie betriebenen Extraktionskolonnon im Vergleich zu der anderer Extrakteure einfacher ist, ihre Investitionskosten hingegen nur ein Bruchteil der mit Mischern oder nach einem anderen System z. B. mit einem Zentrifugal-Kraftfeld arbeitenden Extrakteure ausmacht. In der mit Fermentation arbeitenden Industrie werden zur totalen Extraktion von natürlichen, auch Biomassen enthaltenden Fermentsäften mit zentrifugalem Kraftfeld arbeitende Gegenstromextrakteure eingesetzt. Zu den seit längster Zeit verwendeten derartigen Anlagen gehören die PODBIELNIAK- und ROBATEL-Extrakteure. Die spezifische Leistung dieser Anlagen ist akzeptierbar, jedoch werden wegen der geringen Zahl der theoretischen Stufen sowie der hohen Investitions- und Betriebskosten derartige Anlagen in laufend geringerer Zahl verwendet.

Nach einer anderen bekannten Lösung (Westfalia) wird aus dem natürlichen Fermentsaft mittels Vakuumtrommelfilter ein wesentlicher Teil der Feststoffe ausgefiltert und der einen geringen Feststoffgehalt (1-3%) aufweisende Fermentsnft in zwei Stufen im Gegenstrom in einem Separator mit Selbstentleerung extrahiert. Die Investitions- und Betriebskosten (Bedienung, Wartung, Energieverbrauch, Ersatzteile) der übrigens ein hohes technisches Niveau repräsentierenden Anlage sind ziemlich hoch.

In letzter Zeit werden zur Behandlung und totalen Extraktion von natürlichen Fermentsäften laufend häufiger Gegenstrom-Extraktionsdekanteure verwendet, in denen auch Fermentsafte mit hohem (60%igem) Trockenstoffgehalt- ohne Vorfiltrierungextrahiert werden können. Der Betrieb dieser Anlagen ist verhältnismäßig einfach, die Extraktion ist wirksam, jedoch sind die Kosten des Betriebes sowie der erforderlichen Investition zu hoch.

Ziel der Erfindung ist eine in Kolonnenausführung gehaltene, die miteinander in Berührung zu bringenden Flüssigkeiten pulsierende, insbesondere zur Durchführung von Extraktionsvorgängen geeignete Anlage bereitzustellen, deren Konstruktion einfach, Investitionskosten niedrig, spezifische Belastbarkeit (m³/m² · h) groß und hierbei die auf der Kolonnen-Laufendmeterlänge erreichbare theoretische Stufenzahl sowie der Wirkungsgrad hoch sind. Dio Anlage muß weiterhin auchzur wirtschaftlichen und effektiven Extraktion von auch Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten in diesem Rahmen von Fermentsäften geeignet sein und bei einer wirksamen Dispergierung und radialen Vermischung darf im Verlaufe der Extraktion in der Anlage keine Emulsion entstehen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß in dem Falle, wenn die pulsierten Flüssigkeiten mit Hilfe der die Kolonne in Zellen aufteilenden eingebauten Elemente einer auch ein Schären hervorrufenden dispergierenden Wirkung ausgesetzt und die Flüssigkeiten intensiv gemischt werden, mit einem günstigen spezifischen Energieaufwand ein wirksames Inberührungbnriy en gesichert wird, die Gefahr der Verstopfung und der Emulsionsbildung beseitigt wird, in der Anlage auch die Extraktion von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten vorgenommen werden hann. Unsere weitere Erkenntnis besagt, daß die schärendispergierende und Mischwirkung durch den Einbau elastische Zungen enthaltenden Teller in die Kolonne gelöst werden kann, da diese in der Ebene der Teller angeordneten durch Pulsation bewegten-und wir Pendelventile funktionierenden-elastischen Zungen bewirken in Schwingung gelangend ein schärendes Dispergieren und sehr intensives - radiales - Vermischen vier Flüssigkeitsphasen in den Zellen, wobei jedoch das Zerlegen in Tröpfchen neben der Ausübung der Schärwirkung effektiv aber doch so schonend verläuft, daß sich dabei keine Emulsion bildet.

Aufgrund der vorstehend dargelegten Erkenntnisse wurde die gestellte Aufgabe im Sinne der Erfindung mit Hilfe einer Anlage gelöst, die eine Kolonne mit geschlossenem Innenraum besitzt und in deren oberen Teil eine zur Zuleitung der eine größere Dichte aufweisenden Flüssigkeit dienende Leitung, in deren unteren Teil hingegen eine zur Zuleitung einer geringere Dichte aufweisenden Flüssigkeit dienende Leitung mündet, aus dem unteren Teil der Kolonne, die zur Herausführung der eine größere Dichte aufweisenden Flüssigkeit dienende Leitung aus dem oberen Teil hingegen eine zur Herausführung der die geringere Dichte aufweisenden Flüssigkeit dienende Leitung austritt, an die zur Herausführung der die größere Dichte aufweisenden dienende Leitung eine Niveauregler und eine die Treibkraft einstellende Vorrichtung angeschlossen ist, in der Kolonne unter bzw. übereinander die Zellen begrenzende Dispergier-Mischerelemente angeordnet sind und den unteren Teil der Kolonne ein Pulsator angeschlossen ist, und für die kennzeichnend ist, daß die Dispergior-Mischolemento derartig ausgeführte Teller sind, in deren Ebenen zu Schwingungen und im Verlaufe der Schwingungen zum Austreten aus der Tellerebene elastische Zungen vorgesehen sind, entlang deren Umrißlinien ein Spalt entlangläuft. Die Anlage wird aus korrosionsfesten Werkstoffen gefertigt.

Die Kolonne zeigt im allgemeinen die Form eines aufrechten Zylinders.

Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel beträgt die Breite des entlang der Umrißlinie der Zungen verlaufenden Spaltes 0,05-1,0mm. Wo sich die Zungen an die Grundplatte anschließen, ist natürlich kein Spalt vorhanden.

Nach einem anderen vorteilhaften Erfindungsmerkmal sind die Zungen in dem Teiler in einer Sägezahnformation in einer oder mehreren Reihen angeordnet.

Vorteilhaft kann auch das Ausführungsbeispiel sein, wonach der Taller aus einer oder mehreren starren Platten und aus einer oder mehreren auch die elastischen Zungen enthaltenden elastischen Platten aufgebaut ist.

Für eine weitere Ausführungsform Jer Anlage ist kennzeichnend, daß unter und über den elastischen Zungen quer zur Linksrichtung der Zungen Anschläge angeordnet sind, die Anschläge im allgemeinen Stangen sind und zweckmäßig ist, wenn die Anschläge zur Änderung ihres von den Zungen gemessenen Abstandes geeignet ausgeführt sind.

Die Erfindung wird im weiteren aufgrund der beigelegten Zeichnungen detailliert beschrieben, die einige vorteilhafte Ausführungsformen und Konstruktionsdetaillösungen der Anlage enthalten. Auf den Zeichnungen sind in

Fig. 1: ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Anlage in skizziertem Vertikalschnitt zu sehen,

Fig. 2: zwei Teller der Anlage nach Fig. 1 und eine durch diese abgegrenzte Zelle in einem größeren Maßstab in Vertikalschnitt zu sehen,

Fig. 3: die Ansicht auf der Richtung des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeiles A,

Fig. 4 u. 5: weitere Möglichkeiten der Ausgestaltung der in der Ebene der Teller angeordneten Schwingzungen dargestellt, Fig. 6: eine Ausführungsform der Anlage nach Fig. 1 in größerem Maßstab, deren Teller nur elastische Zungen enthalten.

Fig. 7: eine zur Extraktion von Fermentsaft verwendbare Ausführungsform der Anlage in skizziertem Vertikalschnitt dargestellt.

Die in Fig. 1 dargestellte AnInge hat eine dem ganzen mit der Bezugsnummer 1 bezeichnete Kolonne, die über eine untere Absetzkammer 2 und eine obere Absetzkammer 3 verfügt. Der Durchmesser des eine aufrechte Zylinderform aufweisenden mittleren Teiles 1 a der Kolonne 1 ist kleiner als der Durchmesser der ebenfalls zylindrischen unteren Absetzkammer 2 und dor zylindrischen oberen Absetzkammer 3, wobei die Höhe des mittleren Teiles 1 a die Höhe der vorerwähnten Kammern um das Mehrfache überschreitet. Die senkrechte geometrische Mittelachslinie der Kolonne 1 wurde in Fig. 1 mit dem Buchstaben χ bezeichnet.

An die untere Absetzkammer 2 ist ein Kolbenpulsbtor 4 angeschlossen, das zur Aufnahme des Kolbens 4a dienende Gehäuse mündet in das aus der unteren Absetzkammer 2 nach unten herausstehende unten geschlossene Rohrglied 2a. In den mittleren Teil 1 a der Kolonne 1 sind voneinander in senkrechten Abständen m Teller eingebaut, die in den mittleren Teil 1 a in die Zellen 6 aufteilen. Die Beschreibung der Konsiruktionsausführung der Teller 5 erfolgt im weiteren. In der Umgebung des Überganges des mittleren Teiles lain die untere Absetzkammer 2 mündet unterhalb des untersten Tellers 5 die Leitung 7a in die Kolonne 1 und dient zur Zuleitung der die geringere Dichte aufweisenden Flüssigkeit von den beiden miteinander in Berührung zu bringenden Flüssigkeiten. Die oberhalb des obersten Tellers 5 jedoch unterhalb der oberen Absatzkammer 3 in die Kolonne 1 einmündende Leitung 7 b ist für die Zuleitung der die größere Dichte aufweisenden Flüssigkeit vorgesehen. Aus der unteren Absetzkammer 2 tritt die Leitung 8 aus, die parallel zur senkrechten geometrischen Mittelachslinie verläuft und an deren oberes Ende eine - an sich bekannte - Niveau- und Treibkraftreglervorrichtung 9 angeschlossen ist, an deren Behälter 9a die starre Leitung 8 mittels des flexiblen Leitungsabschnittes 8a angeschlossen ist. Die zum Entfernen des Extraktes aus der Anlage dienende Leitung 11 ist ebenfalls mittels eines flexiblen Leitungsabschnittes 11a an den Behälter 9 a angeschlossen. Die zur Eintrittsöffnung der Leitung 7b bezogene Lage des Bodens des Behälters 9a und dadurch die Niveauregelung bzw. die Änderung (Einstellung) der Treibkraft kann durch Anheben bzw. Herabsenken des genannten Behälters vorgenommen werden, dieser Vorgang wird eben durch die Elastizität der flexiblen Leitungsabschnitte 8a, 11 a ermöglicht. Aus dem oberen Teil der oberen Absetzkammer 3 dient eine zum Entfernen des Raffinats dienende Leitung 10. In Fig. 1 wurde die Stelle der Absperarmaturen mit über die Leitung in Querrichtung aufgezeichneten kurzen Linien veranschaulicht. In den Fig. 2 und 3 wurden die Anordnung und die Arbeitsweise der beiden Teller 5 in der Kolonne 1 sowie die Konstruktionsausführung eines Tellers 5 in einem größeren Maßstab dargestellt. Wie dies aus Fig. 3 gut ersichtlich ist, setzt sich d6r Teller 5 aus zwei Teilen zusammen, die aus sägezahnartig ausgebildeten flachen Platten bestehen, wobei die Zungen 13a und 13b der Sägezahnformationen so ineinander greifen, daß zwischen ihnen ein ununterbrochener zick-zack-förmiger Spalt 14 bestehen bleibt, dessen Breite t zweckmäßig zwischen 0,05-1,0mm liegt. Die starre Platte 5b des Tellers 5- deren Zungen 13b keine elastischen Bewegungen durchführen können -wurde der leichteren Verständlichkeit halber durch Schraffierung herausgehoben. Die Zungen 13a der elastischen Platte 5a können hingegen - unter Einwirkung äußerer Kräfte- in eine schwingende Bewegung, d. h. in eine Oszillation gebracht werden. Die elastische Platte 5 a kann z. B. aus Kunststoff oder aus Metall, vorzugsweise aus elastischem säurebeständigem Stahl, Federbronze oder einem ähnlichen elastischen Metallblech hergestellt sein. Hierbei ist zu bemerken, daß in je einem Teller G die Zungenpaare 13a und 13b auch in mehreren Reihen angeordnet sein können, insbesondere im Falle von größerenTellerdurchmessern. Die starre Platte 5b hingegen kann z. B. auch aus Porzellan hergestellt werden. Die Plattenstärke ist grundsätzlich von dor Art der jeweils zur Verwendung gelangenden

Plattenwerkstoffe abhängig. Im Verlaufe der Schwingungen der Zungen 13a kommt as zu einer Änderung dos freien Querschnittes der Teller 5, wobei deren Veränderlichkeit auch während des Betriebes wünschenswert sein kann. Zur Begrenzung der Schwingungen der Zungen 13a sind-wie dies aus Fig.2 ersichtlich ist- an beiden Seiten der Teller 5 starre Anschläge 12 quer zur Längsrichtung der Zungen 13 a befestigt. Durch Änderung der Lage dieser Anschläge kann der freie Querschnitt der Teller 5 geändert werden. Die Anschläge 12 sind zweckmäßig Stäbe¹.

Mittels der Fig.4 sollt veranschaulicht werden, daß in dem Falle, wenn beide Zungenreihen 13 a, 13b des Tellers Saus elastischem Material gefertigt werden, die Zungen mit einem entlang einer dem Spalt 14 entsprechenden zick-zack-förmigen Schnittlinie vorgenommenen Schneidarbeitsgang aus einer einzigen Platte mit einer sehr einfachen Fertigungstechnologie hergestellt werden können (In Fig.4 wurde nur ein Teil des Tellers 5 dargestellt).

Aus Fig.6 ist .7U ersehen, daß zu solchen nur elastische Zungen 13a enthaltenden Tellern je zwei Anschläge 12 unterhalb und oberhalb des Tellers 5 an beiden Seiten der senkrechten geometrischen Mittelachslinie χ zugeordnet sind, da die Begrenzung der Schwingungen der elastischen Zungen 13a bei beiden Zungenreihen nötig ist.

Wird eine Vergrößerung des spezifischen freien Querschnittes des Tellers 5 erforderlich, so können entsprechend Fig. 5 -wobei die Bezeichnungen von Fig.3 sinngemäß angewandt wurden- die Enden der elastischen Zungen 13a bogenförmig abgeschnitten werden, d.h. die Zungen 13a sind kürzer als im Falle der Ausführungsboispiele nach Fig.3 und Fig.5, so daß im Teller 5-neben dem zick-zack-förmigen Spalt 14- im wesentlichen kreisförmige Öffnungen 15 vorliegen, da auch in der starren Platte 5b beim Ende der Zungen 13a halbkreisförmige Ausschnitte vorzufinden sind. Mit den Öffnungen 15 kann der spezifische freie Querschnitt des Tellers 5 vergrößert werden.

Die Anlage nach Fig, 1-6 arbeitet wie folgt: Von den ineinander in Berührung zu bringenden Flüssigkeiten wird die Flüssigkeit mit der geringeren Dichte durch die Leitung 7 a unten, die flüssigkeit mit größerer Dichte hingegen durch die Leitung 7 b oben in die Kolonne 1 zugeführt. (Hier ist zu erwähnen, daß die Strömungsrichtung der Flüssigkeiten bzw. die Tätigkeit "des Pulsators 4 mittels der auf die Leitungen in Fig. 1 aufgezeichneten Pfeile veranschaulicht wurde.) Bei der Beschreibung der Arbeitsweise der Anlage nach Fig. 2 wird vorausgesetzt, daß die die geringere Dichte aufweisende Flüssigkeit den abzuscheidenden Wirkstoff enthält und die die größere Dichte aufweisenden Flüssigkeit die zu extrahierende Flüssigkeit ist. Unter Einwirkung des Dichtungsunterschiedes sowie des Pulsators 4 strömen die Flüssigkeiten auf die mit Hilfe der Niveauregler- und Treibkraft-Einstellvorrichtung 9 geregelte Weise in der Kolonne 1 im Gravitationsfeld in zueinander entgegengesetzter Richtung, namentlich die Flüssigkeit mit größerer Dichte nach unten und die Flüssigkeit mit geringerer Dichte nach oben, da letztere nach unten strömend erstere aufwärts drückt, d. h. zwingt. Im Verlaufe der einander entgegengesetzten Strömung der Flüssigkeiten zerlegen die elastischen Zu^r.nen 13a - die durch die Inpulsation gebrachten Flüssigkeiten (d.h. durch die eine äußere Kraft) in ständiger Schwingung gehalten werden, wie dies durch die in Fig. 2 eingezeichneten unterbrochenen Linien gut veranschaulicht wird - die dichtere Flüssigkeit in dispergierende Tröpfchen, wodurch eine disperse Phase entsteht und in den Zellen 6 eine intensive radiale Vermischung zwischen den Phasen eintritt. Die Tröpfchenbildung erfolgt schonend und die Größe der Tröpfchen wird - auch visuell gut wahrnehmbar - gleichmäßig. Die Größe der im Verlaufe der Schwingungen der Zungen 13a entstehenden Öffnungen verändert sich in Abhängigkeit von der Pulsationsgeschwindigkeit und der spezifischen Belastung automatisch und die Bewegung der Zungen 13a wird-auf die früher bereits dargelegte Weisedurch die Anschläge 12 bogrenzt. Die in den Spalten 14 auftretenden großen Flüssigkeitsgeschwindigkeiten verhindern mit voller Sicherheit eine Verstopfung (deren Gefahr im Falle der festen Phase enthaltenden Flüssigkeiten bei den bekannten Extraktoren hingegen besteht).

7urFig.1 zurückkehrend: in der unteren Absetzkammer 2undinderunterenAbsetzkammer 3derKolonne 1 erfolgt dieTrennung der Flüssigkeitsphasen lediglich auf Einwirkung der Gravitation. Die von dem Wirkstoff befreite Flüssigkeit geringerer Dichte (das Raffinat) tritt aus der oberen Absetzkammer 3 durch die Leitung 10 aus, wogegen die den Wirkstoff enthaltende Flüssigkeit größerer Dichte (Extrakt) durch die aus der unteren Absetzkammer 2 austretende Leitung 1 die Kolonne 1 verläßt und aus dem Behälter 9a der Niveauregler- und Treibkrafteinstellvorrichtung 9 durch die Leitung 11 austritt.

In Fig.7 wird die erfindungsgemäße Anlage bereits im Zusammenhang mit ihrem Einsatz zur Extrahierung von natürlichem Fermentsaft dargestellt, mit den in Fig. 1 bereits benutzten Bezugsnummern werden sinngemäß die schon dort beschriebenen Anlageteile bezeichnet. In diesem Falle tritt die Leitung 7a aus dem Behälter 17des Fermentors 16 aus, indem ein-an sich bekannter Propellermischer 18 angeordnet ist. Die Leitung 7b ist zur Zuführung eines Lösemittels vorgesehen, während durch die in die natürlichen Fermentsaft fördernde Leitung 7a mündenden Leitungen 19,20 die Extraktion fördernde Flüssigkeiten des Systems zugeführt werden. Die Arbeitsweise der Anlage nach Fig.7 ist folgende:

Der die Biomasse enthaltende natürliche Fermentsaft ist die die geringere Dichte aufweisende Phase, daß das Lösemittel, d.h. die Extraktionsflüssigkeit bildende Methylenchlorid, die die größere Dichte aufweisende Phase, so daß letztere oben und erstere unten durch die Leitung 7 b bzw. 7 a in die Kolonne 1 zugeführt wird. Die Belastung der Kolonne 1 ist zwischen 8 und 17 m³/m²· h veränderlich, die optimale Pulsationsgeschwindigkeit beträgt 0,6cm/s, das Lösemittel/Fermentsaftverhältnis hingegen liegt zwischen 1:1 und 1:2. Durch Betätigung des Pulsators 4 vollführen die schwingenden Zungen der Teller 5 die in Zusammenhang mit den Fig. 1-6 bereits beschriebene schärende-dispeigierende und radial mischende Wirkung. Die Extraktion kann mit der erfindungsgemäßen Anlage mit einem 95% überschreitenden Wirkungsgrad vollführt werden und der Fermentsaft kann auch in Fällen extrahiert werden, wenn sonst die Gefahr einer Emulsionsbildung besteht. Die Biomasse tri;-t im Verlaufe der ununterbrochenen Extraktion voll und ganz mit dem Raffinat zusammen aus, so daß der Extrakt bereits keinen schwebenden Feststoff enthält. Eine aus technischen Gründen eventuell erforderliche Unterbrechung des Betriebes beeinflußt die Extrahierbarkoit in keinem wesenilichen Maße.

Die mit der Erfindung verbundenen vorteilhaften Wirkungen können wie folgt zusammengefaßt werden: Die erfindungsgemäße Anlage zeigt eine große Belastbarkeit, ist hierbei gegen Belastungsänderungen nicht empfindlicn und in einem breiten Belastungsintervall - auch aus der verminderten Rückmischung resultieren^ - von guter Effektivität. Außerordentlich günstig ist auch die je laufendes Meter gerechnete theoretische Tellerzahl (Stufenzahl), die mit einer Herabsetzbarkeit der Kolonnenhöhe verbunden ist, so daß der Platzbedarf der Montagearbeits- und der Kostenaufwand der Anlage wesentlich niedriger aia einer eine ähnliche Kapazität aufweisenden bekannten Anlage ist. In einem einer theoretischen

Stufe entsprechenden Anlagenvolumen ist die erforderliche Aufenthaltsdauer der beiden zugeleiteten Phasen ziemlich niedrig, was die Effektivität der Extraktion günstig beeinflußt. Der Energiebedarf des Betriebes der Anlage ist '''a sie keine umlaufenden Bauteile enthält) niedrig, wobei jedoch auch die mit dem vollen Betrieb und - zufolge der einfachen Konstruktion der Anlage mit der Investition verbundenen Kosten günstig ausfallen. Einen außerordentlich großen Vorteil bedeutet der Umstand, daß in der Anlage im Verlaufe des Betriebes keine Emulsion entsteht und eine Verstopfungs- und Ausfallgefahr zufolge der großen Geschwindigkeit der durch die mittels schwingender Zungen begrenzten veränderlichen Breite aufweisenden Spalten durchströmenden Flüssigkeiten nicht einmal in dem Falle besteht, wenn eine Extraktion von auch feste Phase enthaltenden Flüssigkeiten vorgenommen wird. Auf diese Weise ergibt sich die Möglichk it auch zur Extraktion von Biomassen enthaltenden natürlichen Fermentsäften mit der erfindungsgemäßen Anlage.

Die Erfindung beschränkt sich natürlich keineswegs auf die im vorstehenden ausführlich beschriebenen Ausführungsbeispiele, sondern kann innerhalb des durch die Ansprüche definierten Schutzumfanges auf vielerlei Weise verwirklicht werden.

Claims (6)

1. Anlage zum Inberührungbringen von unterschiedliche Dichten aufweisenden Flüssigkeiten miteinander, insbesondere zur Extraktion von Flüssigkeiten, die eine Kolonne (1) mit geschlossenem Innenraum besitzt, in deren oberen Teil die zur Zuleitung der die größere Dichte aufweisenden Flüssigkeit dienende Leitung (7 b) und deren Unterteil die zur Zuleitung der die geringere Dichte aufweisenden Flüssigkeit dienende Leitung (7 a) mündet, aus dem unteren Teil der Kolonne (1) die zur Herausführung der die größere Dichte aufweisenden Flüssigkeit, aus deren oberen Teil hingegen die zur Herausführung der die geringere Dichte aufweisenden Flüssigkeit dienende Leitung (8,10) austritt, an die zur Herausleitung der die größere Dichte aufweisenden Flüssigkeit dienende Leitung (8) eine Niveauregler- und die Treibkraft einstellende Vorrichtung angeschlossen ist (9), in der Kolonne (1) unter bzw. übereinander Zellen abgrenzende Dispergier-Mischelemente angeordnet sind und an den unteren Teil der Kolonne (1) ein Pulsator (4) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispergier-Mischelemente so ausgeführte Teller (5) sind, in deren Ebenen zu Schwingungen und im Verlaufe dieser Schwingungen aus der Ebene des Tellers (5) auszutreten fähige elastische Zungen (13a) vorgesehen sind, entlang deren Umrißlinien ein Spalt (14) verläuft.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spalt (14) eine Breite von 0,05-1,0 mm (t) aufweist.

3. Anlage nach Anspruch 1 bzw. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zungen (13 a) im Teller (5) in einer Sägezahnformation in einer oder mehreren Reihen angeordnet sind.

4. Anlaga nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Teller (5) aus einem oder mehreren starren Platten (ba) und auch die elastischen Zungen (13a) enthaltenden einer oder mehreren elastischen Platten (5 a) aufgebaut ist.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb und oberhalb der elastischen Zungen (13 a) quer zur Längsrichtung der Zungen (13a) Anschläge (12) angeordnet sind.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Anschläge (12) zur Änderung ihres von den Zungen (13) gemessenen Abstandes geeignet sind.