DE700764C - Kurzweghochvakuumdestillationsverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen bei der Kurzweghochvakuumdestillation von Vitamine und Hormone enthaltenden Ölen. Bei der KurzweghochvakuumdestU-S lation wird ein Arbeitsdruck von vorzugsweise 0,01 mm und 0,00001 mm Quecksilbersäule angewendet. Der Abstand der Verdampfungsund der Kondensationsoberfläche ist bei die·; sem Verfahren gleich oder geringer als die mittlere freie Weglänge der Moleküle der zu destillierenden Stoffe.

Es wurde nun gefunden, daß bei der Kurzweghochvakuumdestillation von Ölen aus Seetieren infolge der hohen Temperaturen Zer-Setzungen eintreten. Insbesondere zersetzen sich leicht die höhersiedenden Fraktionen von Vitamin A und Vitamin D, welche innerhalb einer zwischen 180 und 260⁰ liegenden Temperaturspanne destillieren, wenn sie diesen Temperaturen länger als 2 Sekunden ausgesetzt werden. Verfahren, bei denen das Öl unter der Wirkung der Schwerkraft an einer erhitzten Säule abläuft, machen eine längere Anwendung" von Wärme notwendig, durch die wohl nicht die niedrigersiedenden Formen von Vitamin A und Vitamin D angegriffen werden, die aber schädliche Wirkungen auf die höhersiedenden Formen dieser Stoffe ausüben.

Gemäß der Erfindung wird zur Vermeidung der Überhitzung bei der Kurzweghochdestillation von Vitamine oder Hormone enthaltenden Ölen vorgeschlagen, derart vorzugehen, daß die Ausgangsstoffe in feiner Verteilung in den erhitzten Dampf eines nicht oxydierenden Stoffes eingebracht wenden, der einen geringeren Dampfdruck hat als das Destillat. Hierdurch wird in sicherer Weise eine schäd-

liehe Beeinflussung der zu destillierenden Stoffe durch die Wärmeeinwirkung vermieden. Der Destillationsrückstand als solcher kann als Heizdampf Anwendung finden, \v$ bei das zu destillierende Material in deirffc Heizdampf vorzugsweise durch Zentrifugal: kraft verteilt wird. Es ist an sich bekannt, Stoffe durch die Zentrifugalkraft gegen erhitzte Wände zu schleudern, um sie darauf ίο fein zu verteilen. Beim vorliegenden Verfahren wird dagegen die Zentrifugalkraft dazu verwandt, den zu destillierenden Stoff in dem Heizdampf in eine feine Verteilung zu bringen. Dabei kann auch so vorgegangen werden, <5 daß der zu destillierende Stoff als feiner Nebel in dem Heizdampf verteilt wird.

Auf der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen von Einrichtungen dargestellt, in denen das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren durchgeführt werden kann. Bei der in Fig. ι dargestellten Ausführungsform ist eine zylindrische Destillationskammer ι an ihrer Unterseite mit einer Leitung 2 versehen, und die Wandungen derselben besitzen Rinnen 3 und 4, die Abzugsleitungen 5 und. 6 aufweisen. Der Deckel 7 ist auf die Destillationskammer 1 gasdicht aufgesetzt, und zwar zweckmäßigerweise mittels Flansche 8 und 9. Der Deckel 7 ist konisch gestaltet und geht in einen zylindrischen Teil io über. Mit diesem zylindrischen Teil 10 steht eine Leitung 11 in Verbindung, an der die nicht dargestellten Vakuumpumpen angeschlossen sind, durch die die Destillationskammer evakuiert wird. Eine sich durch die Destillationskammer hindurch erstreckende Welle 12, die an der Unterseite bei 14 gelagert ist und an ihrer Oberseite in einigen gasdichten Lagern 15, weist an ihrem Ende eine Antriebsscheibe 13 auf. Auf der Welle 12 sitzen scheibenartige Platten 20 und 21, und zwar liegt die Platte 21 im wesentlichen in der waagerechten Ebene mit der Mittellinie der Rinne 3. Oberhalb der Scheiben 20 und 21, und zwar möglichst in der Mitte derselben, enden Leitungen 22 und 23 und führen Flüssigkeit den Oberflächen dieser Scheiben zu. Der untere Teil der Kammer 1 ist mit einer Schicht Isoliermaterial 24 versehen, in der eine elektrische Heizleitung 25 liegt, die in Zuleitungen 26 und 27 endet, durch die elektrischer Strom durch diese Heizvorrichtung geführt wird.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausf ührungsform der Vorrichtung besteht die Destillationskammer aus einem unteren zylindrischen Teil 35 und einem oberen Teil 36, wobei beide durch Flansche 37, 38 gasdicht miteinander verbunden sind. An den Deckel 36 schließt δο sich ein Teil 39 an, der mit einer Leitung 40 in Verbindung steht, an der die nicht dargestellten Hochvakuumpumpen angeschlossen sind. Durch die Destillationskammer erstreckt .sich eine Welle 41 hindurch und ruht mit [,Vihrem unteren Ende in einem Lager 42 und

|jen in einem gasdichten Lager 43. Die Welle ,;ägt etwa auf der Mitte ihrer Länge eine 'Scheibe 44 und an ihrem oberen Ende eine Antriebsscheibe 45. Oberhalb der Scheibe 44 endet eine Leitung 46, die mit einer inneren Heizschlange 47 ausgestattet ist, die entsprechende Zuleitungen 48, 49 für den elektrischen Strom besitzt. Die ganze Destillationskammer ist mit einer wärmeisolierenden Verkleidung 50 versehen, in der eine elektrische Heizvorrichtung 51 liegt, die in Zuleitungen 52 und 53 endet. An dem unteren Teil der Destillationskammer 35 ist eine Leitung,54 vorgesehen. Die obere Leitung 40 weist eine Wellung 55 auf, deren unterer Teil mit einer Leitung 56 versehen ist.

Die Wirkungsweise der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist folgende: Zunächst wird das System durch die Leitung 11 evakuiert, und die Wandung der Kammer 1 wird durch die Leitung 25 erhitzt. Dann wird die zu verdampfende Flüssigkeit, welche vorgewärmt sein kann, durch die Leitung 22 eingeführt. Die Welle 12 dreht sich mit hoher Geschwindigkeit, und die auf die Scheibe 20 tropfende Flüssigkeit wird in Form eines Blattes oder Nebels durch die Zentrifugalkraft weggeschleudert und bei Berührung mit den warmen Wandungen erhitzt. Wenn die Temperatur in Anpassung an den besonderen zu erhitzenden Stoff und das zur Verwendung gelangende Vakuum genau reguliert ist, findet eine Verdampfung des Stoffes statt, und die Dämpfe bleiben im wesentlichen in dem unteren Teil der Kammer und bilden eine Dampflinie oder einen Punkt der Kondensation in einer im wesentlichen waagerechten Linie A-A. Je nach der Wiederverdampfung an den Wandungen und in dem unteren Teil der Vorrichtung kann die Zuführung der Flüssigkeit durch die Leitung 22 absetzend" oder fortlaufend verhältnismäßig langsam erfolgen. Wenn auf diese Weise ein gewisser Körper an Heizdämpfen gebildet worden ist, wird das zu destillierende Material, Welches' no vorzugsweise entgast und vorerhitzt wurde*, durch die Leitung 23 mit geregelter Geschwindigkeit eingeführt. Die auf die Platte 21 fallende Flüssigkeit wird in Form eines dünnen Films, Nebels oder Dunstes, was von der Umlaufgeschwindigkeit abhängt, wegge* schleudert und das Material in innige Be* . rührung mit den Heizdämpfen gebracht. Die latente Wärme der Verdampfung der Heizdämpfe wird also unmittelbar auf die zu iao destillierenden Teilchen übertragen, und die flüchtigen Bestandteile derselben werden-ver-

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dämpft, während die nichtflüchtigen Bestandteile mit der kondensierten Erhitzungsflüssigkeit niederfallen bzw. nach dem Boden der Einrichtung strömen. Die so· erzeugten Diämpfe gelangen mit den kühlen Wandungen des Deckels 7 in Berührung, wo sie kondensiert werden und in die Rinne-4. strömen, aus "der sie durch die Leitung 6 abgezogen werden. Der gesammelte, nicht destillierte Rückstand wird absetzend oder ununterbrochen durch die Leitung 2 abgezogen. Infolge der Kondensation der Heizflüssigkeit an den Teil· chen des zu destillierenden Stoffes ist der Raum zwischen der Stelle, wo die Teilchen versprüht werden und dem Kondensator im wesentlichen frei von Heizdämpfen.

Wenn die Welle Γ2 mit geringerer Geschwindigkeit gedreht wird,- werden feine Tröpfchen oder ein dünnes Blatt in waagerechter Richtung in die Rinne 3 abgeschleudert und können durch die Leitung 5 abgezogen werden. Da das hierbei gesammelte Material auf einem beträchtlichen Weg durch die heißen Diämpfe hindurchgeschleudert -worden

«S ist, werden sie sämtliche gewünschten flüchtigen Anteile oder nur einen Teil derselben abgegeben haben, was von dem gewählten Abstand, der Temperatur., dem zu destillierenden Material, der Umlaufgeschwindigkeit

u. dgl. abhängt. Diese Faktoren können geändert werden, um eine vollkommene oder teilweise Destillation zu erreichen; - In dem Fall, -wo dies erwünscht' ist, kann ein zweiter Durchgang oder weitere Durchgänge, durch die Apparatur erfolgen oder auch, durch eine Anzahl solcher Anlagen, die in Sperre geschaltet sind.

Die Wirkungsweise der in Fig. 2 dargestellten. Einrichtung ist folgende: Die Destillationsbläse wird durch· die Leitung 40-evakuiert, und die Heizflüssigkeit wird entweder durch die Leitung 46 oder 54 eingeführt. Die Leitung 51 wird unter' Strom gesetzt, so daß die Apparatur auf die gewünschte Teniperatür gebracht wird, wodurch ein gewisser Körper an Heizdämpfen in der Anlage erzeugt wird. Dann wird die Heizleitung 47 eingeschaltet und die zu destillierende Mischung durch die Leitung 46 zugeführt. ..Die yorerwärmte Mischung fällt auf die umlaufende Scheibe 44 und wird in den Heizdampf en disp ergiert, in der gleichen Weise, wie in Verbindung mit Fig. 1- beschrieben worden ist. Das Destillat durchströmt die Leitung 39 und wird in der Leitung 40 kondensiert. Das Kondensat sammelt sich in der Rinne 55 und wird durch die Leitung 56 abgezogen. Das nicht destillierte Material und die kondensierten Heizdämpfe strömen von den er-

fio hitzten Wandungen des Behälters 3 5 nach unten und werden' dort zum Teil wieder.

verdampft. Der Überschuß wird durch die Leitung 54 abgezogen. Diese Apparatur ist besonders geeignet in Verbindung mit dem Verfahren, bei dem der Destillationsrückstand selbst den Heizdampf bildet. Da organische Stoffe, wie beispielsweise Öle, eine verhältnismäßig niedrige latente Verdampfungswärme besitzen, würde ein verhältnismäßig großes Volumen an Heizdämpfen notwendig sein, um ein geringes Volumen des destillierenden Stoffes von Zimmertemperatur auf die Destil-Iationstemperätur zu bringen. Aus diesem Grunde ist es. vorteilhaft,. den zu destillierenden Stoff vorzuwärmen. Dieses Erwärmen erfolgt zweckmäßigerweise so rasch wie mögrlieh, um eine thermische Zersetzung zu- vermeiden. Wenn dann dieser erhitzte, zu de-> stillierende Stoff rasch in den Heizdämpfen versprüht wird, so erfolgt die Destillation bei .Temperaturen, die sonst eine zersetzende Wirkung ausüben, innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne.· Der in Fig. 2 dargestellte Vorheizer ist auch brauchbar für die in FigV 1 dargestellte -Einrichtung. -Es? können- naturgemäß auch die verschiedenartigsten anderen* Formen von Vorheizern angewandt werden.

Um optimale Wirkungen zu erhalten, wird die Zuführgeschwindigkeit für den zu destillierenden Stoff und die Temperatur der Hefe go gase so reguliert, daß. die Heizdämpfe äü' dem von der Schicht fortgeschleuderten; Sprühregen - kondensieren. Die Dämpfe/ der Heizflüssigkeit werden dabei, also durch die Dämpfe des Destillats, ersetzt, welche; oben. in den Kondensator gelängen. -

- An -den beschrietienen Einrichtungen- können -die verschiedenartigsten. Ahändertmg-en. vorgenommen werden, ohne daß- der Gegenstand der Erfindung- geändert wirdi. See kanir beispielsweise die-Zenmfugalscheibe-beliebige. Förmen:und Größen aufweisen.und z.B. auch" konisch ausgebildet seinJ Der . Sprühregen, kann auch durch- andere Mittel, als: durch Zentrifugalkraft erzeugt werden, indem bei-. spielsweise die Flüssigkeiten mittels einer Sprühdüse ausgespritzt werden, oder indem sie durch andere geeignete Vorrichtungen fein verteilt werden. Wenn mit Zentrifugalkraft gearbeitet wird, so werden gewöhnlich ■ Umlaufgeschwindigkeiten von 500 bis 6000 Umdrehungen" je Minute angewandt, jedoch ergeben noch höhere Umlaufgeschwindigkeiten von ungefänr 25 000 Umdrehungen je Minute eine noch feinere Verteilung, was sich in gewissen Fällen als wünschenswert herausstellt. Die Heizdämpfe können auch außerhalb der Destillationsblase erzeugt werden und dann in beliebiger Weise in die Destillationskammer eingebracht werden. i?.o

Die Heizflüssigkeit kann eine beliebige organische; Verbindung von genügendem

Dampfdruck sein, die sich bei der Verdamp fung nicht wesentlich zersetzt. Bei der Auswahl der in Frage kommenden Heizflüssigkeiten ist es wichtig, die Reinheit des gewünschten Destillats zu beachten. Wenn die Dampfdrücke des gewünschten Destillats und der Heizflüssigkeit sehr nahe beieinander liegen, so geht dabei eine wesentliche Verunreinigung der Stoffe durch Mischen miteinander Hand in Hand, und obwohl dies nicht immer ein Nachteil zu sein braucht, ist es das beste, eine Heizflüssigkeit anzuwenden, welche einen Dampfdruck aufweist, der so niedrig wie möglich ist, um eine möglichst reine Destillatfraktion zu erhalten. Als Heizstoffe sind Kohlenwasserstoffe, insbesondere solche mit hohem Siedepunkt, geeignet, ferner Alkohole, Ester, Glyceride, natürliche tierische und pflanzliche Öle, Trimyristin, Tripalmitin, ao Tripelargonin, Trilaurin, Triolein, Diglycerintetrapropionat u. dgl., wenn vitaminhaltige Öle in der beschriebenen Weise destilliert werden sollen.

Die Temperatur- und Dampf druckbedingungen, welche bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahren angewandt werden können, ändern sich naturgemäß mit der Art des zu destillierenden Stoffes. Gewöhnlich werden Temperaturen zwischen 100 und 350° angewandt und solche zwischen 100 und 300⁰ und insbesondere 100 bis 250⁰, wenn Vitamine aus natürlichen Ölen gewonnen werden sollen. Da die Heizperiode sehr kurz ist, können Temperaturen angewandt werden, die wesentlich höher liegen als diejenigen, bei denen unter gewöhnlichen Bedingungen schon eine Zersetzung eintritt.

Nach dem Verfahren lassen sich Vitamine aus tierischen und pflanzlichen Ölen und Konzentraten derselben herstellen, wie beispielsweise aus Kabeljau-, Heilbutt-, Thunfisch-, Lachs-, Sardinen-, Menhaden-, Hunds fisch-, Hering- usw. -körper- und -leberölen. Anderseits können auch Sterole und Hormone enthaltende Öle nach diesem Verfahren destilliert werden.

Es ist vorteilhaft, Destillationsapparaturen anzuwenden, bei denen die Verdampfungs- -zone und Kondensationsoberfläche nicht durch irgendeinen eingeschränkten Raum voneinander getrennt sind. Der Abstand der Abscheidungsfläche des destillierten Stoffes von der Verdampfungsfläche kann molekularer Natur sein, d. h. geringer sein als die mittlere freie Weglänge des betreffenden Stoffes. Es ist jedoch zweckmäßig, etwas größere Abstände zu wählen, um eine Verunreinigung zu verhindern. Das Destillat kann durch große Leitungen abgezogen werden und in einem gewissen Abstand kondensiert werden, wie bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ersichtlich. Diese Bauweise ist besonders brauchbar, wenn Wärmeverluste durch Strahlung verhindert werden sollen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Vermeidung der Überhitzung bei der Kurzweghochvakuumdestillation von Vitamine oder Hormone enthaltenden Ölen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsstoffe in feiner Verteilung in den erhitzten Dampf eines nicht oxydierenden Stoffes eingebracht werden, der einen geringeren Dampfdruck hat als das Destillat.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung des Destillationsrückstandes als Heizdampf.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu destillierende Stoff durch Zentrifugalkraft in dem Heizdampf verteilt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zu destillierende Stoff als feiner Nebel in dem Heizdampf verteilt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen