Brüdenverdichtung senkt Energieverbrauch bei Rektifikation

Verdichter halten Wärmekreislauf in Schwung

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15.06.2016 Die steigenden Kosten für Energie haben sich in den letzten Jahren zu einem immer wichtigeren Produktionsfaktor entwickelt, auch wenn die derzeit niedrigen Rohstoff-Preise für Heizöl und Erdgas dem Thema zuletzt weniger Aufmerksamkeit bescherten. Vor allem die Rektifikation von Stoffen ist ein sehr energieauwendiger Prozess. Mithilfe der mechanischen Brüdenverdichtung lässt sich dieser Energiebedarf reduzieren. Das Verfahren nutzt die bei der Kondensation einer Flüssigkeit freigesetzte Wärme, um eine andere Flüssigkeit zu verdampfen, aus dem Wasser zu destillieren und zurückzugewinnen.

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Entscheider-Facts für Planer und Betreiber

  • Das Aufreinigen und Trocknen von Produkten durch Rektifikation ist ein extrem energieaufwendiger Prozess. Maßnahmen zur effizienten Rückgewinnung von Wärme können den Gesamt-Energiebedarf senken.
  • Eine Möglichkeit zur Wärme-Rückgewinnung ist die mechanische Brüdenverdichtung. Das Verfahren nutzt die Kondensationswärme des bei der Rektifikation abdestillierten Lösungsmittels, um den Prozess zu heizen.
  • Die Brüdenverdichtung arbeitet wie eine Wärmepumpe. Rückgewonnene Wärme verbleibt effizient im Prozess, die notwendige äußere Energiezufuhr sinkt um fast 90 %.
Verdichter halten Wärmekreislauf in Schwung

Mit dem Einsatz von Brüdenverdichtern lassen sich bei der Herstellung von Xanthan Gummi fast 90 % der bisher benötigten Energie einsparen.

Die steigenden Kosten für Energie haben sich in den letzten Jahren zu einem immer wichtigeren Produktionsfaktor entwickelt, auch wenn die derzeit niedrigen Rohstoff-Preise für Heizöl und Erdgas dem Thema zuletzt weniger Aufmerksamkeit bescherten. Vor allem die Rektifikation von Stoffen ist ein sehr energieauwendiger Prozess. Mithilfe der mechanischen Brüdenverdichtung lässt sich dieser Energiebedarf reduzieren. Das Verfahren nutzt die bei der Kondensation einer Flüssigkeit freigesetzte Wärme, um eine andere Flüssigkeit zu verdampfen, aus dem Wasser zu destillieren und zurückzugewinnen.

Zähes Produkt, zähes Aufreinigen
Damit lässt sich beispielsweise beim Aufreinigen von Xanthan Gummi der Energieverbrauch optimieren. Die Jahresproduktion dieses Verdickungsmittels beträgt weltweit rund 30.000 t, um den Bedarf der vielfältigen Anwendungsgebiete zu decken. Der Stoff dient beispielsweise als Verdickungs- und Bindemittel bei Salatdressing, Senf, Tomatenketchup, Soßen und Speiseeis, zur Verbesserung der Teigeigenschaften bei Backwaren und deren Füllungen, zur Flüssigkeitsbindung bei Gefrierprodukten sowie als Stabilisierungsmittel und Trägerstoff für Aromen. Bei der Produktion von Hautpflegemitteln und von pharmazeutischen Produkten ist der Zusatzstoff ebenfalls gefragt. Weitere Anwendungszwecke hat das Polysaccharid im Umfeld der chemischen Industrie: bei Reinigungs- und Waschmitteln, bei Klebstoffen, in der Agro-Chemie, beim Herstellen von Tinten und Farben, außerdem im Bergbau und beim Fördern von Erdöl.

Die Produktion von Xanthan erfolgt durch biotechnische Fermentation zuckerhaltiger Medien mithilfe von Bakterien. Die Viskosität des Xanthans erschwert allerdings das Abtrennen der restlichen Biomasse. Dies geschieht durch Ausfällen des Produktes aus den Substraten mithilfe von Isopropanol. Das anschließende Entfernen des Lösungsmittels und das Trocknen von ausgefälltem Xanthan zu einem haltbaren und transportfähigen Pulver erfordern sehr viel Energie in Form von Wärme. Zu Beginn der großtechnischen Produktion von Xanthan wurde die Energie nach dem Prozess einfach an die Umwelt abgegeben und im Anschluss neu gewonnen – die dafür notwendigen Kosten waren damals zu vernachlässigen.

Heftausgabe: Juni 2016
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Über den Autor

Claus Schwerdtfeger, FIMA Maschinenbau
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