Destillationsanlagen für die industrielle Produktion

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übernahm 1989 den Bereich „Kurzweg-Destillation“ von Leybold (Leybold-Heraeus) und ist heute einer der weltweit führenden Anbieter von Vakuum-Destil-lationsanlagen. Unser Schwerpunkt liegt in der Pla- nung und Lieferung schlüsselfertiger Komplettanla-gen, die exakt auf die jeweilige Aufgabenstellung hin ausgelegt werden.

der UIC GmbH werden in Laboratorien zur For-schung und Entwicklung neuer Produkte, als Pilot- anlagen und zur industriellen Produktion eingesetzt.

Die kontinuierlich arbeitenden Anlagen können für Speiseraten zwischen ca. 0,1 kg/h und mehr als 10 t/h ausgelegt werden. Neben den Hauptkomponenten – den Dünnschicht-Verdampfern und den Kurzweg-Destillatoren – enthalten die Anlagen alle für den zuverlässigen Dauerbetrieb erforderlichen Sekundär-komponenten.

der Vakuum-Destillationsanlagen erstrecken sich über weite Bereiche der Prozessindustrie. Gemein-sames Merkmal aller Anwendungen ist die Forde-rung nach einer besonders schonenden Prozess-führung. Zur Vermeidung von Qualitätseinbußen wird daher die thermische Belastung von tempera-turempfindlichen Substanzen minimiert.

Lebensmittel-Additive,Fette und Öle,Duft- und Aromastoffe,Feinchemikalien,Pharmaprodukte,Monomer- / Polymertrennungen,Mineralölprodukte.

von kundenseitig beigestelltem Probenmaterial lie-fern mit vergleichbar geringem Aufwand belastbare Fakten bezüglich der erzielbaren Trennschärfen, Aus-beuten und Kapazitäten und damit wichtige Grundla-gen für die Entscheidungsfindung.

UIC GmbHIndividuelle Vakuum-DestillationsanlagenInternational führendes Unternehmen • Schlüsselfertige Komplettanlagen • Kapazitäten von 100 g/h bis über 10 t/h

Die UIC GmbH Anwendungsbeispiele:

Die Vakuum-Destillationsanlagen

Die Anwendungen

Testdestillationen

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Optimiert für die jeweilige Destillationsaufgabe • Berücksichtigung aller Anforderungen

Zusammensetzung des zu destillierenden Stoffstroms, mögliche Schwankungsbreiten in der Zusammensetzung, maximale Anlagenkapazität und „turn-down-ratio“, physikalische Daten des Stoffstroms an der Übernahmestelle

(z. B. Temperatur, Druck, Erstarrungstemperatur, Zähigkeit), Werkstoffbeschränkungen (z. B. wegen Korrosivität oder FDA-

Anforderungen), Aufstellungsverhältnisse vor Ort (z. B. verfügbare Grund-

fläche, maximale Höhe, Wettereinflüsse, Erdbebengefahr, Explosionsschutzvorgaben),

verfügbare Versorgungsmedien (z. B. Elektrizität, Wärmeträger- medien, Dampf, Kühlwasser, Kältemittel, Druckluft, Instrumentenluft),

Vorgesehene Betriebsweise (z. B. nur Tagschicht, Mehrschicht- betrieb, kontinuierlicher Dauerbetrieb)

Häufigkeit von Produktwechseln (Einzweck- oder Multi-Purpose-Anlage),

GMP- oder Hygiene-Ausführungen, gewünschter Automatisierungsgrad, Anbindung an übergeordnetes DCS-System, Betriebsdrücke in den einzelnen Destillationsstufen und die

erforderlichen Saugvermögen, vereinbarte Destillationsergebnisse (z. B. Zusammensetzung

der Destillate und Rückstände, Ausbeuten), physikalische Daten der abzuführenden Stoffströme

(z. B. Temperaturen, Drücke).

Im Gegensatz zu unseren Labor- und Pilotanlagen, die aus standardi-sierten Baugruppen modular zusammengestellt werden, steht bei den Anlagen zur industriellen Produktion die individuelle Auslegung der Gesamtanlage und damit aller Einzelkomponenten im Vordergrund.

Individuelle Auslegung der Anlagen

Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramm (R&I)

Folgende Faktoren werden dabei besonders berücksichtigt:

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Das Know-how

Erfahrung aus 50 Jahren Anlagenplanung und -lieferung • Know-how aus über 4000 Testdestillationen

Bereits in den 50er-Jahren des letzten Jahrhunderts hat das Unter-nehmen Leybold (Leybold-Heraeus) die ersten Kurzweg-Destillations-anlagen für die Aufkonzentrierung von Emulgatoren (Monoglyzeride) geliefert.

Leybold, ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich der Vaku-umtechnik, konnte robuste und zuverlässige Vakuumpumpen und Pumpsysteme gemäß den Erfordernissen der Kurzweg-Destillation konzipieren und ermöglichte damit die industrielle Nutzung der Kurz-weg-Destillation.

Bei der Übertragung des Bereiches Kurzweg-Destillation von Leybold an die UIC GmbH konnten auch die Know-how-Träger und damit de-ren wertvolle Erfahrungen in die UIC GmbH eingebracht werden. Auch heute noch verstehen sich unsere Ingenieure als Vakuumspezialisten, die für jede Aufgabenstellung das optimal geeignete Vakuumsystem konzipieren.

Voraussetzung für jede Anlagenplanung ist ein umfassendes Ver-ständnis der Destillationsaufgabe, speziell im Hinblick auf das der Destillationsanlage zugeführte Speiseprodukt und auf die angestrebten Ergebnisse der destillativen Stofftrennung. Hierfür stehen unsere Inge-nieure aus dem Bereich der Chemie zur Verfügung, die über langjährige

Erfahrung in der Konzipierung, Lieferung und Inbetriebnahme von vielen Hundert Destillationsanlagen verfügen. Darüber hinaus können sie – selbstverständlich unter Beachtung aller Geheimhaltungsverpflichtungen - auf die Erkenntnisse aus ca. �000 Versuchsreihen zurückgreifen, die in unserem Technikum auf Labor- und Pilotanlagen mit den unterschiedlichsten Testmaterialien durchgeführt wurden.

Unsere Ingenieure in der Auftragsabwicklung übernehmen die Auslegung und Konstruktion der Apparate und der übrigen Anlagenkomponenten, die Rohrleitungs- und Aufstellungsplanung, die Instrumentierung, Anlagensteuerung, etc.

Das gesamte betriebliche Geschehen in der UIC GmbH – von der Beratung bis zur Übergabe der produktionsbereiten Anlage – wird durch ein konsequentes Qualitätsmanagementsystem begleitet.

Konzentrierung von Pharma-Zwischenprodukten

Entgaser1. Stufe: RF 50 (Dünnschicht-Verdampfer, 0,5 m²) mit Vakuum-Rektifikationskolonne�. Stufe: KD �0 (Kurzweg-Destillator, 0,�0 m²)

Vakuumsystem Ein- und Ausförderung

Standort Europa

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Verdampferflächen: 0,1 bis 50 m² • Destillationskapazitäten: 10 kg/h bis 10 t/h

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0,10,30,5

0,751,01,52,03,04,06,09,0

12,015,018,024,030,036,040,050,0

RF 10RF 30RF 50RF 75

RF 100RF 150RF 200RF 300RF 400RF 600RF 900

RF 1200RF 1500RF 1800RF 2400RF 3000RF 3600RF 4000RF 5000

KD 10KD 30KD 50KD 75

KD 100KD 150KD 200KD 300KD 400KD 600KD 900

KD 1200KD 1500KD 1800KD 2400KD 3000KD 3600KD 4000KD 5000

Die Arbeitsweise der Dünnschicht-Verdampfer und der Kurzweg-Destillatoren ist detailliert in einer separaten Druckschrift beschrieben. Das gilt auch für das in UIC-Apparaten vorzugsweise installierte Rollenwischsystem.

Mit Verdampferflächen zwischen 0,1 und 50 m² decken unsere Dünnschicht-Verdampfer und Kurzweg-Destillatoren den Kapazitätsbereich zwi- schen ca. 10 kg/h und 10 t/h (maximale Speise-menge) ab. Die Standardgrößen sind in der nebenstehenden Tabelle zusammengefasst; Zwischengrößen sind jederzeit möglich.

KD 1200

Kernkomponenten der Anlagen

Die Kernkomponenten: Dünnschicht-Verdampfer und Kurzweg-Destillatoren

Reinigung von Biodiesel aus tierischen Rohstoffen

Entgaser KD 900 (Kurzweg-Destillator, 9 m�)

Vakuumsystem Ein- und Ausförderung

Standort Europa

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flexible Anpassung an die jeweilige Applikation • Betriebsdrücke ab 0,001 mbar

Merkmale der UIC-Dünnschicht-Verdampfer und Kurzweg-Destillatoren

Typische Kapazitäten (bezogen auf die Verdampferfläche):- Dünnschicht-Verdampfer- Kurzweg-Destillatoren

100 – �00 kg / m² h *�5 – �00 kg / m² h *

Betriebsdrücke:- Dünnschicht-Verdampfer- Kurzweg-Destillatoren

ab 1 mbar *ab 0,001 mbar *

Arbeitstemperaturen bis �50 °C (auf Wunsch bis �00 °C)

Heizmedien Dampf, Thermalöl, Heißwasser

Auslegungsstandard AD-Merkblätter, DIN (ASME, JIS und andere Standards auf Wunsch)

Leckrate < 0,001 mbar • l / sec

Werkstoffe Edelstahl (1.�571), andere Legierungen / Materialien auf Anfrage

Elastische Dichtungsmaterialien z. B. FKM (Viton ®), PTFE, EPDM, FFKM

Wischerelemente Rollen, PTFE-glasfaserverstärktandere Wischelemente auf Anfrage

Wellenabdichtung einfach wirkende Gleitringdichtung (GLRD),doppelt wirkende GLRD auf Wunsch

Antrieb Wischsystem Elektromotor, ausgelegt auf lokale Stromversorgung, auf Wunsch mit Frequenzumformer zur Drehzahlregelung

Kondensatoren- Dünnschicht-Verdampfer- Kurzweg-Destillator

extern, Ausführung je nach Applikationzentral im Destillator angeordnet

* abhängig von den konkreten Einsatzbedingungen

Konzentrierung von Wertstoffen aus Pflanzenölen

Entgaser 1. Stufe: KD 150 (Kurzweg-Destillator, 1,5 m²)

�. Stufe: KD 15 (Kurzweg-Destillator, 0,15 m²)

�. Stufe: KD 15 (Kurzweg-Destillator, 0,15 m²)

�. Stufe: KD � (Kurzweg-Destillator, 0,0� m²)

Vakuumsystem Ein- und Ausförderung

Standort Asien

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Individuelle Pumpstandsauslegung • Kombinationen verschiedener Vakuumpumpen

Die Vakuumsysteme von Dünnschicht- / Kurzweg-Destillationsan-lagen müssen in jedem Einzelfall sorgfältig für die jeweilige Aufgaben- stellung ausgelegt werden. Auslegungsfehler verursachen meist hohe Wartungsaufwendungen und -kosten.

Auslegungskriterien sind zunächst die Betriebsdrücke in den ein-zelnen Anlagenstufen und die dafür erforderlichen Saugvermögen. Ausschlaggebend für einen zuverlässigen Dauerbetrieb – und daher besonders zu beachten – ist die Verträglichkeit der vorgesehenen Vakuumpumpen mit dem zu erwartenden Eintrag von Dämpfen aus den Verdampfern und Destillatoren in das Vakuumsystem. Dieser Eintrag ist – selbst beim Einsatz hochwirksamer Kühlfallen zwischen Destillatoren und Vakuumsystem – nie vollständig zu vermeiden.

Aus der Vielzahl der von renommierten Pumpenherstellern angebo-

Vakuum-Pumpstände in der Endabnahme

tenen Vakuumpumpen stellen unsere Ingenieure für jede Aufgaben-stellung ein individuelles Vakuumsystem zusammen. Die Anzahl der Vakuumpumpen reicht in den meisten Fällen von zwei bis ca. zehn. Zum Einsatz kommen u. a.:

Flüssigkeitsringpumpen, Dampfstrahler,Rootsgebläse,Ölbooster.

Die Anpassung der Saugvermögen an wechselnde Destillations-aufgaben erfolgt häufig durch die Regelung der Drehzahl eines Rootsgebläses mit Hilfe eines Frequenzumformers.

Vakuumsysteme

Abtrennung von Isocyanaten von Polyurethan-Prepolymeren

Entgaser1. Stufe: RF ��00 (Dünnschicht-Verdampfer, �� m²)�. Stufe: KD 1500 (Kurzweg-Destillator, 15 m²)

Vakuumsystem Ein- und Ausförderung

Standort Asien

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Prozesse bei der Destillation

Neben den Verdampfern bzw. Destillatoren sind oft auch andere produktberührte Komponenten – inklusive der Rohrleitungen – zu beheizen, um Probleme durch hochviskose bzw. erstarrende Stoffkomponenten zu vermeiden. Die über die Brüden auf die Kondensatoren aufgebrachten Wär-memengen müssen abgeführt werden. Weiterer Kühlbedarf besteht an den Kühlfallen. Wir konzipieren dazu ein schlüssiges Heiz- / Kühlsystem, welches u. a. auch eine Wärmerückgewinnung enthalten kann.

Die störungsfreie kontinuierliche Einförderung des Speisematerials aus dem atmosphärischen Druckbereich in die unter Vakuum stehenden Komponenten einer Destillationsanlage und die anschließende Ausförderung von Destillaten und Rückständen aus dem Vakuum in den atmo- sphärischen Druckbereich erfordert umfangreiche Kenntnisse der Arbeitsweise und des Betriebs von Förderpumpen. Unsere erfahrenen Spezi- alisten setzen dazu überwiegend frequenzgeregelte Zahnrad- und Zentrifugalpumpen ein.

Alle wichtigen Betriebsparameter, zum Beispiel Durchflussmengen, Temperaturen, Drücke und Füllstände, werden kontinuierlich überwacht, wo-bei der Umfang der Instrumentierung vom gewünschten Automatisierungsgrad abhängt. Die überwiegende Mehrzahl aller Anlagen für die indus-trielle Vakuumdestillation wird heute mit Rechnersteuerungen (SPS) ausgestattet. Der Bediener kann dann alle wichtigen Betriebsparameter auf einem Bildschirm überblicken und Änderungen per Mausklick veranlassen. Automatische Regelungen führen die Betriebsparameter innerhalb vorgegebener Toleranzbänder und sorgen somit für eine gleichbleibend hohe Produktqualität. Zum Schutz des Personals, der Anlagenkompo-nenten und der Produkte wird die Anlage im Falle einer Störung in einen sicheren Zustand abgefahren.

Darstellung der Prozessparameter am PC-Bildschirm

Heizen / Kühlen

Stofftransport

Instrumentierung, Automatisierung

Exakte Abstimmung der einzelnen Komponenten • Sichere Prozessführung durch Rechnersteuerung

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Bei der Aufstellung der einzelnen Komponenten innerhalb der Gesamt-anlage berücksichtigen wir

die verfügbaren Grundflächen und Höhen vor Ort,die vor Ort bestehenden Anlagenebenen und einzubeziehende

Gerüste,die Zugänglichkeit des vorgesehenen Aufstellungsorts für

großvolumige Anlagenteile,die fallende Verlegung von Rohrleitungen, sofern darin die

Kondensation von Dämpfen zu erwarten ist,die erforderlichen Fallhöhen bei der barometrischen

Ausförderung, die eventuell unterschiedlichen Explosionsschutzklassifizierungen

innerhalb des Aufstellungsbereiches,die Wettereinflüsse.

Für kleinere Anlagen kommen Stahlrohrgestelle zum Einsatz, für größere Anlagen entsprechende Gestelle aus Stahlträgern.

Sofern es die Transportmöglichkeiten und der Zugang zum vorgese-henen Aufstellungsort zulassen, liefern wir fertig montierte Anlagen einschließlich der kompletten Verrohrung und Verdrahtung. Die Mon-tage vor Ort reduziert sich dann im Wesentlichen auf die Verbindung der Anlage mit den externen Hilfsmedien sowie den Produktzu- und -ableitungen.

Für größere Anlagen und bei erschwertem Zugang zum Aufstellungs-ort liefern wir teilmontierte Komponenten.

Für die Montageüberwachung, Inbetriebnahme und Prozessoptimie-rung sowie für die Schulung des Kundenpersonals stehen unsere er-fahrenen Ingenieure bis zur Übergabe der Anlage an die zukünftigen Betreiber zur Verfügung.

Verladung einer Anlage mit zwei Kurzweg-Destillatoren (jeweils 4 m² Verdampferfläche)

Aufstellung

Transport kompletter Module auf die Baustelle • UIC-Ingenieure sind vor Ort bis zur Übergabe der Anlage an den Betreiber

Destillationsanlage für OMEGA-3-Fettsäureethylester

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Bei der Auslegung und Realisierung unserer Destillationsanlagen befolgen wir selbstverständlich alle relevanten Richtlinien, z. B.:

Häufig stehen zumindest die Heizmäntel – in einigen Betriebszuständen auch die Innenräume – von Verdampfern / Destillatoren und anderen Anlagenkomponenten unter Überdruck. Die Auslegung der druckbeaufschlagten Bauteile erfolgt unter Berücksichtigung der regionalen Vorschriften, z. B. gemäß der Europäischen Druckgeräte-Richtlinie (97/��/EG), den US-ame-rikanischen ASME-Vorgaben, den japanischen JIS-Normen, etc.

Zum Schutz gegen die Zündung explosionsfähiger Gas- / Dampfgemische werden unsere Destillationsanlagen gemäß den Betreibervorgaben explosionsgeschützt ausgeführt.

Zündfähige Gemische können sowohl außerhalb als auch innerhalb der Destillationsanlage auftreten. Der „äußere Explosionsschutz“ verhindert Zündungen explosiver Gemische in der Umgebung der Anlage, während der „innere Explosionsschutz“ Zündungen innerhalb von Anlagenkomponenten verhindert.

Die entsprechenden Explosionsvorschriften sind national unterschiedlich. Im Bereich der Europäischen Gemeinschaft gilt zum Beispiel die sogenannte ATEX-Richtlinie (9�/9/EG), die sowohl elektrische als auch mechanische potenzielle Zündquellen erfasst.

Die Maschinenrichtlinie (98/�7/EG) umfasst die europäischen Vorgaben zur Verhütung von Unfällen. Wesentliche Bestandteile sind u. a. die Risikobeurteilung, Sicherheits- und Gesundheitsanforderungen, Konformitätsbeurteilungen, Dokumentations- bzw. CE-Kennzeichnung.

Richtlinien

Unfallverhütung

Explosionsschutz

Druckbeaufschlagte Bauteile

Druckgeräterichtlinie • Explosionsschutz (ATEX) • Maschinenrichtlinie

Konzentrierung von Wertstoffen aus Pflanzenölen

Entgaser 1. Stufe: Dünnschicht-VerdampferFolgende Stufen: mehrere Kurzweg-Destillatoren

Vakuumsystem SPS-Steuerung mit PC-Visualisierung

Standort Asien

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Als einer der weltweiten Markt-führer für Dünnschicht- und Kurzweg-Destillationsanlagen haben wir uns verpflichtet, eine gleichbleibend hohe Qualität unserer Produkte auf dem je- weils neuesten Stand der Tech-nik einzuhalten.

Die Zertifizierung der UIC GmbH nach DIN EN ISO 9001:�000 dokumentiert diese Verpflichtung, die sich über alle Bereiche der UIC GmbH

erstreckt, vom Vertrieb über das Engineering bis zur Inbetriebnahme, Dokumentation und Wartung.

Alle Arbeitsprozesse innerhalb der UIC GmbH sind in unserem Qua-litätsmanagement-Handbuchund in Flussdiagrammen dokumentiert. Alle Abläufe sind daher für alle Mitarbeiter transparent und verständ-lich. Dadurch wird die Teamarbeit gefördert, ohne die erforderliche Flexibilität einzuengen.

Das Qualitätsmanagement-Programm schließt unsere Lieferanten ein, die wir sorgfältig auswählen und während des gesamten Fertigungs-prozesses sowohl auf die Erfüllung aller Qualitätskriterien wie auch auf die Einhaltung der vereinbarten Termine hin überprüfen.

Häufig sind die chemische Zusammensetzung des Ausgangsmaterials und die wesentlichen physikalischen Kenngrößen der einzelnen Stoff-komponenten nur unzureichend bekannt. Zur Gewinnung von Daten für das Auslegen der Komponenten von Vakuum-Destillationsanlagen bieten wir die Durchführung von Labor- und Pilot-Destillationen in unserem Technikum an. Sie können dazu eine spezielle Druckschrift anfordern.

In der Phase des Basic-Engineerings erstellen unsere Ingenieure in enger Abstimmung mit den Spezialisten unserer Kunden zunächst ein Prozessflussdiagramm (PFD) und darauf basierend ein Rohrleitungs- und Instrumentierungs-Diagramm (R&I, englisch: P&ID).

Auf der Basis dieser Unterlagen erfolgt das Detail-Engineering mit der Auslegung der einzelnen Komponenten. Fertigungsteile werden durch unsere Ingenieure konstruiert und an unsere Lieferanten, mit denen uns eine langjährige Zusammenarbeit verbindet, zur Herstellung ver-geben. Kaufteile werden sorgfältig ausgewählt und bei bewährten Lie-feranten in Auftrag gegeben.

Je nach Anlagengröße werden entweder die Gesamtanlage oder aber Komponentengruppen vor der Lieferung montiert. Durch eine inten-sive Qualitätsüberwachung – einschließlich von Lecktests an allen Va-kuumbauelementen – stellen wir sicher, dass ausschließlich geprüfte Komponenten zur Baustelle gelangen. Dort stehen unsere Ingenieure für die Montageaufsicht und Inbetriebnahme sowie für die Schulung des Kundenpersonals und für Abnahmetests zur Verfügung.

Von der Erteilung des Kundenauftrags bis zur kompletten Übergabe der Anlage überwacht und koordiniert in unserem Hause ein Projekt-ingenieur den gesamten Projektablauf.

Zusammen mit der Anlage liefern wir selbstverständlich eine umfang-reiche Dokumentation, die alle für den Betrieb, die Wartung und Repa-raturen erforderlichen Dokumente enthält.

3-D-Grafik Anlagenkonstruktion

Qualitätsmanagement

Projektablauf

Qualitätsmanagementsystem gemäß DIN EN ISO 9001:2000 • Testdestillationen im Technikum der UIC GmbH

Als Partner unserer Kunden liefern wir Problemlösungen für die thermische Trennung temperaturempfindlicher Stoffgemische. Unsere Verfahren, Dünnschicht- und Kurzweg-Destillation, arbeiten im Vakuum bei Drücken bis hinunter zu 0,001 mbar.

Produkte und Leistungen der UIC GmbH

UIC GmbH

Am Neuen Berg � Telefon: +�9 �0�� 950 0 info@uic-gmbh.de

D-��755 Alzenau Telefax: +�9 �0�� 950 �50 www.uic-gmbh.de

Wir bieten:

Machbarkeitsstudien

Durchführung von Labor- und Pilotdestillationen in unserem Technikum

Basic- und Detail-Engineering

Lieferung kompletter Destillationsanlagen für den Einsatz im Labor, in der Pilotierung und in der industriellen Produktion

Montage, Inbetriebnahme, Prozessoptimierung

Lecksuche, Wartung, Reparaturen

Ersatzteillieferungen

Beratung und Unterstützung durch ein weltweites Netz von UIC-Vertretungen

Zu den nachfolgenden Themenbereichen können weitere Druckschriften angefordert werden:

Das Unternehmen UIC GmbH

Arbeitsweise von Dünnschicht-Verdampfern und Kurzweg-Destillatoren

Anwendungsbereiche für Dünnschicht- / Kurzweg-Destillationsanlagen

Kundenspezifische Testdestillationen im Technikum der UIC GmbH

Labor- und Pilotanlagen für Dünnschicht- und Kurzweg-Destillationen