Anwendung von Roots-Flüssigkeitsring-Vakuumeinheiten in der Aromen- und Duftstoffextraktionsindustrie

Die Flüssigkeitsring-Vakuumanlagen von Roots sind die primären Vakuumgeräte für die Extraktion von Aromen und Duftstoffen (insbesondere ätherischen Ölen und natürlichen Aromaten). Sie eignen sich ideal für Prozessanforderungen, die ein mittleres bis hohes Vakuum, hohe Pumpgeschwindigkeiten, große Mengen kondensierbaren Dampfes und Explosionsschutz erfordern, und werden in Kernprozessen wie Vakuumdestillation, Molekulardestillation, Vakuumtrocknung und Lösungsmittelrückgewinnung eingesetzt.

I. Kernanwendungsprozesse (Vollständige Prozessabdeckung)

1. Vakuumdestillation (Kern der ätherischen Ölraffination)

Verfahren: Rohe ätherische Öle werden bei niedriger Temperatur unter einem Unterdruck von 500–1000 Pa destilliert, um aromatische Komponenten wie Terpene, Ester und Alkohole abzutrennen und das Aroma zu reinigen und zu stabilisieren.

Funktionsweise des Geräts: Schnelle Erzeugung eines stabilen Vakuums, Senkung des Siedepunkts (100℃ → 40–60℃), Verhinderung der Zersetzung wärmeempfindlicher Komponenten; hohe Pumpgeschwindigkeit entfernt Dampf schnell und verbessert so die Destillationseffizienz.

Konfiguration: 1 Roots-Pumpe + 1 Flüssigkeitsringpumpe.

2. Molekulardestillation / Kurzwegdestillation (Hochwertige Duftstoffraffination)

Verfahren: Die Trennung erfolgt unter Ultrahochvakuum von 50–200 Pa auf der Grundlage von Unterschieden in der mittleren freien Weglänge der Moleküle. Dieses Verfahren wird zur Reinigung hochwertiger ätherischer Öle wie Rose, Jasmin und Sandelholz eingesetzt, wobei Schwermetalle und Pestizidrückstände entfernt werden.

Funktionsweise des Geräts: Bietet ein Ultrahochvakuum und eine hohe Pumpgeschwindigkeit, wodurch eine Trennung bei niedrigen Temperaturen (30–50℃) und kurzer Zeit ermöglicht wird, um das natürliche Aroma bestmöglich zu erhalten.

Konfiguration: Zweistufige Roots-Zylinder + Flüssigkeitsringeinheit.

3. Vakuumtrocknung (Beton-/Absolute-Produktion)

Verfahren: Lösungsmittelextrahierte Betone werden bei niedriger Temperatur unter einem Unterdruck von 1000–3000 Pa getrocknet, um Lösungsmittel wie Ethanol und Hexan zu entfernen. Dadurch werden hochkonzentrierte Absolute gewonnen.

Funktionsweise der Anlage: Trocknung bei niedrigen Temperaturen (40–50℃) verhindert die Verflüchtigung von Aromastoffen und Oxidation; schnelle Entfernung des Lösungsmitteldampfes verkürzt die Trocknungszeit und verbessert die Ausbeute.

Konfiguration: Einstufige Roots-Einheit mit Flüssigkeitsring, wobei die Pumpengeschwindigkeit auf das Trocknervolumen abgestimmt ist.

4. Lösungsmittelrückgewinnung (Extraktionsabschnitt)

Verfahren: Lösungsmittel wie Ethanol und Petrolether, die bei der Extraktion verwendet werden, werden unter Vakuum zurückgewonnen, kondensiert und recycelt, um Kosten zu senken und Umweltstandards zu erfüllen.

Funktionsweise des Geräts: Entfernt Lösungsmitteldämpfe und erzielt mit Kondensatoren eine hohe Rückgewinnungsrate (≥95%); explosionsgeschützte Ausführung gewährleistet Sicherheit.

5. Vakuumfiltration / Entgasung

Verfahren: Filtert ätherische Öle und entfernt gelösten Sauerstoff und Blasen, um Klarheit und Stabilität zu verbessern.

Funktion des Geräts: Erzeugt ein Vakuum von 1–5 kPa, um die Filtration zu beschleunigen und die Entgasung zu verbessern und so oxidativen Abbau zu verhindern.

II. Wichtigste Auswahlkriterien

Vakuumniveau: Ausgewählt nach den Prozessanforderungen; das Endvakuum der Anlage muss 0,5 bis 1 Größenordnung höher sein als das Prozessvakuum.

Pumpgeschwindigkeit: Berechnet auf Basis des Destillationsvolumens und der Dampferzeugungsrate, um sicherzustellen, dass das Prozessvakuum innerhalb von 15–30 Minuten erreicht wird.

Explosionsschutz: Für Anwendungen mit Lösungsmitteln müssen explosionsgeschützte Motoren (Ex d IIB T4) verwendet werden; das Pumpengehäuse kann aus korrosionsbeständigem Edelstahl 304/316 gefertigt sein.

Kühlung: Die Arbeitsmediumtemperatur der Flüssigkeitsringpumpe beträgt ≤ 30℃. Zur Wassereinsparung und Stabilisierung des Vakuums ist ein geschlossenes Kreislaufkühlsystem vorhanden.

III. Betriebs- und Wartungspunkte

Vakuumregelung: Drehzahlregelung mit variabler Frequenz zur präzisen Anpassung an die Vakuumanforderungen verschiedener Prozesse, wodurch Energie gespart und die Produktion stabilisiert wird.

Korrosionsschutz: Komponenten, die mit ätherischen Ölen/Lösungsmitteln in Berührung kommen, bestehen aus Edelstahl oder Fluorkunststoffen; Pumpenkammern werden regelmäßig gereinigt, um Ablagerungen und Verunreinigungen zu vermeiden.

Betriebsmittelmanagement: Für Flüssigkeitsringpumpen wird enthärtetes oder deionisiertes Wasser verwendet, das regelmäßig ausgetauscht wird, um Ablagerungen und mikrobielles Wachstum zu vermeiden.

Schutzvorrichtungen: Ausgestattet mit Überlastschutz, Temperaturalarm und Gasballastventil, um eine Überhitzung der Roots-Pumpen und Kavitation der Flüssigkeitsringpumpen zu verhindern.