(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記工程により特徴づけられる、加圧及び／又は陰圧に抵抗性のある気密容器システム（１）を用いた、蒸留すべき液体Ｆｄを含む出発材料（４）の蒸留法であって、前記容器システムが、その温度を調整することのできる、出発材料（４）を含む蒸発器（２）、その温度を凝縮物（５）を付与するために調整することのできる、気体に変化する液体Ｆｄを凝縮するための凝縮器（３）、並びに蒸気Ｄｋを蒸発器から凝縮器へと導く蒸気室（６）を含む蒸留法であって、前記蒸気室（６）が、その中で確立された混圧ｐｍを測定するための圧力センサー（７）、その中で確立された混合温度Ｔｍを測定するための温度センサー（８）及び圧力調整器（９）を備えている蒸留法であって、工程ｆ）における圧力低下の間に、凝縮器（３）内の凝縮経路の末端でガスを吸引し、容器システム（１）由来の外部ガスをできるだけ除去する蒸留法。
ａ）出発材料（４）を含む蒸発器（２）を第一の温度Ｔ１にし、凝縮器（３）を第二の低い温度Ｔ２にする工程；
ｂ）混圧ｐｍ及び混合温度Ｔｍを測定する工程；
ｃ）測定された混合温度Ｔｍにおける液体Ｆｄの飽和蒸気圧を設定する工程、
ｄ）飽和蒸気圧ｐｓより少なくとも０．１％高い圧力下限ｐ１、及び飽和蒸気圧ｐｓより多くとも６％高い圧力上限ｐ２により制限される設定圧力範囲（１１）を設定する工程；
ｅ）前記混圧ｐｍを前記設定圧力範囲（１１）と比較する工程；
ｆ）前記圧力下限ｐ１に達するまで、前記圧力調整器（９）によって正確に、前記混圧ｐｍを低下させる工程、
ｇ）前記混圧ｐｍが前記圧力上限ｐ２に達するまで前記工程ａ）〜ｅ）を繰り返す工程；
ｈ）蒸留が停止するまで工程ｆ）及びｇ）を繰り返す工程。
【請求項２】
圧力下限ｐ１が飽和蒸気圧ｐｓより少なくとも０．２％高く、圧力上限ｐ２が飽和蒸気圧ｐｓより多くとも４％高いことを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記蒸発器（２）と前記凝縮器（３）との間の温度差Ｔ１−Ｔ２が１〜１０Ｋであることを特徴とする、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
蒸発器（２）内の出発材料（４）の表面積及び／又は凝縮器（３）内の凝縮物（５）の表面積を拡大する手段を使用することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記表面の拡大が、出発材料（４）及び／又は凝縮物（５）が噴霧されることで達成されることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記表面積の拡大が、多孔質充填パッケージが用いられて達成されることを特徴とする、請求項４記載の方法。
【請求項７】
噴霧された前記出発材料（４）由来の水滴が、前記凝縮器（３）に直接入り込むことを、パネル（１７）を用いて防止することを特徴とする、請求項４〜６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記蒸気室（６）内の蒸気分布が混合されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記工程ｆ）における外部ガスの放出が、外部ガス又は噴霧される凝縮物（５）、他の工程の蒸気又は外気のいずれかと一緒に、真空ジェットポンプを通って実施されることを特徴とする、請求項５記載の方法。
【請求項１０】
複数の混合器（１８）が、前記出発材料（４）及び／又は前記凝縮物（５）を、それぞれの表面温度が一定に維持されるために混合することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
方法が、２個以上のこのような容器システム（１、１’、１’’、・・・）中で実施され、個々の前記容器システム（１、１’、１’’、・・・）の温度範囲（Ｔ１，Ｔ２；Ｔ１’，Ｔ２’；，・・・）が、第１の容器システム（１）の第二の低い温度Ｔ２と第２の容器システム（１’）の第一の温度Ｔ１’とが等しくなるように、かつ、第２容器システム以降の温度についてもＴ２’とＴ１’’、Ｔ２’’とＴ１’’’、・・・が等しくなるように、容器システムが互いに隣接していることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
蒸発器（２）又は凝縮器（３）の温度を調節するための加熱のためのエネルギーは、熱交換器を経て、その温度を変えるべき他の蒸発器（２）又は凝縮器（３）のエネルギーから、少なくとも部分的に直接的に、又は間接的に得られることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記熱交換器は、第一の前記容器システム（１）の温度がＴ２である凝縮物（５）と他の前記容器システム（１）の温度がＴ１’である出発材料（４）の間に設けられ、前記の温度Ｔ２と前記の温度Ｔ１’とを互いに合わせることを特徴とする、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
異なる容器システム（１、１’、・・・）の蒸発器（２）及び／又は凝縮器（３）が上下に重なり合って配置されていることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
容器システム（１）及び／又は導管が、完全に、又は基本的にプラスチックからなることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記工程ｆ）における圧力調整器（９）が、蒸留期間の多くとも５０％で作動することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
前記工程ｆ）における圧力調整器（９）が、蒸留期間の多くとも３％で作動することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか１項記載の方法。
【請求項１８】
前記蒸留が、ＩＳＯ規格のコンテナを含む容器内で実施されることを特徴とする、請求項１〜１７のいずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
請求項１〜１８のいずれか１項記載の方法に従い、出発材料（４）を蒸留するための、凝縮器（３）、蒸発器（２）及び前記蒸発器（２）及び凝縮器（３）に連結した蒸気室（６）を有する容器システム（１）を含む蒸留装置であって、前記装置が、ＩＳＯ規格のコンテナを含む容器（２１）に収容されていることを特徴とする装置。
【請求項２０】
前記蒸留装置が、前記容器（２１）中に一体化され、前記容器（２１）の部品である壁が、前記容器システム（１）の部品としての役割を果たすことを特徴とする、請求項１９記載の蒸留装置。
【請求項２１】
数個の容器（２１）が上下に重なり合って配置されているか並んで配置されており、お互いに連結していることを特徴とする、請求項１９または２０のいずれか１項記載の蒸留装置。
【請求項２２】
１個の容器（２１）内で、異なった圧力及び温度の段階の数個の蒸発器（２）及び凝縮器（３）が配置されており、お互いに連結していることを特徴とする、請求項１９〜２１のいずれか１項記載の蒸留装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧及び／又は陰圧に抵抗性のある気密容器システムを用いた、蒸留すべき液体を含む出発材料の蒸留法であって、前記容器システムが、その温度を調整することのできる、出発材料を含む蒸発器、その温度を凝縮物を付与するために調整することのできる、気体に変化する液体を凝縮するための凝縮器、並びに前記蒸発器及び前記凝縮器と連結されている蒸気室を含む蒸留法に関する。更に、本発明は、このような方法を実施するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような装置を用いた蒸留法は、例えば、分散液又はエマルションを与え、相互に溶解性である更なる液体及び／又は固体と混合している液体の分離に適している。１つの公知の用途はアルコールの蒸留である。このケースにおいては、蒸留すべき液体はアルコールである。他の多くの用途においては、蒸留すべき液体は水である。
【０００３】
大部分は、公知の方法は、凝縮器として、アルコールの蒸留から公知であるような、相互接続する配管系を含む複雑な装置を用いている。一方、このようなシステムは装置の構築の不都合を有しており、また、一方では、出発材料と凝縮器との間の高い温度差の要件が、方法の十分な収率を達成するために必要である。このような高い温度差の実施は非常に高価である。
【０００４】
できる限り外部のガスが蒸気室に存在しないと、蒸留法の効率が向上することが示されている。WO０２／０９８３７においては、外部のガスが蒸気室から除去される蒸留装置が開示されている。これは、高い性能を有する真空ポンプ、並びに槽から媒体を吸引する、長い操作時間により達成される。残念なことに、この方法を用いることにより、大量の蒸気が凝縮物と一緒に吸引されてしまう。一方、これは不必要にポンプに影響を及ぼし、また、一方では、前記永続的な吸引によって非常の大量の凝縮物が吸引され、エネルギーの回収のためにもはや利用できない。
【０００５】
ＥＰ０５６３６２８において、蒸気を蒸発器から凝縮器に吸引するために、凝縮器内の連続的作動真空ポンプを用いて吸引作用を起こす別の蒸留装置が存在する。一方、この方法は、多量の運転エネルギーをも必要とし、一方で、凝縮物は装置内の蒸気室からも吸引され、それによってエネルギーは熱の形で失われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】WO０２／０９８３７
【特許文献２】ＥＰ０５６３６２８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、既に小さい温度差で大きい収量を得る、低エネルギー蒸留法を提供することである。更に、前記方法を実施するのに適している安価な可搬型装置が提供される。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的は、独立請求項に記載された方法及び装置により解決される。
【０００９】
本発明の根底にあるアイデアは、方法が、理想的な圧力−温度範囲で実施され、一方では、最適な方法で、また、一方では、蒸気室由来の有用な蒸気を吸引することによってエネルギーが消費されない方法で蒸留工程が実施されるという事実に基づく。
【００１０】
この目的のため、蒸気室内の圧力を連続的に観測し、実際の温度における蒸気室内で測定された飽和蒸気圧と比較しなければならない。理想的には、圧力は、飽和蒸気圧の少し上の近接した範囲にある。外部のガスが侵入すると、すぐに圧力は上昇し、工程は準最適に進行する。その結果、一方では、工程が最適圧力範囲で継続するようにガスが吸引されなければならず、一方で、外部のガスが標的となる方法で吸引されなければならない。これは、そこに外部のガスが蓄積するので、凝縮経路の端部で吸引を実施して実現される。吸引の間、更に圧力を観察しなければならない。圧力を観察するのは、最適条件を外れることがないように、圧力を飽和蒸気圧以下に低下させてはならないからである。この目的のため、圧力が飽和蒸気圧より高い限り、前もって吸引を停止しなければならない。このケースにおいては、蒸気室内にある外部ガスの残量は許容できる量であり、工程は最適のまま進行する。外部のガスが蒸気室内に侵入しない限り、また、凝縮器内の温度が蒸発器よりも低い限り、補正の必要なしで、特にポンプ装置なしで非常に効率的な様式で工程は継続する。
【００１１】
従って、外部のガスが蒸気室内に侵入しないように、装置における高い耐圧性の程度が必要になる。小さな漏れを探すための困難な試みを省くために、予防措置として、特に、フランジ、ポンプ等の領域は、浸水されていてもよい。漏出の場合においては、その結果、一部の凝集物が容器内に侵入し、これは、多少なりとも工程に影響を及ぼさない。
【００１２】
本発明の前記工程を伴う蒸留装置の性能は、エネルギー消費が小さく最適である。更に、蒸発器及び凝縮器の間の温度差が小さく維持され、これは、動力装置の廃熱が用いられる多くの用途にとって、他の経済的利点である。
【００１３】
更なる有利な実施態様は従属請求項から明らかである。
【００１４】
本発明の更なるアイデアは、蒸留装置が容器内に、好ましくは本発明のＩＳＯ容器内に収容されているという事実に基づく。このような容器は経済的に利用可能であり、輸送に非常に適しており、水漏れしない（漏出のない）実施態様において利用できる。
以下において、図面を参照して、本発明を更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の蒸留装置の略図を示す。
【図２】図２は、蒸留すべき液体の飽和蒸気圧を伴う、温度に対する圧力のグラフを示す。
【図３】図３は、本発明のいくつかの蒸留装置の配置の略図を示す。
【図４】図４は、容器内の本発明の蒸留装置の平面図における略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、本発明の蒸留装置の簡単な実施態様を示す。これは、以下の、蒸発器２、凝縮器３及び蒸気室６の領域に分割される容器システム１を含み、この容器システム１は、超過圧力及び／又は陰圧に抵抗性でなければならない。蒸発器２には、蒸留すべき液体Ｆｄを含む出発材料４があり、その温度は調整されていてもよい。凝縮器３は、凝縮物５を収容し、その温度は調整されていてもよく、凝縮物は蒸留に続く凝縮によって生成する。出発材料４及び凝集物５の温度は、容器システム１の外部で調整されていてもよい。
【００１７】
蒸気室６は、凝縮器３を有する蒸発器２と連結している。蒸気室は、凝縮すべき蒸気Ｄｋで満たされている。前記蒸気Ｄｋは、蒸発器２から蒸留された液体Ｆｄの蒸発により生成される。蒸気室６は、蒸気室６中で調整される混合温度を測定するための温度センサー８、並びに蒸気室６中の混圧を調整、特に低下させるための圧力調整器９を有する、蒸気室６中で調整される混圧ｐｍを測定するための圧力センサー７を備えている。
【００１８】
蒸留を実施するために、出発材料４を有する蒸発器２を最初に第一の温度Ｔ１に、凝縮器３を第二の低い温度Ｔ２にする。次いで、混圧ｐｍ及び混合温度Ｔｍを測定する。測定した混合温度Ｔｍから、温度Ｔｍを有する液体Ｆｄの飽和蒸気圧ｐｓを測定することができる。
【００１９】
飽和蒸気圧は液体に特徴的である。特定の温度で最大である蒸気圧を表わし、蒸気圧と省略される場合がある。例えば、材料のタイプ及び平衡温度に依存する圧力が確立するまで、純粋な液体原子／分子から気相の中に漏れ出す。前記圧力は飽和蒸気圧である。ガスが液体と熱力学的平衡である場合、前記圧力が有効である。この状態においては、液体の蒸発はガスの凝縮と定量的に等しい。液体、ガスの各々の相が、他の相を減少させつつ、一方で成長するということはなく、従って、両者は安定した様式で同時に存在し得る。これは、動的平衡状態として言及される。
【００２０】
図２においては、温度に対する圧力の関数としての材料の飽和圧力曲線１０の具体例が提供され、材料の液相は左側の上端領域に存在し、気相は曲線の右側の底部領域に存在する。相転移は、飽和蒸気圧曲線１０の領域において起こる。一般材料の飽和蒸気圧曲線は公知であり、マニュアル中に見ることができ、又は式によって挿入することができる。
【００２１】
飽和蒸気圧ｐｓの測定に次ぎ、設定圧力範囲１１を測定する。好ましくは、蒸気室６中の混圧ｐｍは、最良の様式で、すなわち小さいエネルギーでできるだけ効率的に蒸留が実施されるように、対応する混合温度Ｔｍにおける、この設定圧力範囲１１中にあるべきである。
【００２２】
設定圧力範囲１１は、それが多量の圧力上昇外部ガスを含むので、飽和蒸気圧曲線の上にある。それは、図２に示すように、圧力下限ｐ１及び圧力上限ｐ２により制限される。圧力下限ｐ１は、理論的に飽和蒸気圧ｐｓに対応するが、制御のための現実的な理由のため、飽和蒸気圧ｐｓより少なくとも０．１％高く調整される。圧力上限ｐ２は、飽和蒸気圧ｐｓより多くとも６％高い。
【００２３】
最初に、混圧ｐｍを設定圧力範囲１１と比較する。工程の初期には、混圧は設定圧力範囲１１を上回っている。このケースにおいては、蒸気室６中の圧力は、混圧ｐｍが圧力下限ｐ１に達するまで、正確に低下する。好ましくは、これは、ポンプであってもよい圧力調整器９を用いて実施される。圧力下限ｐ１に達するとすぐ、圧力調整器９は停止する。
【００２４】
さて、蒸発器中の出発材料５が、混合温度Ｔｍよりも高い温度Ｔ１を有する限りは、蒸留は自発的に続く。ガスが、液体と熱力学的平衡に向かう傾向にあるので、蒸留すべき液体Ｆｄの蒸発が促進される。また、ガスが、液体と熱力学的平衡に向かう傾向にあるので、凝縮器の温度Ｔ２が混合温度Ｔｍよりも低い限り凝縮が促進される。
【００２５】
混圧ｐｍが圧力限界ｐ２を超えない限り、工程に最適な意図した混圧は、蒸発されるか又は凝縮されるべき媒体の温度の変化をも伴う圧力調整器９の介入なしで自動的に確立される。
【００２６】
蒸留の操作の間、混合温度Ｔｍ及び混圧ｐｍは、混圧ｐｍが圧力上限ｐ２に達するまで連続的に監視される。例えば、容器システム１又は装置の他の部品が小さい漏出を示すので、圧力は上昇し、若しくは外部ガスが装置の他の材料から、又は出発材料４から放出するので、それによって、外部のガスが蒸気室６内に導入する。混圧が圧力上限ｐ２に達するか超えるとすぐに、それぞれ、圧力調整器又はポンプ９の作動が開始することにより、蒸気室６中の圧力は、再度低下する。混圧ｐｍが圧力下限ｐ１に達するとすぐに、圧力調整器９は再度停止する。その後、最適なパラメータを用いて再度蒸留が実施される。蒸留すべき混合物が供給され、凝縮物が放出される限り、前記工程は続く。
【００２７】
凝縮の性質は外部のガスの比率に有意に依存する。蒸気室のガスのうち外部ガスの分子数の割合が、１ミルあたりのいくつか、すなわち０．１％の２，３倍であっても、凝縮を２０〜５０％減少させるかもしれない。従って、混圧を連続的に監視し、設定圧力範囲１１と比較する。
【００２８】
出発材料４から蒸気室６を通って凝縮物５までのガス流により流される（しかし、最終的に凝縮しない）ので、外部のガスは凝縮経路の末端で蓄積することがわかった。従って、凝縮器３内の凝縮経路の末端で蒸気を吸引することは有利である。従って、混圧ｐｍを減少させる過程で、外部ガスの最も高い濃度が容器システム１から除去され得る。一方、落下する凝縮物が、それぞれ圧力調整器又はポンプ９の流れに取り入れられないことを確実にしなければならない。これは、保護パネル１９により達成することができる。
【００２９】
そうでなければ、混圧ｐｍの減少の間、過剰の凝縮されるべき蒸気Ｄｋがポンプ９により吸引されるので、設定圧力範囲１１は、飽和蒸気圧曲線１０に接近すべきでない。飽和蒸気圧ｐｓの、好ましくは少なくとも０．２％の圧力下限ｐ１、及び好ましくは多くとも４％の圧力上限を選択することが有利であることがわかった。従来の蒸留法と対比し、本発明の方法は、蒸気室６内に広がる混圧ｐｍを連続的に監視し、それを設定圧力範囲１１と比較し、必要であれば混圧ｐｍを適切に調整する。通常は、従来の方法は、蒸気室からガスを連続的に吸引し、その結果、飽和蒸気圧ｐｓより低い圧力範囲で機能し、その結果、一方で、大きなエネルギーを消費しなければならず、そうでなければ、エネルギー的に有用な大量の凝縮物を蒸気室から不必要に除去される。対照的に、本発明は、一時的又は短い時間でのみスイッチが入るので、ほとんどの時間、あらゆるポンプなしで機能している。
【００３０】
蒸発器２及び凝縮器３の間の温度差Ｔ１−Ｔ２は、本発明の方法を用いて、特に小さくなるように選択され、好ましくは１Ｋ〜１０Ｋであり、理想的には１Ｋ〜３Ｋである。このように低いエネルギーのみが、温度差を生成するために消費されるので、これは、非常に大きなエネルギー的利点である。
【００３１】
蒸発及び／又は凝縮は、蒸発器２中の出発材料４の表面及び／又は凝縮器３中の凝縮物の表面を大きくすることにより促進することができる。例えば、表面拡大は、それぞれ、出発材料４又は凝縮物５に微細噴霧することにより達成することができる。この目的のための、蒸発器２及び／又は凝縮器３中の噴霧ユニット１５に配置された微細なノズルは、毎秒、数平方メートルの表面を生成することができ、表面において、それぞれ、蒸気が形成され、又はＤｋに凝縮すべき蒸気が凝縮する。更に有利には、蒸気室６内の蒸気の最適な混合が達成されるように、噴霧は特定の方向に配置される。蒸気室６内の蒸気と出発材料４との間のできる限り高い熱変換を達成することが重要である。その結果、効率が促進され、信頼できる方法で混合温度Ｔｍを測定することができる。そうでなければ、更に送風装置１６を蒸気室６内に配置し、蒸気の所望の混合を達成してもよい。供給ライン１２の領域内の加熱器１３、蒸発器２の側の噴霧ユニット１５、及び凝縮器３の側の噴霧ユニット１５の供給ライン１２の領域内の冷却器１４は、蒸発器２内、及び凝縮器３内で設定温度Ｔ１及びＴ２を設定する。当然、温度制御ユニット１３及び１４は、出発材料４内、及び凝縮物５内にも直接配置される。
【００３２】
表面拡大は、表面拡大多孔質充填パッケージを蒸発器２及び／又は凝縮器３中に取り込むことによっても達成することができる。これは、凝縮器内の混合蒸気及び凝縮物の間の温度の同等化を可能にする。
【００３３】
他の好ましい実施態様は、噴霧された出発材料４の水滴が、凝縮器３内に直接入り込むことを防止する１枚以上のパネル１７又は水滴分離充填材を含む。これに対して、凝縮物５の水滴は蒸発器２内に入り込まない。更に、混合機１８は、出発材料４及び／又は凝縮物５を混合し、それらの表面温度を一定に維持することができる。
【００３４】
図３においては、効率が更に向上した装置が示されている。この向上は、２個以上のこのような容器システム１、１’、１’’において前記方法を徐々に実施することにより達成される。各容器システム１、１’、１’’は、他の温度範囲（Ｔ１、Ｔ２）、（Ｔ１’、Ｔ２’）、（Ｔ１’’、Ｔ２’’）で起動する。個々の容器システム１、１’、１’’の温度範囲はお互いに異なり、好ましくは、お互いに近接している。第一の容器システム１においては、前記方法は、例えば、温度Ｔ１＝９０℃、Ｔ２＝８０℃で、例えば、８５℃の蒸気室内の混合温度が確率されるように実施される。例えば、第二の容器システム１’においては、温度Ｔ１’＝８０℃及びＴ２’＝７０℃が調整され、第三の容器システム１’’においては、温度Ｔ１’’＝７０℃及びＴ２’’＝６０℃等が調整され、最下位の容器システム１’’’においては、温度Ｔ’’’＝４０℃及びＴ２’’’＝３０℃が調整される。
【００３５】
好ましくは、蒸発器２又は凝縮器３の温度を調整するためのエネルギーは、温度が変化する他の蒸発器２又は凝縮器３に由来する熱交換器により少なくとも一部直接的又は間接的に得られる。
【００３６】
エネルギーをセーブするため、外部ガスの放出を、外部ガス又は冷却工程から噴霧される凝縮物５、他の工程の蒸気又は外気のいずれかと一緒に、真空ジェットポンプを用いて実施することができる。
【００３７】
このような配置を用いて、例えば、凝縮物５と、以下に続く容器システム１の出発材料４との間に熱交換器２０を配置することによって、凝縮物５と出発材料４を、同じ温度にすることができれば、簡単に達成することができる。この目的のため、板状熱交換器が好ましく用いられる。
【００３８】
種々の容器システム１、１’、・・・の蒸発器２及び／又は凝縮器３は、特にお互いに上端に配置されている。特に適切には、凝縮器の水平配置及び蒸発器の垂直配置である。単一の容器部品の間の必要な連結は、各ケースにおいて、蒸気管を用いて達成される。エネルギーが最適な方法で用いられるので、利点は、特に、低エネルギーの蒸留法である。用いられる熱交換器は、容器システム１の内部又は外部のいずれに配置してもよい。中でも、清掃のための熱交換器への良好なアクセスのしやすさが外部配置の理由である。特に、板状熱交換器又はパイプバンドルが適している。
【００３９】
運転費用のみでなく、購入費用を低く維持するために、装置の容器システム１及び／又は他の部品、例えば、導管は、好ましくは、完全に、又は基本的に安いプラスチックである。
【００４０】
好ましくは、容器システム１は超過圧力又は陰圧に抵抗性でなければならず、両者ともではない。これは、容器システム１の安い構築を可能にする。例えば、それは、フィルムの内部又は外部に配置される固体フレームにおいて支持される技術的プラスチックフィルムからなる。陰圧は、非常に強い必要はない。水については、絶対飽和蒸気圧は、５０℃において、常に１２３ｍｂａｒ（相対的に−８７７ｍｂａｒ）である。従って、フィルムに必要な引裂抵抗は、常に、妥当な費用において材料が利用できる範囲内である。
【００４１】
１００℃以上の温度を使用する場合、容器システム１内の超過圧力が生成され、本発明の蒸留が開始する。このケースにおいては、フレームはフィルムの外側に配置されなければならない。このケースにおいては、圧力調整器９は、圧力を低下しなければならない場合に、蒸気室から周囲にガスを放出することのできるバルブである。超過圧力はポンプ又は加熱により生成し得る。
【００４２】
操作が正常圧力の周囲で実施される場合、すなわち、水の場合、１００°Ｃの範囲内の場合に限り、容器システムは、超過圧力及び陰圧に同時に抵抗性でなければならない。
【００４３】
方法は、バッチ式、又は連続的に実施することができる。図１は、蒸留を充填し排出するための流入及び流出を概略的に示す。
【００４４】
開示された方法にとって重要なことは、要求される温度−圧力の関係の正確な適合である。理想的な条件においては、すなわち、装置がいかなる漏出も示さず、蒸気室内には少量で許容される量の外部ガスのみが存在する場合、圧力調整器９は、工程の開始に続き、全くスイッチを入れなくてよい。いったん確立すると、処理パラメーターが所定の範囲内にとどまっている限り、すなわちＴ１及びＴ２の間の温度勾配がある限り、蒸留工程は自動的に機能する。装置が実質的に漏出を有しない場合には、圧力調整器９は、多くとも蒸留の全期間の１〜５％において機能する。ほんのわずかな漏出を有すると、運転期間の３％〜５０％の圧力調整器９の運転期間が予想される。
【００４５】
１つの漏出の深刻な問題は、外部ガスの侵入である。外部ガス産生のわずかな増加は装置の効率の著しい低下によるので、装置の気密性は非常に重要である。市販品質のポンプ、管継ぎ手、フランジ及び他の部品は、本明細書で要求されるような漏出のない様式での操作に十分でないことがわかった。この点において、高品質の部品さえも要求に適合するためには十分ではない。更に、漏出を見つけることには時間がかかり、費用がかかる。漏出を防止するために、圧力と関連のある連結部及び接続部を有する全ての部品を浸水させてもよい。このような部品は、蒸発器２及び凝縮器３の内壁の部品を含み、ここに、フランジ、並びにセンサー、バルブ、流入物及び流出物及び他のフランジのような全ての部品がある。全ての装置さえ浸水させてもよい。
【００４６】
好ましくは、浸水は、凝縮物５と調和する媒体を用いて実施される。浸水は、任意の漏れやすい部位から外部ガスが侵入しないことを確実にするが、凝集物についてはそうではない。これは多少なりとも工程を妨害せず、それは決定することさえできない。前記浸水により、非常に困難な気密性についての装置の連続的制御は必要でなくなる。
【００４７】
この工程のために必ずしも消費されなければならない唯一のエネルギーは，異なる温度Ｔ１及びＴ２を発生させ、温度差を維持することと、増加させなければならないのであれば，表面を増加させる目的で噴霧ユニットへの液体の輸送のためのエネルギーである。
【００４８】
本発明及び先行技術の方法の間の重要な相違は、外部ガスの吸引の調整である。開示された圧力低下は、圧力を低下させるのみでなく、外部ガスを除去するためにも、凝縮経路の端部で実施される。公知の方法と対比し、吸引は、特定の限界値下で外部ガスの産生が減少するまでのみ実施される。これは、適用される混合温度Ｔｍにおいて測定される飽和蒸気圧ｐｓと比較して、適合される混圧ｐｍを監視する。混圧ｐｍが特定の限界値、例えば、飽和蒸気圧ｐｓより０．１％高い値に達した場合、工程が悪く作動することを防止するために吸引は停止する。一方、工程の効率は圧力下限によっては向上しないであろうし、一方、吸引はエネルギーを余計に必要とせず、更にシステムから蒸気は除去され、そのエネルギーは後の工程ではもはや使用されない。従って、工程は狭い圧力−温度範囲でのみ最適であり、これは、常にエネルギー効率的な様式で方法を実施するために維持される。
【００４９】
好ましくは、開示された方法は、装置が適合し、装置の一部であり得る容器内、特に、ＩＳＯ容器（６．１ｍ又は１２．２ｍの標準的な容器）内で実施される。従って、生産場所から蒸留の操作位置までの輸送は、コンテナー船又はトラックによって、簡単かつ安く実施することができる。更に、これは、蒸留が一般市民から離れた場所で実施され、容器を、トラックによりメンテナンスの場所に再度簡単に移動することができるので、メンテナンスを簡単にする。
【００５０】
図４に記載した蒸留装置は、それぞれ、凝縮器３、蒸発器２及び前述したものによる出発材料４を蒸留するための前記凝縮器３を有する前記蒸発器２と連結した蒸気室６を有する容器システム１を含む。前記蒸留システムは、容器２１、特にＩＳＯ容器２１内に配置される。好ましくは、容器２１の部品、例えば、壁は、容器システム１の部品として同時に作用する。従って、蒸留装置は容器２１内に収容される。このような容器２１は安く入手することができ、非常に規格化されている。更に、本明細書に開示された要求に適合する、漏出のない容器２１が入手できる。蒸発器２及び凝縮器３は、異なる容器２１に別個に配置されてもよく、連結する様式で、そこに取り付けられているか、図４に示すように容器２１を共有している蒸気室６によって連結している。１個の容器２１においては、異なる圧力及び温度工程のための独立した、いくつかの蒸発器２及び／又は凝縮器３が配置され、お互いに連結している。
【００５１】
図４の配置においては、容器２１は、蒸発器（２）及び凝縮器（３）を設置した反応器領域２２、ポンプ、バルブ、センサー及びフランジのような圧力関連成分が位置する浸水領域２３、並びに浸水されていない電子部品２５のための供給領域２４を有する。前記供給領域２４は、装置の操作及び維持のために、アクセス可能である。
【００５２】
容器２１内の配置は、二者択一的に確立してもよい。特に、蒸気室６は、開口部又は導管によって、蒸発器２及び凝縮器３の間の分離壁内に直接形成されていてもよい。連結部を有する浸水領域２３は、容器２１の上部領域に配置してもよい。更なる代替え案として、蒸発器２及び凝縮器３は、お互いの上部に位置していてもよい。
【００５３】
本発明によれば、より高い能力を有する蒸留装置において、数個の容器が隣り合ってお互いの上部に配置されていてもよく、それらはお互いに連結されていてもよい。
【００５４】
１  容器システム
２  蒸発器
３  凝縮器
４  出発材料
５  凝縮物
６  蒸気室
７  圧力センサー
８  温度センサー
９  調整器（ポンプ及び／又はバルブ）
１０  蒸気圧曲線
１１  設定圧力範囲
１２  導管
１３  加熱器
１４  冷却器
１５  噴霧ユニット
１６  送風装置
１７  パネル
１８  混合器
１９  保護パネル
２０  熱交換器
２１  容器
２２  反応器領域
２３  浸水領域
２４  供給領域
２５  電子部品
ｐｍ  蒸気室内の混圧
ｐｓ  飽和蒸気圧
Ｔｍ  蒸気室内の混合温度
Ｔ１  蒸発器内の温度
Ｔ２  凝縮器内の温度
Ｆｄ  蒸留すべき液体
Ｄｋ  凝縮すべき蒸気
Ｖ  圧力を調整するためのポンプ及び／又はバルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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