Pilotversuche belegen die Machbarkeit von Trennverfahren
Pilotversuche ermöglichen es unseren Kunden, die Machbarkeit der vorgeschlagenen Trennverfahren zu verifizieren. Zusätzlich können innovative Lösungen und Neuentwicklungen ausgearbeitet und optimiert werden, um unseren Kunden die beste und kosteneffizienteste Lösung für ihr Trennproblem zu bieten.
Die Ausrüstung in unseren Versuchszentren deckt die gesamte Bandbreite von Grundoperationen ab, die wir unseren Kunden liefern. Unsere analytische Laborausrüstung versetzt uns in die Lage, die relevanten quantitativen und qualitativen Parameter zu messen und zu überwachen, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Spezifikationen eingehalten werden.
Unsere modernen Versuchsanlagen werden stetig aktualisiert und erweitert. Alle unsere Pilotanlagen sind hochautomatisiert und ermöglichen die vollständige Aufzeichnung aller relevanten Testparameter.
Ausrüstung in Labor- und Pilotmassstab für alle Trenntechniken
Testhallen mit 3.000 m3, bis zu 15 m nutzbarer Höhe und Explosionsschutzzone 1
Prozesssteuerungssystem (S7 PLC mit WinCC-Visualisierung und Hitec-Zang LabVision)
Labore für Versuche im Labormassstab und Analysen: 200 m2
Heizsysteme für Temperaturen zwischen 20 und 320 °C
Kühlsysteme für Temperaturen zwischen –20 und 100 °C
Destillation und Absorption sind gut etablierte Trennverfahren, und die Kolonnenleistung kann für gewöhnlich anhand von theoretischen Modellen genau vorhergesagt werden. In vielen Fällen sind Tests jedoch trotzdem empfehlenswert, zum Beispiel für:
Gemische mit Verunreinigungen oder Nebenkomponenten (z. B. Salze)
Schäumende Systeme oder Partikel enthaltende Produkte
Systeme mit unbekanntem (und nicht messbaren) Dampf-Flüssigkeit-Gleichgewicht (VLE)
Extreme Anforderungen (in Verbindung mit beispielsweise sehr hoher Produktreinheit)
Verarbeitung sensitiver Produkte hinsichtlich Farbe, Geruch oder Geschmack
Testverfahren
Versuche werden für gewöhnlich auf Basis von Ergebnissen aus Simulationen oder von ’Kundendaten durchgeführt. Die Kolonne wird gemäss den Prozessanforderungen konfiguriert (fortwährender Betrieb, Chargenbetrieb, Totaltrückfluss). Die sensiblen Parameter werden während des Tests variiert:
Art der Einbauten, Trennbodenhöhe, Anzahl der Stufen
Position des Zulaufstroms und der Nebenströme
Zulaufstrom
Betriebsdruck
Rückflussrate
Testausrüstung
Abhängig von der Testanlage kann die Temperatur bis auf maximal 320°C und der Druck von 1 mbar bis 16 bar eingestellt werden. Die Durchsätze variieren von 1 kg/h bis zu mehreren hundert Kilogramm pro Stunde.
Kolonnengrössen:
- Glas: Ø 50 mm
- SS316L: Ø 100, 250 mm
In vielen Fällen ist es nicht möglich, die Leistung bei der Filmverdampfung durch Anwendung der Grundlagen genau vorherzusagen, insbesondere, wenn die Produkte temperaturanfällig oder zähflüssig sind. Daher werden Tests durchgeführt zur:
Untersuchung der Fluss- und Benetzungseigenschaften
Bewertung und Optimierung des Verdampfertyps
Bestimmung der optimalen erreichbaren Konzentrationen (häufig im ppm-Bereich)
Testverfahren
Versuche werden auf ersten Ergebnissen mit einem Rotationsverdampfer, Schätzungen der Partialdrücke oder auf Kundendaten’ basierend geplant. Nach der Auswahl des Verdampfertyps werden die folgenden Testparameter bestimmt:
Betriebsdruck / Zulaufstrom
Umwälzrate
Gleichstrom/Gegenstrom
Strippgas
Für Dünnschichtverdampfer:
- Abstreifergeometrie
- Produkentbnahmesystem
Testausrüstung
Die Pilotanlagen können mit Temperaturen zwischen 20 und 320°C und Drücken zwischen 0,01 und 1.000 mbar (1 Pa bis 100.000 Pa) betrieben werden. Die Zulaufströme liegen zwischen 0,5 kg/h und ca. 200 kg/h.
Rotationsverdampfer: 1 l (0,001 m3)
Entspannungsverdampfer: Ø 250 mm (0,250 m)
Fallfilmverdampfer:
- In Glas: 0,12 m2
- In SS316L: 0,4, 0,8, 1,2 m2
Dünnschichtverdampfer:
- In Glas: 0,025 m2, 0,06 m2
- In SS316L: 0,14 m2
Kurzwegverdampfer:
- In Glas: 0,05 m2
- In SS316L: 0,14 m2
Gerührte Flüssig-Flüssig-Extraktionskolonne im Pilotmassstab
Flüssig-Flüssig-Extraktion
Für die Gegenstromextraktion werden für gewöhnlich Versuche durchgeführt. Eine zusätzliche Schwierigkeit ist hier das komplexe Scale-Up der meisten Extraktoren. Versuche sind aus folgenden Gründen notwendig:
Machbarkeitsstudie (zur Untersuchung von Dispersion, Tröpfengrössen und Phasentrennung)
Bewertung und Optimierung von Extraktortyp und Phasenverhältnis
Messung erreichbarer Konzentrationen
Versuchsverfahren
Die Auswahl des Lösemittels stellt den ersten Schritt dar und bestimmt die Machbarkeit des Extraktionsverfahrens. Die Pilotversuche basieren auf den physikalischen Eigenschaften und Gleichgewichtsdaten. Falls erforderlich, werden Miniplanttests mit Recycleströmen durchgeführt, um die Anreicherung von Verunreinigungen zu überprüfen. Wann immer möglich werden Tests mit kleinen Extraktoren und Zulaufmengen durchgeführt. Typische Testparameter sind:
Einbauten (Geometrie, Anzahl der Stufen), Energiezufuhr
Beladung, Phasenverhältnis
Teillastverhalten
Testausrüstung
Die Versuche werden für gewöhnlich bei Temperaturen zwischen 20 und 100°C bei Umgebungsdruck durchgeführt. Die Zulaufströme liegen zwischen 1 kg/h und ca. 300 kg/h.
Die Kristallisation wird häufig verwendet, da sie den Vorteil der hochreinen Trennung einer Substanz bietet. Die aus Pilotversuchen erhaltenen Daten sind unerlässlich für das Design und die Auslegung von Kristallisationsanlagen. Diese Pilotversuche ermöglichen die Optimierung des Kristallisationsverfahrens hinsichtlicher der einzusetzenden Anlage(n). Im Fall neuer Trennprobleme, für die noch keine Erfahrung mit der Kristallisation besteht, werden Tests im Labormassstab durchgeführt, um die Machbarkeit der Trennung zu überprüfen.
Versuchsverfahren
Zwischen 2 und 10 kg Probematerial genügen, um Versuche im Labormassstab für eine vorläufige Bewertung des Kristallisationsverhaltens, der Produktqualität und der Machbarkeit des Verfahrens durchzuführen. Für Versuche im Pilotmassstab werden 100 bis 800 kg benötigt. Als Ergebnis dieser Untersuchungen kann ein detailliertes Angebot erstellt werden, welches ein vorläufiges Prozessflussdiagramm, eine Ausrüstungsliste und Anlagenleistungsdaten enthält.
Testausrüstung
Fallstromkristallisatoren (mit 1, 4, 12 und 18 m Höhe)
Statische Schmelzkristallisatoren (1, 1,5, 6, 40 und 67 l / 0,001, 0,0015, 0,006, 0,040 und 0,067m3)
Gefrierkonzentrations- und Suspensionskristallisator mit Waschkolonne
Zur Auswertung von Tests ist die gleichzeitige Analyse von Proben unerlässlich. Es werden die bestehenden Methoden unserer Kunden verwendet oder wenn notwendig angepasst. Unsere Versuchszentren bieten eine betriebseigene moderne, computergesteuerte Analyseausrüstung. Für spezielle Analyseanforderungen arbeiten wir mit kompetenten Vertragslaboren zusammen.
