Extraktion in der chemisch-pharmazeutischen Industrie

Extraktion in der chemisch-pharmazeutischen Industrie.

Effiziente Stofftrennung: Einsatz von Faltenbalgpulsatoren in Extraktionsverfahren.

Modularer Aufbau und elektronische Synchronisation von mehreren Pulsatoren ermöglicht Hubvolumina zwischen 0,2 und 28 l

In der Chemie- und Pharmaindustrie müssen häufig Stoffgemische separiert werden. Wenn die zu trennenden Substanzen etwa ähnliche Siedepunkte aufweisen oder der Energieaufwand minimiert werden soll, kommen übliche Extraktionsverfahren jedoch schnell an ihre Grenzen. Stattdessen sind Extraktionsverfahren technisch und wirtschaftlich sinnvoll, bei denen die Stoffgemische in Extraktionskolonnen zum Pulsieren gebracht werden. Für ein besonders harmonisches und – sowohl das Medium als auch die Anlage selbst – schonendes Pulsieren sorgt dabei der LEWA Faltenbalg-Pulsator. Dank präziser einstellbarer Amplitude sowie Frequenz lässt sich die Anlage optimal auf unterschiedliche Stoffgemische und Trennaufgaben anpassen. Weil der robuste und wartungsarme Faltenbalg-Pulsator zudem auf das bewährte LEWA-Baukastensystem setzt, ist eine hohe Variabilität bei den Hubvolumina möglich.

Extraktionsanlagen in der Industrie arbeiten häufig mit komplexen Flüssigkeitsgemischen, die in großen Mengen unter konstanten Bedingungen verarbeitet werden müssen. In kontinuierlich durchströmten Extraktionskolonnen kann durch unzureichende Vermischung die Stofftrennung ineffizient verlaufen, was wiederum die Reinheit des Endprodukts beeinträchtigt und den gesamten Prozess verlangsamt. In solchen Fällen bleiben größere Mengen der Flüssigkeiten ungenutzt, was zu Produktverlusten und höheren Betriebskosten führt.

Abhilfe schaffen pulsierende Extraktionsverfahren, in welchen durch die pulsierende Bewegung hohe Trennleistungen bei niedrigem Energieaufwand erreicht werden. Die geforderte intensive Mischung der Phasen an den Kolonnenböden wird durch Faltenbalg-Pulsatoren erreicht. Dabei eignet sich der Pulsator sowohl für den Einsatz in Siebboden- als auch in Füllkörperextraktoren.

Extraktionskolonnen bis zu 18 m Säulenhöhe können beschickt werden

Mit LEWA Pulsatoren können Extraktionskolonnen von bis zu 18 m Säulenhöhe beschickt werden, wobei bisher Hubvolumina zwischen 0,2 und 28 l bei Hubfrequenzen zwischen 20 und 160 Hüben pro Minute realisiert wurden. Große Hubvolumina werden von LEWA in den neuesten Anlagen durch elektronische Synchronisation von einzelnen Pulsatoren erreicht. Die Faltenbälge werden mit hohem Wirkungsgrad durch mechanische Triebwerke aus dem LEWA-Baukastensystem angetrieben. „Sie arbeiten nach dem Stellexzenterprinzip, wodurch die Hublänge im laufenden Betrieb stufenlos sehr präzise eingestellt werden kann. In Kombination oder separat lässt sich darüber hinaus die Hubfrequenz mittels Frequenzumrichter variieren“, erklärt Karl-Heinz Vogler, Head of Sales Division Process Industry & Downstream bei LEWA.

Wegen des robusten Aufbaus kann der Faltenbalg-Pulsator im Dauerbetrieb arbeiten. Die fluidberührten Komponenten bestehen aus hygienischem Edelstahl und PTFE. Zusätzlich verlängert ein Gaspolster-gestütztes Druckausgleichssystem die Lebensdauer des Faltenbalgs und minimiert die notwendige Antriebsenergie zum Auslösen der Pulsationen. „Besonders bei großen Pulsationsvolumina und Säulenhöhen lassen sich so die Betriebskosten deutlich senken“, ergänzt Vogler.

Umfassende Leckageüberwachung für den Betrieb in Ex-Bereichen

Für die Sicherheit im laufenden Betrieb sorgt die integrierte Leckageüberwachung am Faltenbalg. Sie erkennt Flüssigkeitsaustritte frühzeitig durch einen Sensor und löst in diesem Fall Alarm aus oder stoppt den Betrieb automatisch. Ebenso wird der Stickstoffdruck hinter dem Faltenbalg kontinuierlich gemessen und kann an den jeweiligen Prozess angepasst werden. Auf diese Weise lässt sich die Bewegung des Faltenbalgs stabilisieren, was den Verschleiß reduziert und eine harmonische Pulsation fördert. Die Stickstoffatmosphäre auf der Balgrückseite gewährleistet zudem den sicheren Betrieb in der Ex-Zone. Zündfähige Gemische im inneren des Pulsators werden auch im Störfall vermieden.

Hohe Flexibilität zeigt sich aber nicht nur bei Hub und Volumina, sondern auch im Grad der möglichen Anpassungen an die Anlage: So wird die Anschlussgeometrie des Faltenbalg-Pulsators auf die Extraktionskolonne abgestimmt. „Bei der Planung von Pulsatoren berücksichtigen wir außerdem Materialwünsche und konstruktive Besonderheiten, sodass die Pulsatoren vor der Auslieferung exakt auf die spätere Einsatzumgebung ausgelegt sind. Das schließt beispielsweise die Montage von Mehrfachpulsatoren auf Schienen ein, die einen schnellen und einfachen Austausch der Faltenbälge ermöglichen“, resümiert Vogler.