Zentrifugalextraktion Kontinuierliche Extraktionskraft spart Zeit und Platz bei der Trennung von Flüssigkeiten

Autor / Redakteur: Mathias Vornefeld / Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Um Flüssig-Flüssig-Extraktionsprozesse in der Chemie- und Pharmaindustrie durchzuführen, nutzt man häufig Mixer Settler und gerührte Kolonnen. Allerdings ist deren Verfahrenstechnik zeitaufwändig und teuer. Die Zentrifugal- extraktoren von Cinc vereinfachen diese komplexen Prozesse durch eine kontinuierliche Phasentrennung und steigern so die Ausbeute.

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Mehrstufige Gegenstromextraktion mit den Zentrifugalextraktoren von Cinc
Mehrstufige Gegenstromextraktion mit den Zentrifugalextraktoren von Cinc
(Bild: Cinc)

Viele verfahrenstechnische Prozesse erfordern mehr als nur die einfache Trennung von zwei unmischbaren Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte. Bei Extraktionsprozessen werden vor der eigentlichen Separation mindestens zwei Flüssigkeiten gemischt. Im Gegensatz zu Absetzverfahren auf Basis der Schwerkraft (Batchverfahren) arbeiten die Zentrifugen von Cinc mit einer kontinuierlichen Phasentrennung.

Da bei diesem Verfahren zwei Flüssigkeiten in der Zentrifuge außerhalb des Rotors gemischt und im Rotor direkt wieder getrennt werden, ist die Separation mit den Zentrifugalextraktoren auf engstem Raum und bei minimalen Produktvolumen bereits im Labormaßstab möglich. Für mehrstufige Prozesse können die Maschinen miteinander verbunden werden, jede Maschine entspricht dann ungefähr einer theoretischen Stufe.

Die Abbildung rechts zeigt einen Querschnitt einer Zentrifuge. Die beiden Zuläufe (unten) führen dem Mischbereich (grün) der Zentrifuge entweder schon vorgemischte oder zwei ungemischte Flüssigkeiten (blau/gelb) zu. Im Mischbereich zwischen Rotor und Gehäusewand werden die Phasen stark durchmischt (fünf Sekunden) und große Oberflächen geschaffen, um den Stoffaus-tausch für die Extraktionsprozesse zu optimieren (Option einer Mischzeitverlängerung von bis zu zehn Minuten).

Über die stufenlos einstellbare Rotordrehzahl ist die Intensität der Durchmischung wählbar. Die Bauweise der Zentrifuge ermöglicht Verweilzeiten im Rotor von 30 Sekunden bis zu zwei Minuten pro Stufe. Im sich drehenden Rotor werden die beiden Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte durch die Zentrifugalkräfte getrennt und über den jeweiligen Ablauf (schwere oder leichte Phase, oben) abgeleitet.

Pilotierung

Die Leistungsfähigkeit einer Zentrifuge bestimmt Cinc mit den Laborzentrifugen auf experimentelle Weise beim Kunden vor Ort. Die hier ermittelten spezifischen physikalischen Daten werden aufgrund der gleichen Bauart der Labor- bzw. Technikumanlage einfach auf die Prozessanlagen extrapoliert. Diese Vorgehensweise erlaubt während der Projektierung eine kostengünstige und aussagekräftige Pilotierung mit allen Rahmenparametern. Der Atex-konforme, technische Aufbau ist ebenfalls unproblematisch.

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