DE1964635A1

DE1964635A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Trennen von Fluden mittels Membrandiffusion

Info

Publication number: DE1964635A1
Application number: DE19691964635
Authority: DE
Inventors: Iaconelli William Biagio
Original assignee: Ionics Inc
Current assignee: Suez WTS Systems USA Inc
Priority date: 1968-12-24
Filing date: 1969-12-23
Publication date: 1970-07-09
Also published as: GB1290002A; US3520803A; GB1290001A; FR2026998A1; US3695444A; GB1290003A; NL6918953A

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Trennen von Fluden mittels -Membrandiffusion.»

Die Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Trennen •von Jluden mittels Membrandiffusion (Membrandiffusionstrennvorriehtungen) und Verfahren zum Verteilen der verschiedenen in die Kammern solcher Vorrichtungen eintretenden und/oder sie verlassenden ETudströme derart, daß das Auftreten von Lecks zwischen einem Strom und einem anderen Strom verhindert oder verringert wird» Genauer gesagt betrifft die Erfindung das Einleiten von zwei oder mehr 1-Ludströmen in die zugehörigen Kammern eine mehrere Kammern umfassenden Vorrichtung derart, daß ein unerwünschtes Entweichen von iTuden an Leerstellen auf eine solche "Weise verhindert wird, daß der Druckabfall beim Verteilen der Plude möglichst klein und die verfügbare aktive Arbeitsfläche innerhalb der Vorrichtung möglichst-groß gehalten wirdο ferner betrifft die Erfindung verbesserte Vorrichtungen sum Unterstützen der {Erenn-Membranen während des Mudtsennvorgangs derart, daß· ein 2erreißeit oder eine Verformung der Membranen verhindert wird* I_n der folgenden Besohreibung bezeichnet 4er Ausdruck ' "]?lti&" eise Flüssigkeit, eineii Dampf, ein Gas oder ein ' demised, aus solche» Stoffe% uad eiae Membran ist als eine

Trennwand definiert, die für einen Bestandteil oder mehrere Bestandteile eines Eludgemisches unterschiedlicli durchlässig, z.B. halbdurchlässig ist.

Vorrichtungen zum Durchführen von Membraii-Trennverf ahren sind häufig in Form von Stapeln ausgebildet, wie es z.B. in der U.S.A.-Patentschrift 3 398 091 beschrieben ist, auf die hier Bezug genommen wird. Die die Kammern der Vorrichtung abgrenzenden Abstandhalter haben die !Form offener Rahmen und sind voneinander durch eine Membran oder eine dünne trennwand anderer Art getrennt. Das Einleiten von ELuden in jede

™ der eine geringe Höhe aufweisenden Kammern und das Abführen der ITude aus diesen Kammern ist schwierig, da der Abstand zwischen benachbarten Trennwänden klein ist und die in die Vorrichtung eintretenden ELudströme veranlaßt werden müssen, in allgemein parallelen Ebenen durch die Kammern in den Abstandhaltern zu strömen. Zum Zu- und Abführen der IITude dienen ein oder mehrere Kanäle oder Verteiler, die allgemein im Inneren des Stapels dadurch gebildet sind, daß Löcher oder Öffnungen in den Dichtungsflächen der den Stapel bildenden Trennwänden und rahmenf örmigen Abstandhaltern in Fluchtung oder Deckung miteinander stehen. Die betreffenden STudeinlaß-- und/oder ITludauslaßverteilerlöcher in jedem Abstandhalter

) sind in der gewünschten Weise mit der von dem Flud zu durchströmenden Zone der Kammer in dem Abstandhalter durch = einen durch Entfernen eines Teils des Werkstoffs des rahmenförmigen Abstandhalters ausgebildeten Verbindungskanal verbunden. Diese Eintritts- und Austrittskanäle können z.B* enge Kanäle bilden, die das Verteilerlock in dem Abstandhalter mit der das IPlud aufnehmenden Kammerzone verbinden. Die Verteilerlöcher oder Verteileröffnungen sind in einer dem Hand benachbarten Dichtungsfläche angeordnet, oder sie können in einer mehr zentral liegenden Diehtungsfläcker angeordnet sein. Die verschiedenen. J?lu&e_t die durch die Kammern geleitet werden können» sind hydraulisch voneinander getrennt» und jedes Üud wird den zugehörigen Kammern durch einen

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gesonderten Satz von Eintritts-Verteilerlöehern zugeführt und/oder über Austritts-Sammellöcher aus den Kammern abgeführt.

Die bei einer Trennvorrichtung in Form eines Stapels verwendeten Membranen oder sonstigen Trennwände sind dünn und flexibel, so daß unter der Wirkung kleiner Druckuntersehiede eine Durchbiegung oder eine- andere.;JVerformung oder Verlagerung eintreten kann. Derjenige Teil der Membran, der in einem hohen Maß für eine solche Verformung empfindlich ist, ist der Fludeinlaß- und/oder Verbindungskanalzohe des Abstandhalters benachbart und von diesem umschlossen. Dieser kritische Teil der Membran neigt dazu, sich unter der Wirkung des Drucks, der auf die Elemente des Stapels aufgebracht wird, um die Elemente in ilüssigkeitsdichte Berührung miteinander zu bringen, in den Verbindungskanal hinein durchzubiegen oder zu verformen. Eine solche Durchbiegung erfolgt auch in einen solchen Verbindungskanal hinein, wenn der Fludstrom in der Kammer, die sich auf der gleichen Seite der Membran befindet, wie der Kanal, unter einem niedrigeren Druck umgewälzt wird als auf der entgegengesetzten Seite der Membran. Dies hat zur Folge, daß ein Teil der Flüssigkeit eines über einen Kanal zugeführten Stroms hinter den Teil der Membranfläche strömt, der sich in den Verbindungskanal für einen anderen Strom hinein verformt hat, so daß die Flüssigkeit als unerwünschter Fremdstoff in den unter einem niedrigeren Druck stehenden Verteilerkanal eintritt. Eine solche Verformung erweist sich insbesondere bei Membranprozessen als sehr nachteilig, bei denen ein erheblicher Druekunt er schied von z_oB, etwa 0,35 atü oder mehr zwischen den Flächen einer Membran oder Trennwand vorhanden ist. Zu den in der Vergangenheit durchgeführten Versuchen, die auf eine Verformung und die hierdurch bewirkte Entstehung von Querverbindungen zwischen Kanälen zurückzuführenden Schwierigkeiten zu vermeiden, gehört die Verwendung eines innen-

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liegenden Verteilers oder Kanals bei einer Anordnung, deren Teile nacheinander von einem Flud durchströmt werden, wobei eine oder mehrere Vorrichtungen zum Umlenken des Stroms vorgesehen ist, wie es in der eingangs genannten U.S.A.-Patent^ schrift beschrieben ist. Solche Vorrichtungen zum Umlenken eines Fludstroms umfassen gewöhnlich zwei einander benach~ barte Verteilerlöcher, die in der gleichen Rahmenseite der Dichtungsfläche eines Heizkammer-Abstandhalters angeordnet sind, wobei diese Löcher miteinander durch einen schmalen und niedrigen Fludumlenkwe'g verbunden sind, der aus dem Werk-

_ stoff des gleichen Abstandhalters herausgeschnitten ist.

™ Die einer Seite der Heizkammer benachbarte iabene Wärmeübertragungsplatte weist keine Löcher auf, die mit den beiden Löchern der Umlenkvorrichtung fluchten, so daß sie auf dieser einen Seite des Abstandhalters eine den Strom zurückhaltende Trennwand bildet. Bei dieser Anordnung kann ein Fludstrom von einem Verteilerloch der Stromumlenkvorrichtung in einer ersten Eichtung im rechten Winkel zur Fläche der Wärmeübertragungsplatte aufgenommen werden, längs des engen niedrigen Verbindungs- und Umlenkkanals zu dem benachbarten Verteilerloch strömen und dann von diesem letzteren Loch aus in einer zweiten Richtung im rechten Winkel zur Fläche der Platte weiterströmen, die der zuerst genannten Richtung entgegengesetzt ist. Wegen des Vorhandenseins des engen Umlenkströmungsweges, und da der in die Umlenkvorrichtung eintretende und sie wieder verlassende Fludstrom scharf um 180° umgelenkt werden muß, ist der in der Umlenkvorrichtung auftretende hydraulische Druckabfall im allgemeinen zu groß und daher unerwünscht.

Gemäß der Erfindung soll nunmehr eine neuartige, in Form eines Stapels ausgebildete Membrantrennvorrichtung geschaffen werden, bei der eine Strömungsweganordnung für Fludströme vorgesehen ist, bei welcher die Verteilerlöcher und Verbindungskanäle in den Dichtungsflächen der Abstandhalter so angeordnet sind, daß der durch die Verteilerlöcher

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hervorgerufene Druckabfall bei mindestens einem der Fludströme dadurch verringert ist, daß die Länge der durch die Verteiler!öcher verlaufenden Strömungswege innerhalb der Yorrichtung verkleinert ist, und daß ferner die Zahl der scharf en Krümmungen längs des durch die Terteileroffnungen verlaufenden Strömungsweges verkleinert ist. Ferner sieht die Erfindung Torrichtungen zum Zuführen und/oder Abführen von Fludströmen zu bzw. aus in kleinen Abständen voneinander angeordneten Kammern bei einer Trennvorrichtung in Form eines Stapels auf eine solche vorbestimmte Weise voiv daß es nicht erforderlich ist, Abstandhalter zu verwenden, die mit einen hohen Druckabfall in dem Strom verursachenden Umlenkmitteln versehen sind· Weiterhin sieht die Erfindung Maßnahmen vor, um eine Verformung der Membranen und ein unerwünschtes Entweichen eines Fludes aus einer Kammer einer Membrantrennvorrichtung in eine andere Kammer zu verhindern* Gemäß einem weiteren Merkmal sieht die Erfindung ein verbessertes Membranstützgitter bzw. eine Tragkonstruktion vor, mittels deren jede Membran gegen eine Durchbiegung und ein mögliches Aufreißen ausreichend abgestützt wird_? ohne daß das Abführen von Dampf von der ^embranfläehe behindert wird. Ferner sieht die Erfindung ein einziges zusammenhängendes Bauteil vor, das sowohl als eine Wärmeübertragungsplatte wie auch als eine Fludzuführungskammer zur Wirkung kommt.

Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand sehematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert«

Fig. 1 zeigt in einer auseinandergebogenen perspektivischen. Darstellung einen Teil einer bestimmten Atisführungs- toxm einsr Membranäiffusionstrennvorriehtimg und läßt die relative- Anordnung dar Bauteile erkennea_?.' wobei ferner aeigfe ±Bt_t auf ireleii© Weis©■'■■ das. zu^etutwte: FIucL i® Ä simtlie-äe gleichartige» mnd wöbei.feei ter^äarggg'ijell eis MU2? Bsiisigtiag dlem©naör ÄbstattÄaites¹- swise&ea'-^s »wei

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einander benachbarten Baugruppen der Trennvorrichtung angeordnet und ihnen gemeinsam zugeordnet ist.

Hg. 2 ist ebenfalls eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und zeigt eine andere Fludströmungsweganordnung, mittels deren bestimmte Kammern innerhalb der Trennvorrichtung parallel gespeist werden, und bei der die "Vorrichtungen zum Zuführen und Abführen von Fluden zu bzw. aus der Trennvorrichtung an den Seitenkanten von ein Vakuum aufrechterhaltenden rahmenförmigen Abstandhaitern angeordnet sind, welche vorzugsweise jeweils zwei benachbarten Baugruppen der Trennvorrichtung angeordnet und ihnen gemeinsam zugeordnet sind.

Pig. 3 ist eine teilweise weggebrochen gezeichnete perspektivische Darstellung eines zwei Baugruppen gemeinsam zugeordneten, ein Vakuum aufrechterhaltenden Rahmenförmigen Anstandhalters in Verbindung mit einer bevorzugten Ausführungsform einer Membranstützkonstruktion.

Fig. 4 zeigt in einem größeren Maßstab fprspektivisch Einzelheiten eines bevorzugt verwendeten durchlässigen Hilfsstützelements, wie es bei der Membranstützkonstruktion nach Fig. 3 vorgesehen ist.

Fig. 5 zeigt perspektivisch ein zusammengesetztes, bei einer erfindungsgemäßen Membrandiffusionstrennvorrichtung verwendbares Element in Form eines Abstandhalters, der zur Übertragung von Wärme dient und eine Fludzuführungskammer abgrenzt.

Allgemein gesprochen ermöglicht es die Membrandiffu— sionstrennung, die Zusammensetzung eines flüssigmGemisches dadurch zu ändern, daß man einen Teil des Gemisches eine Membran durchdringen läßt, die selektiv einen oder mehrere Bestandteile des Gemisches im Vergleich zu den übrigen Bestandteilen bevorzugt durchläßt. Die dia Membran durchdringenden Bestandteile des Gemisches werden in der Dampfphase

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abgeführt. Die Zusammensetzung des durch eine Membran hindurchgedrungenen Dampfes, der bei einer bestimmten Temperatur und einem bestimmten Dampfdruck gewonnen wird, ist durch die Zusammensetzung des zugeführten Gemisches und die Eigenschaften der Membran bestimmt. Eine in hohem Maße hydrophile Membran läßt auf selektive Weise aus einem Gemisch stammendes Wasser durch, verhindert jedoch die Verdampfung organischer Bestandteile, Auf diese Weise ist es möglich, Wasser aus einem Kaffeeextrakt oder aus Obst- und Gemüsesäften zu entfernen, ohne daß ein bemerkbarer !Teil der flüchtigen Geschmacks- oder Duftbestandteile entfernt wird.

In Fig. 1 und 2 sind als Stapel ausgebildete Membrandiffusionstrennvorrichtungen dargestellt, die ähnlich aufgebaut sind wie eine Platten und Rahmen umfassende -I¹X-Iterpresse, welche sowohl in einer waagerechten Lage als auch stehend betrieben werden kann, und jede der Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 umfaßt mehrere Grundeinheiten oder Teilbaugruppen A bis E, die gemeinsam zwischen zwei nicht dargestellten Stirnplatten angeordnet sind. Es sei bemerkt, daß man eine beliebige Zahl solcher Grundeinheiten verwenden kann, und daß diese Grundeinheiten zwischen den Stirnplatten vorzugsweise in Form von sich wiederholenden Paaren angeordnet· sind. Man erhält einen nach außen abgedichteten Stapel, indem man mit Hilfe nicht dargestellter Schrauben und Muttern oder anderer bekannter Vorrichtungen zum Aufbringen von Druck einen ausreichenden Druck auf die Stirnplatten aufbringt. Wenn die stapeiförmige Vorrichtung in waagerechter Lage betrieben werden soll., kann man ein skelettförmiges Gestell verwenden, das zwei, an den Enden angeordnete Unterstützungen umfaßt, die durch waagerecht angeordnete parallele Stangen oder Schienen miteinander verbunden sind. Mit Hilfe dieser Stangen kann man eine variierende Zahl der Rahmen oder Abstandhalter, die die Kammern jeder Teilbaugruppe abgrenzen, unterstützen und zu einem nach außen abgedichteten Stapel vereinigen. Die Rahmen würden in diesem Fall an den Schienen

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mit Hilfe von je zwei auf "bekannte Weise ausgebildeten !Pragarmen oder Griffen abgestützt werden, die an den entgegengesetzten Enden der rahmenförmigen Abstandhalter vorgesehen sind. Die Elemente des Stapels können zwischen den beiden Stirnplatten oder Kopfstücken mit Hilfe einer Gewindespindel oder eines hydraulischen Stößels geschlossen und abgedichtet werden, der mit dem beweglichen Kopfstück verbunden ist, mittels dessen die rahmenförmigen Abstandhalter aufeinandergedrückt werden.

Bei der dargestellten Vorrichtung umfaßt jede Grundeinheit oder {Teilbaugruppe drei einzelne Kammern 7» 8- und 9» die voneinander durch Trennwände 10 und 11 getrennt sind, wobei einige Kammern zwischen zwei benachbarten Teilbaugruppen angeordnet und ihnen gemeinsam zugeordnet sind. Die Heizkammern 7 sind durch Abstandhalter 12 abgegrenzt, und die Fludzuführungskammer 8 ist durch einen Abstandhalter B1J bzw. C1J bzw. D13 bzw. E13 usw. abgegrenzt und von jeder benachbarten Kammer durch eine Wärmeübertragungsplatte 11 getrennt, die z.B. aus einem dünnen Metallflachmaterial besteht. Die benötigte Latente Verdampfungswarme wird der Flüssigkeit in der Zuführungskammer 8 mittels der Wärmeübertragungsplatte dadurch zugeführt, daß heißes Wasser oder Dampf durch die Heizkammer 7 geleitet wird.

Fig. 1 zeigt Dampfkammern 9j von denen je eine zwischen zwei benachbarten Teilbaugruppen, z.B. zwischen den Teilbaugruppen A und B bzw. zwischen den Teilbaugruppen 0 und D angeordnet ist; jede Dampfkammer 9 ist durch einen rahmenförmigen Abstandhalter 14 abgegrenzt und von den benachbarten Zuführungskammern 8 durch eine halbdurchlässige Membran 10 getrennt» Der rahmenförmige Abstandhalter 14- hat gewöhnlich eine größere Dicke als die anderen Abstandhalter, und er besteht zweckmäßig aus einem relativ starren, chemisch neutralen Werkstoff wie Kunststoff oder nichtrostendem Stahl. Bestimmten Seiten aller Membranen 10 können nicht dargestellte rahmenförmige Dichtungsmittel zugeordnet sein, um

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eine Abdichtung zwischen, der Membran und den "benachbarten starren Abstandhaltern zu bewirken. Bern eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter 14- ist ein Stützglied 16 zugeordnet, das aus einem für ETude durchlässigen Werkstoff, z.B. einem porösen Metall, einem keramischen Werkstoff oder einem Kunststoff besteht, und in dem starren rahmenförmigen Abstandhalter 14 "vorzugsweise festgehalten und so ausgebildet ist, daß es in die Dampf- bzw. Vakuumkammer 9 paßt* Das Stützglied 16 ist in llächenberührung mit den benachbarten dünnen Membranen 10 angeordnet, um zu verhindern, daß die Membranen in Richtung auf die Dampfkammer aufgerissen werden oder aufplatzen, da während des Betriebs' der Vorrichtung- ein Druckunterschied zwischen den Zuführungskammern und den Dampfkammern vorhanden ist» Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform eines eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalters und des ihm zugeordneten neuartigen Stützgliedes wird im folgenden an Hand von Fig. 3 beschrieben*

Im idealfall ist die Dampfkammer 9 gegenüber den benachbarten Zuführungskammern 8 vollständig abgedichtet, um zu gewährleisten, daß irgendein S¹IUd in die Dampfkammer nur dadurch eintreten kann, daß es die halbdurchlässigen Membranen oder !Trennwände 10 durchdringt. Jedoch ist dies nicht leicht zu erreichen, da sich die Membranen durchbiegen, so daß Undichtigkeiten ent stehen über die das I¹IUd von einer Kammer in eine andere Kammer gelangen kann» Die Abstandhalter 12 und 1J sind mit eingeätgten oder ausgeschnittenen zentralen Abschnitten versehen₉ die bei den Heizkammern 7 bzw« den ElOLdzuführungskammem 8 vorzugsweise einen gewundenen STudströmungsweg abgrenzen_o Die genannten Kammern sind dureh dan Sabinen des Abstan&iialters 12 bzw» 13 abgegrenzt_s und äer Rahmea jedes Abstandhalters wirkt gleichseitig als Biciitung mit d©n ihm benachbarten {Peilen fies Stapels* Der FindsterÖMiZigsweg: kana ferner auf ein® aißit dargestellt© Weise so ausgebildet saia_s daß sich, das Find längs d@s eg ia Wosm eijxezi'turbulenteia Stroauag"'bewegt, wiö

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es in den U.S.A.-Patentschriften 2 708 658 und 2 89T 899 beschrieben ist.

Die von Teilen des Fludstroms zu durchdringenden Membranen 10 sind als solche bekannt. Jede Membran ist in Form eines nicht porösen Flachmaterials oder Films aus einem organischen Polymerisat hergestellt, z.B. aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk, Neopren, Polybutadien oder anderen Polyolefinen, ferner aus Polyvinylchlorid, Mischpolymerisaten aus Yinylchlorid und Vinylidenaerylnitril, Polyvinylbutyral, Celluloseestern wie Celluloseacetat, Cellulosepropyonat, Cellulosebenzoat, Cellulosenitrat, Celluloseacetat-Propionat, Cellulosestern wie Äthyl- und Methylcellulose, Ionenaustauschstoifffen unsw., um mir einige der zahlreichen verwendbaren Polymerisate zu nennen.. Es sei bemerkt, daß der ^membrahwerkstoff entsprechend seinen Durch! äs sigke its eigenschaft en gewählt werden muß, denn Polymerisate der genannten Art zeigen gegenüber'verschiedenen Flüssigkeiten eine unterschiedliche Selektivität, und daher hängt die Wahl von den Eigenschaften des zu zerlegenden Gemisches ab. TJm eine hohe Durchlässigkeit d£r Membranen zu erzielen, sind die Membranen ziemlich dünn, und ihre Dicke liegt vorzugsweise im Bereich von z.B* 0,0025 und 0,25

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und insbesondere der in Fig» 1 gezeigten kann ;jede der an ihren Enden angeordneten, nicht dargestellten Stirn- oder Druckplatten mit Einlaß» und/oder Auslaßansehlußröhreii versehen sein. An diese Eohre können Leitungen angeschlossen, werden, um ein Flud den verschiedenen Kammern zuzuführen und/oder ein Flud aus den Kammern abzuführen, und zwar über in dem Stapel ausgebildete Kanäle 60, 61 und 62, wobei die verschiedenen Kammern von dem Flud nacheinander durchstrSuat werd-en, da in den Diehtungsflachen der verschiedenen Seile &©a Stapels Öffnungen 40, 41, 42, 43, 44, 45 und 46 sowie Verbindungskanäle 50,-511 52, 53, 54j 55 und 56 ausgebildet sind. Mit .

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■bestimmten Anschlußrohren können nicht dargestellte Vakuumpumpen oder andere Vorrichtungen verbunden sein, mittels deren über den Kanal 61 in den Dampf kammern 9 der gewünschte niedrige Druck erzeugt wird, oder mittels deren alternativ ein Spülgas durch die Dampfkammern hindurchgepumt werden kann. Ferner sind mit den betreffenden Einlaßrohren nicht dargestellte Pumpen verbunden, mittels deren BLude den Zuführungskammern 8 und den Kammern 7 zugeführt oder aus diesen Kammern abgezogen werden können.

Die Elemente des Stapels sind im Bereich ihrer Dichtungsflächen mit einer oder mehreren Öffnungen 40 bis 46 versehen, die allgemein in der Handzone der Elemente angeordnet sind. Bestimmte Öffnungen aedes Abstandhalters sind mit Kanälen oder Schlitzen 50 bis 56 versehen,, die die offenen Innenräume der Abstandhalter miteinander verbinden", damit ein vorbestimmter iludstrom in die betreffenden Kammern eintreten und/oder sie verlassen kann, während weitere Öffnungen ohne solche Kanäle vorgesehen sind, um andere 3fludströme so umzuleiten, daß sie anderen Kammern zugeführt werden. Die geweilige Anordnung der Öffnungen und Kanäle richtet sich zum Teil nach der Anordnung der Einlaß- und Auslaßanschlußrohre der Vorrichtung und natürlich auch nach der gewünschten Sichtung, in der der "Pludstrom durch den Stapel geleitet werden soll«

I¹Xg. 1 zeigt eine Vorrichtung, ■ bei der der Wärmezuführungsstrom alle Elemente nacheinan der über die Öffnungen 62 durchströmt, während der von diesem Strom getrennt gehaltene zugeführte Eludstrom durch die Öffnungen60 strömt· Die beiden Ströme können ±m- Gleichstrom oder im ^egenstrom durch die Vorrichtung geleitet und einem Ende des Stapels zugeführt und dem anderen Ende des Stapels entnommen werden. Zum Hindurchleiten von Fludströmeh durch die betreffenden Kammern und zum Abziehen der J"ludströme aus den Kaiomern dienen die Verteiler- bzw. Sammelkanäle 6JDf 61 und 62, die

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sich gemäß IPig. 1 allgemein in der durch die Pfeile bezeichneten Richtung durch den Stapel erstrecken. Diese Kanäle entstehen dadurch, daß die betreffenden Öffnungen der gegeneinander abgedichteten Elemente des Stapels in Deckung miteinander stehen.

Die Elemente des Stapels sind normalerweise zusätzlich zu mehreren anderen. Fludverteilungsöffnungen mit mindestens einer Öffnung 41 zum Aufbringen eines U_nterdrucks versehen. Die gedem eine Dampfkammer abgrenzenden Abstandhalter 14 zu- ^ geordneten und ihm benachbarten Membranen IO sind normaler-™ weise innerhalb ihrer Dichtungsflächen mit Verteileröffnungen versehen, deren Zahl und Anordnung der Zahl und Anordnung der Verteileröffnungen des benachbarten, die Dampfkammer abgrenzenden Abstandhalters oder Rahmens 14 ähnelt. Auch die übrigen Elemente des Stapels weisen zum Aufbringen von Unterdruck dienende Öffnungen 4-1 in ähnlicher Anordnung auf, so daß beim Zusammenbau der Elemente zu .einem Stapel ein Vakuumkanal 61 entsteht, der sich durch die Vorrichtung hindurch erstreckt, da die Öffnungen 4-1 miteinander fluchten. Die durch die Abstandhalter 14- abgegrenzten Dampfkammern 9 sind mit den zugehörigen Unterdruckkanlöffnungen 41 durch enge Verbindungskanäle 51 verbunden. Beim Betrieb der Vor-} richtung verdampft der eine Membran 10 durchdringende Bestandteil des Eludes in die Dampfkammer hinein und wird aus ihr über die Verbindungskanäle 51 und schließlich aus der Vorrichtung über den Vakuumkanal 61 abgezogen und an dem betreffenden Auslaßanschlußrohr gesammelt.

Jeder zwischen zwei Wärmeübertragungsplatten 11 lie-„ gende Abstandhalter 12 begrenzt eine zwei Einheiten oder Teilbaugruppen gemeinsam zugeordnete Heizkämmer 7. Diese Heizkammer-Abstandhalter sind mindestens mit Verteileröffnungen 42 und 4-3 versehen, die mit dem Ifludströmungsweg der Heizkammer durch Kanäle 52 und 53 verbunden sind. Die Zuführungskammern 8 sind auf ähnliche Weise mindestens mit Verteileröffnungen 40, 44 und 45 und dort, wo es erforderlich ist,

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mit Yerbindungskanälen 50,. 54 und 55 verseilen. Die die Heizkammern abgrenzenden Abstandhalter 12 und die Wärmeübertragungsplatten 11, denen der Abstandhalter gemeinsam zugeordnet sind, sind ebenfalls mindestens mit VerteileröffnungeiL. 40, 44- und 45 versehen, die in Fluchtung mit ähnlich angeordneten Öffnungen 40, 44 und 4-5 des eine Zuführungskammer abgrenzenden Abstandhalters 13 stehen.

Es sei bemerkt, daß die Membranen und auch die die Dampf kammern abgrenzenden Abstandhalter in keinem Fall Yerteileröffnungeß aufweisen, die in lluchtung mit den Einlaß- und Auslaßkanälen stehen, welche durch Öffnungen in den benachbarten Abstandhaltern 13 ausgebildet sind_} die die Zuführungskammern abgrenzen_o Bei einer solchen Anordnung zeigt die die Yerbindungskanalzonen 50$ 54_? 53 und 56 der die Zuführungskammern abgrenzenden Abstandhalter überdeckende Membranfläche eine geringere Ueigung, sich in diese Yerbindungskanäle hinein durchzubiegeh. Jede Durchbiegung", die etwa auftreten konnte» würde sich in keinem Pail als schädlich erweisen, da keine Membranöffnung in der Hähe der Yerbindungskanäle der die Zufiihrungskammern abgrenzenden Abstandhalter und der zugehörigen' Öffnungen #0, 44, 45 und 46 vorhanden ist und daher die über den Kanal 60 zugeführte Lösung nicht unter einem durchgebogenen Seil der Membran hindurch zu einer benachbarten Dampfkammer 9 strömen* kann.

Yorzugsvjeise verwendet man zwei oder mehr einzelne Seilbaugnippen in. 3Form von Paaren* Z₉B= der Paare A und B, C und D uswo j die zwischen den an den. Enden vorgesehenen Druckplatten angeordnet sind, so daß eine auf beiden Sei tea durch Membranen 10 abgegrenzte Dampfkammer 9 .jeder SJeilbaagyttppe des betreffenden Paars gemeinsam zugeordnet is·*-* Somit dient gede Bampfkammer 9 sum Aufnehmen der llude, die aus dan feeidea "bsnaclibarten ZufüiiningskaMaerB. Q standen und die Membranen durehdamagen- -haöeEt_s wie" es in den Zeioli-■Hangendargestellt ist» Es sei bemerkt₉ daß man swisohea üen ©a des T&n&mn iss? Vorrichtüiig -angeordnetea. Bru-ckplatteji

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sätzlich zu"den dargestellten leilbaugruppen weitere Teilbaugruppen 15. einer sich regelmäßig wiederholenden Anordnung vorsehen kann.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung und das verbesserte "Verfahren zum Hindurchleiten der Fludströme durch den Stapel wird im folgenden näher an Hand von Fig. 1 erläutert, wo eine Anordnung dargestellt ist, die dazu dient, einen Strom 60.eines Fludgemisches jeder Zuführungskammer 8 eines mehrere Einheiten umfassenden Stapels dadurch zuzuführen, daß das Gemisch im Inneren des Stapels der Eeihe nach von einer Zuführungskammer zu einer anderen Zuführungskammer usw. geleitet'wird. Ein anderer Fludstrom 62, z.B. ein heißer Wasserstrom, wird gleichzeitig durch alle hintereinandergeschalteten Heizkammern 7 geleitet. Ein dritter Strom 61, der z.B. durch ein Seil vakuum erzeugt wird» kann durch einen dritten Satz von K mmern, z.B. die Dampf kammern 9, geleitet werden. Sämtliche Ströme werden normalerweise voneinander getrennt gehalten. Unter bestimmten Umständen können ein vierter und sogar noch ein fünfter Strom vorhanden sein. Gemäß der Erfindung wird ein Strom eines flüssigen Gemisches, z»B. eines 25% feste Stoffe enthaltenden wässerigen Kaffeeextraktes mit Hilfe von Pumpvorrichtuiigen dem Einlaßanschlußrohr an einer Stirnplatte in einer Menge von etwa 3,8 It r/h so zugeführt, daß er gemäß Fig. 1 durch den Kanal 60 strömt, wie es durch gestrichelte Pfeile angedeutet ist. Der hierbei benutzte Stapel umfaßt drei sich wiederholende Paare von Einheiten, d.h. insgesamt die Teilbaugruppen A bis F, wobei insgesamt eine ausnutzbare durch-

ο lässige Membranfläche von etwa 5»7 m sur Verfügung steht» Der zugeführte Gemischstrom 60 wird nach dem Herumleiten des Stroms um die Zuführungskammer B8 der Teilbaugruppe B und naeh seinem Eintreten in die Einlaßverteileroffnung 4-5 der Ziiführungakammer Ö8 der Seilbaugrupp© C veraalafit^ sich längs eines gewundenen Strömungswsges durch die Zuführungskamaiej» 08 hindurek zu deren liislaßverteileröffming 40 au bewegen·

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Da die z.B. aus Cellulosenitrat "bestellende benachbarte Membran 10 keine mit der Auslaßöffnung 40 in Eluchtung stehende Öffnung aufweist, wird die diese Zuführungskammer verlassende Lösung gezwungen, nach, unten zu dem eine Zuführungskammer abgrenzenden Abstandhalter B1J der Teilbaugruppe B und zu deren Einlaßöffnung 40 zu strömen. Da die dem Abstandhalter B15 der Toilbaugruppe B benachbarte Membran 10 ebenfalls keine mit der Einlaßverteileröffnung 40 fluchtende Öffnung besitzt, muß die zugeführte Lösung durch die Zuführungskammer B8 zu der Auslaßsammei öffnung 44 strömen und die Lösung wird dann gezwungen, erneut nach oben zu dem eine Zuführungskammer abgrenzenden Abstandhalter 013 der-^'eilbaugruppe C zu strömen, wobei die Lösung durch den Kanal 60 und die Verteileröffnungen 60 strömt. Dieser Strom 60 bewegt sich dann nach oben an den Teilbaugruppen G und D vorbei, um in die Verteilereinlaßöffnung 44 des die Zuführungska mer E8 abgrenzenden Abstandhalters E13 der Teilbaugruppe E einzutreten. Dann folgt der Strom allgemein einer BahUj wie sie vorstehend bezüglich der Teilbaugruppen B und C beschrieben wurde, d.h. er strömt durch die Zuführungskammer ES der Teilbaugruppe E, aus dieser Kammer heraus und dann zurück zu der Zuführungskammer D8 der Teilbaugruppe D, aus der er dann über eine Austrittsöff— nung 45 abgezogen wird, um der nicht dargestellten nächstbenachbarten Teilbaugruppe zugeführt zu werden« Nachdem der Strom nacheinander alle übrigen Zuführungskammern in der beschriebenen Weise passiert'hat, wird er schließlich aus der Vorrichtung über ein Austrittsrohr abgezogen. Der Strom wird in Form eines 52% feste Stoffe enthaltenden konzentrierten Erzeugnisses mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,9 ltr/h gesammelt. Die zuzuführende Lösung bzw. das Gemisch kann zuerst erwärmt werden, bevor es in den Stapel eintritt. Vorzugsweise wird das Gemisch auf eine Temperatur von etwa 55° G erwärmt, und diese Temperatur wird während des Eindurchströmens des Gemisches durch den Stapel dadurch aufrechterhalten, daß das Gemisch Wärme aus den benachbarten Heizkammern 7 aufnimmt. Ein Wärmeübertragungsfludj z.B. auf

etwa 60° C erwärmtes Wasser, wird durch eine Pumpe kontinuierlich, einem einer Stirnplatte zugeordneten Einlaßrolir in einer Menge von etwa 7»-6 Itr/min zugeführt, so daß es nacheinander alle Heizkammern 7 des Stapels unter Vermittlung durch den Kanal 62 durchströmt. Wenn das Heizflud durch die' Heizkammern geleitet wird, wird die darin enthaltene Wärme durch die Trennwände bildenden Wärmeübertragungsplatten auf das zugeführte Gemisch in den Zuführungskammem übertragen. Nach dem Verlassen des Stapels kann das Wärmeübertragungsflud erneut'erhitzt und dann wieder dem Stapel zugeführt werden. . ₌

Der Druck in der Dampfkammer 9 wird auf einem niedrigeren Wert gehalten als der Druck in der Zuführungskammer 8, z. Bi= durch ein Teil vakuum, das in der Dampfkammer durch Evakuieren der betreffenden Austrittsrohre mit Hilfe einer Vakuumpumpe oder dergleichen erzeugt wird. Das in dem zugeführten Gemisch, z.B. einem Kaffeextrakt, enthaltene Wasser in der Zuführungskammer 8 durchdringt vorzugsweise die wasser· durchlässige Membran 10, aus der es auf ihrer dem niedrigeren Druck ausgesetzten Seite als Dampf austritt, der dann schnell über den Verbindungskanal 51 abgezogen wird. Der Dampf wird dann aus dem Stapel über den stirnseitigen Druckplatten zugeordnete Austrittsrohre abgezogen, kondensiert und schließlich in einer Menge von etwa 2,3 kg/h gesammelt.

Insbesondere bezüglich Fig. 1 sei bemerkt, daß das zugeführte iTudgemis h bzw. der Strom 60 beim Hindurchströmen durch die Zuführungskammer eines Paars von Teilbaugruppen, z.B. der Teilbaugruppen B und C, zunächst an der zuerst erreichten Teilbaugruppe, z.B. der T ilbaugruppe B, vorbeigeleitet wird, bevor der Strom durch die Zuführungskammer 08 der benachbarten zweiten Teilbaugruppe C geleitet wird. Dann kehrt der Strom 60 zu der ersten. Teilbaugruppe B zurück, wo er durch deren Zuführungskammer B8 geleitet wird, um dann wieder in seiner ursprünglichen Strömungsrichtung zu dem nächstbenachbarten Teilbaugruppenpaar zu gelangen, das die

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!Eeilbaugruppen D und E umfaßt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der zugeführte Strom 60 beim Passieren der Zuführungskammern eines Paars von Teilbaugruppen, z.B. der ieilbaugruppen B und C, bei der vorstehend beschriebenen Anordnung viermal scharf um 90° umgelenkt werden muß» Bei der bekannten Vorrichtung, bei der Stromumlenkvorrichtungen vorgesehen sind, wie es in dem eingangs genannten Ü.S.A.-Pätent 3 398 091 beschrieben ist, muß der Strom achtmal scharf um 90° umgelenkt werden, damit .er die Zuführungskammern eines Paars von Teilbaugruppen durchströmen kann. Diese übermäßig hohe Zahl von Richtungsänderungen iat darauf zurückzuführen, daß den Dichtungsflächen der die Heizkammern abgrenzenden Abstandhalter und dem Gemischverteilerkanai 6Ό zwei Sätze von Strömungsumlenkvorrichtungen zugeordnet sind. Die erfindungsgemäße Aufgabe einer Verringerung des hydraulischen Druckabfalls in den Verteilerkanälen wird somit auf einf ache Weise dadurch erfüllt, daß die Verwendung der bei der bekannten Vorrichtung vorgesehenen, einen großen Durckabfall herbeiführenden ümlenkvorrichtungen vermieden ist.

I¹Ig. 2 zeigt eine Ausführungsform in Gestalt einer Anordnung, bei der ähnlichen in getrennten Teilbaugruppen angeordneten Kammern parallel mit einem einzigen Fludstrom gespeist werden, der anfänglich in einen ersten und einen zweiten Strom unterteilt wird» Die Plude werden der Vorrichtung vorzugsweise nicht über Öffnungen in an dem Enden der Vorrichtung angeordneten Druckplatten zugeführt bzw* aus der Vorrichtung abgeführt, wie es vorstehend an Hand von Pig. beschrieben ist, sondern zum Zu- bzw, Abführen der ELude disaen allgemein Anschlußrohre oder Öffnungen^ die an zwei öder meki? Seitenkanten der starren, VakuumlEammern abgrenzenden rahraenförmigeB Abstandhalter Torgsseiee ist. Der erste Strom wird ei.neT bestimmten ÜJeilfoawgrttppe i;a ©iser bestiinmten Eich·- tttng zugeführt _? waiirend &®3* zweite Strom ifi einer anderen

m±zü,. laüMes (He Ströme- i&.'psq?a£3.el4£ .Bi

ähnliche Kammern der betreffenden ■'■"eirbaugruppen durchströmt haben, strömen sie aufeinander zu, um sich wieder zu einem einzigen Strom zu vereinigen. Matürl ich sind die Baueinheiten oder leilbaugruppen auch in diesem Fall vorzugsweise paarweise zwischen Stirnplatten angeordnet, auf die ein Druck aufgebracht werden kann, um einen nach außen abgedichteten Stapel zu erhalten. Gegebenenfalls können einige der Anschlußrohre den Stirnplatten und andere Anschlußrohre den Seitenkanten der rahmenförmigen, die Vakuumkammern abgrenzenden Abstandhalter zugeordnet sein.

Bei der Torrichtung nach Fig. 2 ist der eine Vakuumkammer abgrenzende rahmenförmige Abstandhalter, der zwei Baueinheiten oder l'eilbaugruppen gemeinsam zugeordnet ist, einem Satz von Einlaß- und Auslaßanschlußrohren 20, 21, 22, 23 und 24 versehen, die mit voneinander abgewandten Seitenkanten des Abstandhalters verbunden sind. Mit Hilfe dieser Rohre kann man ein Flud veranlassen, über innenliegende Kanäle, die sich aus Sätzen von miteinander fluchtenden Verteiler- bzw. Sammelöffnungen zusammensetzen, zu den betreffenden Kammern zu strömen bzw. aus. den Kammern zu* entweichen. Jedoch sind nicht alle eine Vakuumkammer abgrenzenden ißahmenförmigen Abstandhalter 14 notwendigerweise mit der gleichen Zahl von Rohren versehen, und die Anordnung der Rohre braucht nicht der Anordnung der Rohre bei den benachbarten, eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter zu ähneln. Beispielsweise braucht nur jeder zweite Abstandhalter für eine Vakuumkammer mit Anschlußrohren 21 und 24 und den zugehörigen Verteiler- bzw. Sammelöffnungen zum Zuführen und Abführen des Heizfludes zu den die Heizkammern abgrenzenden Abstandhaltern und zum Abführen des Heizfludes versehen zu sein. An die zum Evakuieren, dienenden Rohre 22 können Vakuumpumpen 26 oder dergleie&en angeschlossen sein, mittels deren der gewünschte Unterdrück bzw. ein Teilvakuum in den Dampfoder Vakuunikammern 9 erzeugt wird. Weitere Pumpen 28 und 2? sind den Eintrittsrohren 21 bzw. 20 zugeordnet und dienen dazu, Flude den Heizkammern 7 und deit Zuführungskammera 8

zuzuführen, und die Flude über die Austrittsrohre 24 und 23 aus diesen Kammern austreten zu lassen» Zum Verständnis der parallelen Strömung sowohl des zugeführten Fludstroms als auch des Wärmeübertragungsstroms 30 sei insbesondere auf den zweiten, eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter 14 hingewiesen» der gemäß J¹Ig. 2 zwischen den Teilbaugruppen C und D angeordnet und -diesen gemeinsam zugeordnet ist. Gemäß Fig. 2 wird die durch einen gestrichelten Pfeil angedeutete zuzuführende Lösung 31 durch eine Pumpe 2? zu einem Einlaßrohr 20 gefördert, das die Lösung einem Zuführungskanal 60 zuführt, der sich aus miteinander fluchtenden Verteileröffnungen 44 zusammensetzt ο Der zugeführte Strom wird in zwei Hälften unterteilt, die sich anfänglich in einander vollständig entgegengesetzten Eichtungen durch den Kanal 60 bewegen, der durch entsprechend angeordnete Verteileröffnungen gebildet ist. Die erste Hälfte des Stroms wird um die Zuführungskammer C8 der Teilhaugruppe C herumgeleitet, um dann durch die Zuführungskammer B8 der ÜJeilbaugruppe B und-hierauf durch die Sammelöffnungen 40 zurück zu dem zweiten eine Vakuumkammer abgrenzenden. Abstandhalter zu strömen, dem ebenfalls eine Sammelöffnung 40 und ein Austrittsrohr 23 zugeordnet sind. Die zweite Hälfte des zugeführten Stroms 31 folgt allgemein einem dem vorstehend beschriebenen ähnelnden Strömungsweg, d.h. sie wird um die Zuführungskammer D8 der l¹eilbaugruppe D herumgeleitet, um dann durch die Zuführungskammer E8 der 'i'eilbaugruppe E und hierauf zurück zu dem zweiten gemeinsamen, eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter zu strömen, wo sie sich an der Sammelöffnung 40 mit der dort eintreffenden ersten Hälfte des Stroms vereinigt. Die vereinigten Hälften des Stroms werden darin aus der Vorrichtung über das Austrittsrohr 25 abgezogen und gesammelt. Die beiden Hälften des Stroms bewegen sich somit in zueinander spiegelbildlichen Eichtungen. In jedem Fall werden die Zuführungskammern 08 und D8 der ein Paar bildenden Ieilbaugruppen C und D, die dem zweiten, eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter 14 zugeordnet sind, nicht durch den

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in diesen zweiten Abstandhalter eintretenden Strom 31 gespeist. Vielmehr wird die Zuführungskammer C6 über einen Kanal 60, der durch Verteileröffnungen 45 gebildet ist, von dem zugeführten Strom 31 aus gespeist, der dem ersten eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter 14- zugeführt wird., welcher den beiden Teilbaugruppen A und B zugeordnet ist. Auf ähnliche Weise wird die Zuführungskammer D8 durch den zugeführten Strom gespeist, der von dem dritten gemeinsamen, eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter ausgeht, welcher der ^'eilbaugruppe E und der nicht dargestellten Teilbaugruppe B¹ zugeordnet ist.

Auf ähnliche Weise wird der Heizmittelstrom 30 mittels einer Pumpe 28 dem Einlaßrohr 21 zugeführt, das mit dem durch die miteinander fluchtenden Verteileröffnungen 4-3 ge-... bildeten Kanal verbunden ist. Auch dieser Strom teilt sich in zwei Ströme auf, wobei diese Ströme anfangs in einander vollständig entgegengesetzten Eichtungen voneinander weg strömen. Der erste Strom gelangt zu der Heizkammer 7 der Teilbaugruppe D, während der zweite Strom zu der Heizkammer der T ilbaugruppe C gelangt. Nach dem Verlassen der beiden Heizkammern bewegen sich beide Ströme durch den durch die Sammelöffnungen 4-2 gebildeten Kanal 69 aufeinander zu und zurück von dem gemeinsamen, eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter, von dem sie ausgingen. Die beiden Ströme» ₌ treffen und vereinigen sich in der Sammelöffnung 42, die dem Austrittsrohr 24 an dem rahmenförmigen Abstandhalter 14 zugeordnet ist, und danach wird der gesamte Strom in der gewünschten Weise aus der Vorrichtung abgeführt und gesammelt. Hierzu sei bemerkt, daß der in den zweiten gemeinsamen Abstandhalter 14 eintretende Heizmittelstrom die Heizkammern 7 speist, die in denjenigen !Feilbaugruppen vorgesehen sind, welche dem zweiten gemeinsamen Abstandhalter benachbart und durch ihn voneinander getrennt sind·

Der gewünschte niedrigere Druck in den Vakuumkammern 9 wird mit Hilfe einer Vakuumpumpe 26 oder dergleichen

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erzielt, die an die Auslässe 22 angeschlossen sind. Die Zahl der bei. dem gesamten Stapel vorgesehenen Dampfauslasse 22 kann nach Bedarf variieren, doch ist es vorzuziehen, mindestens Leinen Auslaß auf einer Seite jedes eine Vakuumkammer abgrenzenden rahmenförmigen Abstandhalters 14 vorzusehen. Da jede Vakuumkammer 9 mit ihrem eigenen gesonderten Dampfauslaß 22 versehen ist, ist es nicht erforderlich, Sammelöffnungen 41 vorzusehen, die einen inneren Kanal 61 bilden, der sämtliche Vakuumkammern miteinander verbindet. In der Praxis ist es allgemein vorzuziehen, eine Verteiler- bzw» Sammelkanäle zwischen den Vakuumkammern vorzusehen. Bei einer solchen Anordnung kann man jede Vakuumkammer direkt und unabhängig von den übrigen Vakuumkammern steuern, so daß es gegebenenfalls möglich ist, die Vakuumkammern mit verschiedenen Unterdruckwerten zu betreiben. Die ZaH der.zwischen den Stirnplatten eines Stapels angeordneten Teilbaugruppen und die verfügbare Membranf1äche kann je nach der gewünschten Durchsatzmenge je Zeiteinheit in weiten Grenzen variieren. Bei der Vorrichtung+nach 3?ig. 2 können die aus den Austrittsrohren einer Vakuumkammer austretenden Ströme als zuzuführende Ströme für die nächstbenachbarte Vakuumkammer verwendet werden und kontinuierlich durch mehrere hintereinandergeschaltete iahmenförmige Abstandhalter strömen, die Vakuumkammern abgrenzen. .

•Fig. 5 zeijgt einen zwei Membranen gemeinsam zugeordneten, eine Vakuumkammer abgrenzenden Abstandhalter 14, der mit Vorrichtungen zum Abstützen der Membranen versehen ist, da die hier verwendeten.Rahmen selbst nur eine geringe Starrheit aufweisen, Die hierbei zu lösende Aufgabe besteht darin, die Membranen insgesamt hinreichend abzustützen, ohne das Abführen des Dampfes übermäßig zu behindern, der sich aus dem die Membranen durchdringenden Plud bildet. In der in I¹Ig. 3 gezeigten Ausführungsform eines Abstandhalters 14, der insbesondere zur Verwendung bei der Vorrichtung nach 2 bestimmt ist, ist der'Abstandhalter längs seines

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Ümfangs mit einem massiven, nicht porösen Rahmen oder Rand 80 .versehen. Mit diesem Rahmen ist mindestens ein Dampf rohr 22 verbunden, und der Eahmen enthält mindestens einen Verbindungskanal 51, der mit der Dampfkammer 9 in Verbindung · steht, sowie Verteiler- bzw. Sammelöffnungen 42, 43 und 44, und er ist mit den diesen Öffnungen zugeordneten Rohren 24, 24 und 20 versehen. Diese Öffnungen stehen nicht mit dem Inneren der Dampfkammer in Verbindung, sondern sie erstrecken sich nur in der Dickenrichtung durch den Rahmen. Es können weitere Rohre und Öffnungen erforderlich sein, die jedoch in Pig. 3 nicht dargestellt sind. Da jede Membran 10 in direkter Anlage an einer Stützvorrichtung 16 angeordnet ist, beschränkt sich die ^Membranflache, die von einem Flud durchdrungen werden kann, auf die freiliegende Fläche, die nicht durch eine direkte Berührung mit der Stützvorrichtung verdeckt ist. Um die Oberfläche jeder Membran, die verfügbar ist, um von einem Flud durchdrungen zu werden, möglichst weitgehend zu vergrößern, umfaßt die erfindungsgemäße Stützvorrichtung 16 in ihrer bevorzugten Ausführungsform eine dünne Schicht bzw. ein Flachmaterial stück 81 aus einem sehr porösen oder feinmaschigen Material, z.B. einem feinmaschigen bzw. gewebten Sieb aus Metall, Kunststoff oder einem anderen Werkstoff, das in direkter Berührung mit den benachbarten Membranflächen angeordnet ist. Das feinmaschige Sieb ist in den eine Vakuumkammer abgrenzenden Rahmen 14 eingelassen und bildet ebenso wie der Dichtungsrad des Rahmens eine ebene Fläche. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, ein Sieb der Nummern 25 bis 80 nach amerikanischer Norm mit Sieböffnungen von 0,71 x 0,71" mm bis 0,172 χ 0,172 mm zu verwenden, doch liegt die bevorzugte bmummer zwischen 45 und 55 nach amerikanischer Norm, d.h. die Abmessungen der Sieböffnungen betragen 0,53 χ 0,53 bis 0,242 χ 0,242 mm. Jedes Stück des feinmaschigen Siebmaterials wird durch ein damit in direkter Berührung stehendes Stützsieb 82 von erheblich größerer Maschen- oder Porengröße abgestützt. Bei diesen Stützsieben ist die Maschen- oder Porengröße im allgemeinen um das Drei-

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Sechs- fache größer als bei dem feineren Sieb, und vorzugsweise wird eine Siebnummer zwischen 5 und 10 nach amerikanischer Horm vorgesehen, .d.h. die Abmessungen der SiebÖffnungen betragen 4,00 χ 4,00 bis 2,00 χ 2₉00 mm. Somit ist die von dem rahmenförmigen Abstandhalter 80 umschlossene Dampfoder Vakuumkammer 9 auf beiden Seiten durch eine Kombination abgegrenzt, die ein feinmaschiges oder feinporiges und ein grobmaschiges oder grobporiges Material umfaßt. Um Jedes Paar von Sieben oder porösen Flachmaterialstücken ausreichend abzustützen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, in hohem Maße durchlässige Hilfsunterstützungsmittel 83 zu verwenden, die zwischen den beiden Siebpaaren angeordnet sind und die Dampfkammer im wesentlichen vollständig ausfüllen. Die Hilfsstützmittel 83 müssenmit einer Vielzahl großer Kanäle öder Poren versehen sein, um Kanäle zu bilden, die möglichst ungehindert von dem Dampf durchströmt werden können, wobei die Hilfsstützmittel Jedoch immer noch eine vollständige Unterstützung für die beiden Siebpaare bilden sollen. Zwar soll das Hilfsstützelement ein sehr durchlässiges oder auseinandergezogenes Gefüge aufweisen, doch sollen zahlreiche Abstützungspunkte 85 vorhanden sein, die in direkter Berührung mit den benachbarten Flächen der grobmaschigen Stützsiebe 82 stehen. Die Hilfsunterstützung kann ein sich aus Pyramiden oder AuswÖlbungen zusammensetzendes Muster aufweisen. Ein für-die erfindungsgemäßen Zwecke hervorragend geeignetes Hilfsstützmaterial ist unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Super-Tubulus" bekannt j dieses Material weist im wesentlichen ovale rohrförmige Öffnungen 84· auf, wie es in Pig. 4 im einzelnen gezeigt ist. Konstruktionen, deren Aufbau demjenigen des Super-Tubulus-Materials entspricht, werden von der Firma Krieg and Zivy Industries, Paris, Frankreich, auf den Markt gebracht. Das gemäß den? Erfindung verwendete Material, das sich als geeignet erwiesen hat_} be- _: stand aus nichtrostendem Stahl der Sorte 316, und hierbei hatte die längere Achse jeder rohrförmigen Öffnung eine länge von etwa 19 mm und die kürzrere Achse eine länge von

etwa 4, P mm. Das erwähnte Super-Tuliulus-Material sowie handelsübliche. Streckmetalle bilden die bevorzugten Materialien zum Herstellen der durchlässigen Hilfsunterstützung. Beide Materialien werden hergestellt, indem man ein Flachmaterialstück aus dem gewünschten Werkstoff mit in Reihen angeordneten Sätzen von feinen Schlitzen versieht. Damit das expandierte Maschenmaterial entsteht, wird das Flachmaterialstück im rechten Winkel zu den langen Achsen der Schlitze auseinander=* gezogen, so daß sich die Schlitze erweitern und im wesentlichen langgestreckte rautenförmige Öffnungen bilden. Das als Hilfsstützmateriai verwendete.Super-Tubulus-Material zeigt einen Aufbau, wie er sich ergibt, wenn man zwei einander gegenüber liegende Enden des Flachmaterialstücks parallel zur Richtung der Schlitze zusammenschiebt, so daß das Metall im Bereich von zwei benachbarten Schlitzen in Form eines Metallstreifens im rechten Winkel zur Ebene des Flachmaterials nach außen gedrückt und vorgewölbt wird. Diese Verformung wird so gesteuert, daß sich jeder zweite Metallstreifen innere halb jeder Reihe in einer bestimmten Richtung vorwölbt, während sich die übrigen Streifen innerhalb der gleichen Reihe in einer diametral entgegengesetzten Richtung vorwölben, so daß gemäß Fig. 4 die rohrförmigen öffnungen 84 und die ihnen zugeordneten Abstützungspunkte 85 entstehen.

In Fig. 1 und 2 ist die Wärmeübertragungsplatte 11 als gesonderte Einheit dargestellt, die von der benachbarten Fludzuführungskammer 8 getrennt ist. Hei der bevorzugten Ausführuägsform werden diese beiden Elemente jedoch in Gestalt einer einzigen zusammenhängenden Konstruktion hergestellt, die sich aus einer Wärmeübertragungsplatte und einer Fludzuführungskammer zusammensetzt. Fig. 5 zeigt perspekti_s viech eine bevorzugte Ausführungsform eines zusammengesetzten Elements 90, das z.B* aus einer eine Dicke von etwa 2 mm aufweisenden Ebenen, steifen und dauerhaften Platte aus einem wärmeleitenden Werkstoff wie nichtrostendem Stahl öder dergleichen hergestellt ißt. Auf einer Seite der Platte ist ein gewundener Fludstr&'mungeweg 91 vorgesehen, der auf chemischem

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Wege in die eine flachseite der Platte bis auf eine Tiefe von etwa O,5 mm "eingefräst" oder eingeätzt worden ist. Dieser einzige zusammenhängende Strömungsweg ist durch Wände 92 abgegrenzt, die an Kanten enden, wobei die Achse des Strömungsweges vorzugsweise parallel zur Ebene der Platte verläuft. Die Tiefe und die Lange der geätzten oder ausgesparten fläche 91 kann in weiten Grenzen variieren, doch wird vorzugsweise eine möglichst geringe Tiefe eingehalten₀"vorausgesetzt, daß der durch den niedrigen Kanal hervorgerufene hydraulische Druckabfall im Hinblick auf den vorgesehenen Verwendungszweck als zulässig erscheint. Der Satz von zusanB-menhängenden Vorsprüngen, die lange Hippen 93 bilden, bewirkt, daß eine flüssigkeit zwischen den Verteiler- bzw. Sammelöffnungen 43 und 42 einen zusammenhängenden Kanal durchströmt. In der Praxis können im Vergleich zu fig. 5 erheblich mehr mit der Platte zusammenhängende Hippen vorgesehen sein, und der als Vertiefung ausgebildete Strömungsweg kann im Gegensatz zu fig. 5 auf die verschiedenste andere Weise gestaltet sein. In unmittelbarer Nähe der Einlaß» und Auslaßöffnungen kann ein Satz von mit der Platte zusammenhängenden Vorsprüngen oder kurzen Hippen vorhanden sein, deren Zahl und form variieren kann. Wenn der Stapel zusammengebaut wird, kommtL die benachbarte Membran 10 in abdichtende Berührung mit den ebenen flächen 94 des Rahmens sowie mit den ebenen oberen flächen der vorspringenden langen und kurzen Hippen. Aus diesem Grund soll die Dichtungsfläche mit einem glatten Überzug aus einem chemisch nicht angreifbaren und wärmebeständigen etwas geschmeidigen Kunststoff versehen sein, der dazu beiträgt, eine einwandfreie Andichtung zwischen der Platte 90 und der benachbarten Membran zu bewirken. Vorzugsweise soll die ganze eine Seite der zusammengesetzten, zur Wärmeübertragung dienende fludzuführungskammer 90, in der der Strömungsweg 91 auegebildet ist, über ihre gesamte fläche mit einem Überzug fi.ua einem handelsüblichen Kunststoff mit einer Dicke von mindestens etwa 0,02J? mm versehen sein« Als Überzugawerkstpfi werden die FliaorkoJilenetofftXast@s©re bevor-

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äugt, zu denen z.B. Tetrafluoräthylen (unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Teflon" bekannt), Chlortrifluoräthylen (unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung TTRJf-T? bekannt), fluoriertes Ithylenpropylen (unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "FEP" bekannt), Polyvinylidenfluorid (unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "PVF" bekannt) und dergleichen gehören. Diese Stoffe bilden eine außergewöhnlich glatte und nicht klebende Fläche im Bereich des Ströarangsweges, so daß die Gefahr des Anhaftens und Ablagerns fester Stoffe aus dem Fludgemisch verringert wird, das den Strömungsweg passiert, was insbesondere dann gilt, wenn es sich bei dem Fludgemisch um flüssige Nahrungsmittellösungen wie Kaff©extrakt, Molke usw. handelt. Eeflon erweist sich als ein besonders gutes Überzugsmaterial, denn es verringert die Gefahr, daß die Membranen fest an den Dichtungsflächen haften, und daher ist es bei der Verwendung von Teflon beim Zerlegen des Stapels möglich, die Membranen zu entfernen, ohne daß sie eingerissen oder auf andere Weise beschädigt werden. ⁼

Die nicht dargestellte Rückseite der zusammengesetzten Platte nach Fig. 5 wirkt als Wärmeübertragungsfläche und kann · daher als ebene Fläche erhalten bleiben. Beim Zusammenbauen des Stapels wird diese ebene Wärmeaustauschfläche in Berührung mit der benachbarten, als Heizplatte wirkenden Abstandhalter 12 gebracht. Die zusammengesetzte Platte 90 ist ferner mit mehreren Verteiler- bzw. Sammelöffnungen 40, 41, 44, 45 und 46 versehen, die nahe dem Umfang der Platte in der rah- . menf örmigen Dichtungsfläche so angeordnet sind, daß die betreffenden Flude e ir Halskammer vorbeigeleitet werden können, wenn sie zu anderen Kammern der stapeiförmigen Teilbaugruppe geleitet oder aus ihnen abgeführt werden. Die Platte 90 kann mit zwei Griffen 95 versehen sein, die das Handhaben und Unterstützen der Platte erleichtern.

Die Zahl der zwischen den Stirnplatten eines Stapels angeordneten Teilbaugruppan und die zum Durchführen, des

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Trennvorgangs verfügbare Membranfläche können natürlich ent-, sprechend der ^Menge des ELudes variieren₉ da je Zeiteinheit verarbeitet werden soll. Man kann mehrere hinterßinandergeschaltete Teilbaugruppen benutzen, um einen hohen Grad der Konzentration oder Trennung zu erzielen § in einem solchm Fall kann das aus einer Teilbaugruppe ausströmende Gemisch das Gemisch bilden, das der nächsten Teilbaugruppe zugeführt wird, usw. Die Trennvorrichtung kann kontinuierlich arbeiten oder so betrieben werden, daß sie nacheinander einzelne Chargen des Fludgemisches verarbeitet·

Die Erfindung wurde vorstehend bezüglich ihrer Anwendurch bei einer Membrandiffusionstrennvprriehtung bzw« einer sogenannten Durchdampfungsvorrichtung und bezüglich des Durchführens eines entsprechenden Verfahrens beschrieben% es sei ,jedoch bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf diese Anwendungsform beschränkt, und daß sie insbesondere auch vorteilhaft bei anderen Membrandiffusionstrenaverfahren benutzt werden kann, z*B. bei der Maseindiffusion^ der Gasdiffusions- bzw. Molekulareffusions-Dialjssj der Elektrodialyse, der Piezodialyse, der Thermodialys®, der Osmose, der Elektroosmose, der Piezoosmose, d.h. der umgekehrten Osmose, der Thermoosmose, der Ultrafiltration oder Hyperfiltration, dem Elektrodekantierverfshren und dergleichen·

Patentansprüche s

Claims

DR₁HTG. F. WUESTÄOFF 8MtTNOHBNQO 1 9 β A. R 3 B

DIPL. ING. G. PFLS *£ SCHWEIGEHSTKASSE S ^{V V} ' ^{V V}

DR.E.r.PEOHMANN «f© telefon 82 06 51

DR. ING. D. BEHRENS nuown.«™«,.

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PATENTANSPRÜCHE

1. Membrandiffusionsvorrichtung zum Abtrennen eines oder P mehrerer Bestandteile von einem Fludgemisch, g e k e η η zeichnet durch mßhrere Teilbaugruppen (A bis F), die flach aufeinander liegend angeordnet sind, so daß Paare von ' Teilbaugruppen bilden, die in Form eines Stapels zwischen an dessen Enden vorgesehenen Stirnplatten angeordnet sind, wobei jede ^eilbaugruppe rahmenförmige Abstandhalter (12, 13, 14) umfaßt, die mindestens eine Heizkammer (7), eine Gemischzuführungskammer (8) und eine Dampfkammer (9) abgrenzen, wobei auf einer Seite der Gemischzuführungskammer eine zur Wärmeübertragung dienende Trennwand (11) angeordnet ist, die die Gemischzuführungskammer von der Heizkammer trennt, und wobei auf der anderen Seite der Gemischzuführungskammer eine halbdurchlässige Membran (10) angeordnet ist, die die Gemischzmführungskammer von der Dampfkammer trennt, wobei mindestens einige der Dampf kammern als gemeinsame Dampf kammern zwischen zwei Teilbaugruppen liegen, die auf beiden Seiten durch Membranen abgegrenzt sind, wobei die Membranen in flacher AnIa= ge in Berührung mit einer porösen Stützvorrichtung (16) stehen, von denen jeder Dampfkammer eine, zugeordnet ist, wobei die rahmenförmigen Abstandhalter und die Membranen mehrere . durch Abstände getrennte, sich durch ihre Dichtungsflächen j erstreckende öffnungen (40 bis 46) aufweisen, die so miteinander fluchten, daß sie sich durch die Teilbaugruppen er- - streckende Strömungskanäle bilden, wobei einigen der öffnungen(40, 42 bis 46) Kanäle (50, 52 biß 56) zugeordnet sind, die sich in die betreffenden Kammern hinein erstrecken, -

ferner durch erste Kanalmittel (62) zum Zu- und Abführen eines Fludstroms zu bzw. aus den Beizkammern.(7)» zweite Kanalmittel (60) zum Zu- und Abführen eines Eludgemisches zu bzw, aus den Gemischzuführungskammern (8) und dritte Eanalmittel (61), mittels deren in den Dampfkammern (9) ein niedrigerer Druck aufrechterhalten werden kann als in den benachbarten Gemischzuführungskammern, wobei die die gemeinsamen Dampfkammern abgrenzenden rahmenförmigen Abstandhalter (14) ferner mit mehreren Eohren oder Öffnungen (51 j 51» 20 bis g4) versehen sind, die den Seitenkanten des Abstandhalters zugeordnet sind und in Verbindung mit bestimmten der erwähnten Kanalmittel stehen, um ELudströme der !Trennvorrichtung direkt zuzuführen und sie direkt aus der Trennvorrichtung abzuführen, wobei mindestens die zweiten Kanalmittel (60) in Verbindung mit einer iludeinlaßöffnung (20) und einer iludauslaßöffnung (22) des rahmenförmigen Abstandhalters stehen und so ausgebildet sind, daß sie einen Fludstrom von der Einlaßöffnung des Abstaadhalters aus in einer ersten Richtung auf der Gemischzuführungskammer (8) vorbeileiten, die innerhalb der Teilbaugruppe dem die Dampfkammer abgrenzenden Abstandhalter benachbart ist, wobei die Kanalmittel ferner so ausgebildet sind, daß sie das Flud der Gemischzuführungskammer zuführen bzw. aus ihr abführen, die einen Bestandteil der nächstbenachbarten Teilbaugruppe bildet, woraufhin Kanalmittel (60, 62) dazu dienen, das Flud in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung zu dem die Dampfkammer abgrenzenden Abstandhalter (14) zurück und zu der diesem Abstandhalter zugeordneten Austrittsöffnung leiten.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1_r dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Kanalmittel (60) so eingerichtet sind, daß sie einen zugeführten Fludstrom in einen ersten und einen zweiten Strom unterteilen, daß die beiden Strome voneinander weg strömen, daß hierbei Jeder Strom zuerst die Gemischzuführungskammer (S) umgeht, die in der Teil- -baugruppe angeordnet ist, welche einer Seite der gemeinsamen

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Dampfkammer (^) unmittelbar benachbart, ist, bevor es zu der und durch die Gemischzuführungskammer strömt, die in der nächstbenachbarten Teilbaugruppe angeordnet ist, daß weitere Kanalmittel für jeden Strom derart vorgesehen sind, daß die beiden Ströme aufeinander zu fließen, daß die Ströme erneut die Gemischziiführungskammer der unmittelbar benachbarten Teilbaugruppe umgehen, und daß sich die Ströme schließlich zu einem Strom "vereinigen, der über eine Auslaßöffnung (22) des Abstandhalters (14·) abgezogen wird, so daß die beiden Ströme im wesentlichen spiegelbildlich zueinander verlaufende Strömungswege passieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Dampfkammern (9) für sich durch gesonderte dritte Iludkanalmittel· (21) gespeist wird, die über der Seitenkante des die Dampfkammer abgrenzenden rahmenförmigen Abstandhalters (14·) zugeordnete Öffnungsmittel in direkter Verbindung mit dem Inneren der Dampfkammer stehen, und daß keine Verteiler- bzw. Sammelkanäle vorgesehen sind, die einen innenliegenden Kanal bilden, welcher sich zwischen den die Dampfkammern abgrenzenden Abstandhaltern erstreckt· · ".-=-."

4-. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ ei ohne t , daß einige der die gemeinsamen Dampfkammern (9) abgrenzenden rahmenförmigen Abstandhalter (14-) mit Öffnungsmitteln (4-3) versehen sind, die mit den ersten Kanalmitteln (62) in Verbindung stehen, um die Herzkammern (7). zu speisen, daß d*^a °rsten Kanalmittel so ausgebildet sind, daß sie jeder Eeiz_ jmier eines Paars von Teilbaugruppen einen gesonderten Fludstrom zuführen, und daß jede Heizkammer; des Paars von '^eilbaugruppen innerhalb der zugehörigen Teilbaugruppe der gemeinsamen Dampfkammer benachbart ist, wobei die Heizkammern auf entgegengesetzten Seiten der gemeinsamen Dampfkammer angeordnet sind·

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5* Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch, gekennzeichnet, daß Mindestens einige der &eizkammern (7) als gemeinsame Heizkammern zwischen zwei ein Paar "bildenden leilbaugruppen angeordnet sind, die auf "beiden Seiten der Heizkammern jeweils durch Wärmeübertragungsplatten (11) abgegrenzt sind«

6. Vorrichtung nach Anspruch 1", dadurch g e k e η η — ßeichne t, daßKanalmittel (51, 61) vorgesehen sind, um einen Fludstrom auf zunehmen ₉ der aus einer ersten Dampfkammer (9)» die durch einen rahmenförmigen Abstandhalter (14) abgegrenzt ist₅ abgezogen wird, und die mindestens einen Teil dieses Fludstroms als zuzuführenden Fludstrom einer zweiten durch einen rahmenf örmigen" Abstandhalter abgegrenzten Dampfkammer zuführen. ·

7· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Stützvorrichtung (16) in die durch den rahmenförmigen Abstandhalter (14) abgegrenzte Dampfkammer (9) eingeschlosgen ist, daß die porös© Stützvorrichtung auf beiden Flaehseiten feinporige llachmaterialstücke (81) aufweist, die im wesentlichen ebene_a mit den ELaehseiten des Abstandhalters fluchtende Jlächea bilden₉ daß äede dem Inneren des¹ Dampfkammer zugewandte Seite der feinporigen S¹Iachmaterial stücke in Berührung mit einer größere Poren aufweisenden Stützvorrichtung (82) in Form eines Flachmaterials'Steht, und daß die größere Poren anifweisende Stützvorrichtung zusätzlich durch in hohem Maße durchlässige Hilfestützmittel (85) unterstützt sind, die zwischen ihnen angeordnet sind und den zwischen ihnen vorhandenen Saum im wesentlichen überbrücken.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7_f dadurch g e k e η η — zeichnet, daß die feinporigen Flachmaterialßtücke (81) aus einem Siebmaterial mit einer Maschengröße von 0,59 x 0,59 bis 0,177 x 0,177 mm bestehen, daß die größere Poren aufweisenden Flachmaterialstücke (82) aue einem Sieb-

material bestehen, dessen Maschengröße um das 3- bis 6-fache größer ist als diejenige der .feinporigen Flachmaterialstücke, und daß die in hohem Maße durchlässigen Hilfsstützmittel (85) zahlreiche mit den größere Öffnungen aufweisenden Sieben in Berührung stehende Unterstützungspunkte (85) aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das feinporige Siebmaterial eine Maschengröße von etwa 0,53 x 0,53 mm aufweist, daß das grobe Sieb eine Maschengröße von etwa 2x2 mm hat, und daß die Hilfsstützmittel (83) aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Super-Tubulus" bekannten Material bestehen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge k e η η zeichnet, daß die Wärmeübertragungsplatte (11) und die ihr benachbarte Gemischzuführungskammer (8) eine zusammenhängende einteilige Konstruktion bilden, die eine Platte

(90) aus wärmeleitendem Werkstoff umfaßt, wobei eine Flachseite der Platte eine im wesentlichen ebene Fläche als Wärmeübertragungsfläche aufweist, wobei auf der Rückseite der Platte in Form einer Vertiefung ein Strömungsweg (91) ausgebildet ist, der die Kammer zum Aufnehmen des Fludgemisches bildet, wobei der Strömungsweg durch Wände (92) von mit der Platte zusammenhängenden Vorsprüngen abgegrenzt ist, wobei der vorspringende Umfangsabschnitt (94) am Rand der Platte eine im wesentlichen ebene Dichtungsfläche bildet, und wobei ein oder mehrere Vorsprünge, die sich von der Randzone aus in die Fludaufnahmekammer hinein erstrecken, Rippen (93) bilden, durch die der Fludstrom längs einer gewundenen Bahn geleitet wird, die in Verbindung mit einer Einlaßöffnung (43) und einer Auslaßöffnung (4-2) steht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch, g e k e η η zeichnet, daß die Platte (90) aus Metall besteht, und daß mindestens die Begrenzungsflächen des Strömungsweges

(91) mit einem dünnen Überzug aus einem Kunststoff versehen

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sind, daß eine glatte, nicht klebende Fläche-bildet» durch die das Anhaften und Ablagern von festen Stoffen aus Flud» gemischen verhindert wird, die mit dem Überzug in Berührung kommen,

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet ,daß der Kunststoffüberzug aus einem Fluorkohlenstoffpolymerisat besteht, das aus der Gruppe gewählt ist, die Tetrafluoräthylen, Chlortrifluoräthylen, fluori*- siertes !thylenpropylen und Polyvinylidenfluorid umfaßt«

13· Vorrichtung zum Abtrennen eines oder mehrerer Bestandteile von einem Fludgemisch, ge k e η η ze ich — net durch mindestens eine erste und eine zweite Teilbaugruppe (A bis F), die in Anlage aneinander angeordnet sind, so daß sie ein Paar von Teirbaugruppen in einer StapelfÖrmi« gen Anordnung zwischen Stirnplatten bilden,, wobei "jede Seilbaugruppe rahmenförmige Abstandhalter (12, 13, 14) und trennwände (11) umfaßt, die mindestens eine erste Kammer (7), eine zweite Kammer (8) und eine dritte Kammer (9) abgrenzen^ wobei auf einer Seite der zweiten Kammer eine zur Wärmeübertragung dienende Trennwand (11) angeordnet ist₉ die die zweite Kammer von der ersten Kammer trennt» wobei eine halbdurchlässige Membran (10) auf der anderen Seite der zweiten kammer angeordnet ist_? die die zweite Kammer von der dritten Kammer trennt, wobei der dritten Kammer (9) poröse Stütz« mittel (16) zugeordnet sind,, die flach an der ihnen benachbarten halbdurchlässigen Membran anliegen₃ wobei die rahmen» förmigen Abstandhalter mnd Trennwände innerhalb ihrer Eüah.^ tungsf lachen mehrere duxeh Abs tanas getrennte Öffnungen (40 bis 46) aufweisen_? die in Fliachtung miteinander stehen ₈ so daß sie mindestens zwei Fluidströmungskaaäle bild@ii_s die sich im wesentlichen im rechten Winkel zu den "die Seilfeaugruppe bildenden Elemeatea durch die Teilbaugrüppen..'"erstrecken, wobei einiges übt Öffnungen (4O₉ 42 "bis 46) der ralimenfÖrmigen Abstandä^Lter Kanal© (50, $2 Ms 56) ¹ ordnet sind, die sieh la di©; betreffenden lammerm

erstrecken, wobei erste Kanalmittel (62) vorgesehen sind, mittels deren ein Plud der ersten Kammer zugeführt bzw. aus ihr abgeführt werden kann, wobei zweite Kanalmittel (60) vorgesehen sind, mittels deren ein Fludgemisch der zweiten Kammer (8) zugeführt bzw. aus ihr abgeführt werden kann, und wobei eine Vorrichtung (26) vorgesehen ist, durch die in der dritten Kammer (9) ein niedrigerer Druck aufrechterhalten wird als in der benachbarten zweiten Kammer, um die Membranen gegen die porösen Stützmittel zu drücken, wobei mindestens die zweiten Kanalmittel so ausgebildet sind, daß sie einen Fludstrom an der zweiten Kammer der ersten Teilbaugruppe vorbeileiten und ihn der zweiten Kammer der zweiten Teilbaugruppe zuführen_s woraufhin der JTudstrom aus der zweiten Kammer der zweiten Te !!"baugruppe abgeführt und der zweiten Kammer der ersten Teilbaugruppe zugeführt wird₂ und wobei weitere Kanalmittel (54_$ 44, 60) ■ vorgesehen si: ^u, mittels deren der Fludstrom aus der zuletzt erwähnten Kammer so abgezogen wirdj daß er an der zweiten Kemmer der zweiten Teilbaugruppe vorbeigeleitet wird»

14β ■ .Vorrichtung-nach Anspruch 15? dadurch g e k e η η -. ζ- e i c h η e t , daß die dritte Kammer. (9) als gemeinsame Karamel? einer ersten, und einer zweiten Teilbaugruppe zugeordnet' und auf "beiden Seiten durch eine halbdurchlässige Membran (10) abgegrenzt ist«, . ■

15» = Verfahren sum Abtrennen eines Bestandteils von einem -ELudgemiseh in einer Vorrichtung mit mehreren '•'•'eilbau·» gruppen,, di© Paare yqä ^eilbaugruppen in ein<sr stapelf ormigea. laordniang zwischen' Druckplattea an den Enden des Stapels /bilde&g wölbei ^ede. "^eilibaugnipp©" eine iieiakanimer umfaßt j die iron einer benachbarten Gemischzuführungskammer dureii ein©.- .WänE@überts?agongsplatte getrennt "ist₉ wobei eine " halb-Su^ehlässige *eabran die GemischzufüJiraagskaaiiier von ein®!¹ b©aa©Kösj?t©n Dampfkammer trennt, die als. gemeinsam© awiseiisa den ^emischsufuhrimgskaiamsrn- eines Paarjs

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von Teilbaugruppen angeordnet ist, wobei der die Dampfkammer abgrenzende rahmenfÖrmige Abstandhalter mit Fludeinlaß- und Fludauslaßöffnungen versehen ist, die an den Seitenkanten des Abstandhalters angeordnet und Pludstromkanälen zugeordnet sind, die mit den betreffenden Kammern der Teilbaugruppen in Verbindung stehen, dadurch g e k e η η zeichnet, daß ein ELudgemisehstrom in die zugehörige seitliche Einlaßöffnung eingeleitet wird, daß dieser Strom in einer ersten Eichtung an der Gemischzuführungskammer vorbeigeleitet wird, die in der Teilbaugruppe der Dampfkammer unmittelbar benachbart ist, daß der Strom in die Gemischzuführungskammer hinein und aus ihr herausgeleitet wird, die in der nächstbenachbarten Teilbaugruppe angeordnet ist, daß der Strom weiter in einer der erwähnten ersten Eichtung entgegengesetzten zweiten Eichtung weitergeleitet wird, daß der Strom aus der betreffenden seitlichen Auslaßöffnung des die Dampfkammer abgrenzenden rahmenfÖrmigen Abständhalters abgezogen wird, daß gleichzeitig ein Heizflüd in die betreffende Einlaßöffnung eingeleitet wird, die mit den zugehörigen Heizkammern in Verbindung steht, um zu bewirken, daß Wärme in das Pludgemisch übergeht, und daß gleichzeitig in den Dampf kammern ein Druck aufrechterhalten wird, der niedriger ist als der Druck in den benachbarten Fludgemischkammern, um einen Bestandteil-des Gemisches zu veranlassen, dadurch in die Dampfkammer einzutreten, daß er die Trennmembran bevorzugt durchdringt. .

16. Verfahren nach Anspruch 15» dadurch g e k e η η zeichnet, daß das iTudgemisch ein wässeriger Kaff©extrakt ist, daß die halbdurchlässige ^Membran hydrophil ist, und daß der niedrigere Druck in der Dampfkammer dadurch aufrechterhalten wird, daß in ihr ein Teilvakuum erzeugt wird.

17· Abstandhalter zum Unterstützen einer Membran, gekennzeichnet durch einen flachen Rahmen (80), der eine allgemein zentral angeordnete Kammer (9) abgrenzt, die von einem in dem Rahmen des Abstandhalters angeordneten

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porösen Stützglied (16) im wesentlichen vollständig ausgefüllt ist, wobei der Rahmen mit Öffnungen (20 bis 24) versehen ist, die mit dem Inneren der Kammer in Verbindung ' stehen, somit mit mehreren Öffnungen (42 bis 44), die sich in der Dickenrichtung durch den Rahmen erstrecken und nicht in Verbindung mit dem Inneren der Kammer stehen, wobei das poröse Stützglied auf seinen beiden Flachseiten feinporige Verteilermittel (81) aufweist,-die mit den Flachseiten des Rahmens im wesentlichen ebene Flächen bilden, wobei jede dem Inneren der Kammer zugewandte Seite der feinporigen Verteilermittel in Berührung mit größere Poren aufweisenden flachen Stützmitteln (82) steht, und wobei die die größeren Poren aufweisenden Stützmittel ihrerseits durch in hohem Maße durchlässige Hilfsstützmittel (83) unterstützt sind, die zwischen, den die größeren Poren aufweisenden Stützmitteln angeordnet sind und den zwischen letzteren vorhandenen Raum im wesentlichen überbrücken.

18. Abstandhalter nach Anspruch 17, dadurch g e k e η η ζ e i ο h η e t , daß mindestens einige der Öffnungen in Verbindung mit Öffnungsmitteln stehen, die sich nach außen zu einer äußeren Seitenkante des Rahmens (80) erstrecken und Einlasse und Auslässe (20 bis 24) für über die Öffnungen zuzuführende bzw. abzuführende FludstrÖme bilden.

19. Abstandhalter nach Anspruch 17, dadurch g e kennte i c h net , daß die feinporigen flachen Stützmittel (81) aus einem Siebmaterial bestehen, dessen Masehengröße 0,59 x 0,59 bis 0,177 x 0,177 mm beträgt, daß die größere Poren aufweisenden flachen Stützmittel (82) aus einem Siebmaterial bestehen, dessen Haschengröße um das 3- bis 6-fache größer ist als diejenige der feinporigen Stützmittel, und daß die in hohem Maße durchlässigen Hilfsstützmittel (83) zahlreiche in Berührung mit den großmaschigen Sieben stehende Unteretützungspunkte (85) aufweist.

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20. Abstandhalter nach Anspruch 19, dadurch ge ,kennzeichnet, daß das feinmaschige Siebmaterial

(81) eine Maschengröße von etwa 0,53 χ 0,53 mm hat, daß die großmaschigen Siebe eine Maschengröße vog. etwa 2x2 mm haben, und daß die Hilfsstützmittel (83) aus dem unter der gesetzlich geschützten Bezeichnung "Super-Tubulus" bekannten Material bestehen. .

21. Zusammengesetzter Abstandhalter mit einer Wärmeübertragungsplatte und einer von. einem Flud durchströmbaren Kammer, dadurch g e k e η η ζ. e i c h η e t^, daß der Abstandhalter (90) eine Platte oder ein Flachmaterialstück (90) aus einem wärmeleitenden Werkstoff umfaßt, daß eine Flachseite der Platte eine im wesentlichen ebene, als Wärmeübertragungsfläche zur Wirkung kommende Fläche ist₉ daß die Rückseite der Platte mit einer Vertiefung in Form eines Strömungsweges (91) versehen ist, der die das Flud aufnehmende Kammer des Abstandhalters bildet, daß der Strömungsweg durch Wände (92) von mit der Platte aus einem Stück bestehenden Vorsprüngen begrenzt ist, daß am Umfang des Abstandhalters angeordnete Vorsprünge (94-) eine im wesentlichen ebene Rand- oder Rahmendichtungsfläche des Abstandhalters bilden, daß ein oder mehrere sich von der Handfläche aus in die Fludkammer hinein erstreckende Vorsprünge lange Rippen oder Umlenkorgane (93) bilden, die den Fludstrom so leiten, daß er sich längs eines gewundenen Strömungsweges bewegt, der in Verbindung mit Fludeinlaß- und Fludauslaß-Verteiler- bzw. -Sammelöffnungen (A3, 4-2) steht, die in der Handfläche des Abstandhalters ausgebildet sind, und daß sich zusätzliche Verteiler- bzw. Sammel öffnungen (40, 41, Vt₁ 4-5, 46) in der Dickenrichtung durch die Handfläche des Rahmens erstrecken, jedoch nicht in Verbindung .mit dem durch die Vertiefung gebildeten Krümmungsweg stehen.

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22. Abstandhalter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstandhalter (90) aus Metall besteht, und daß mindestens die Begrenzungsflächen

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des Fludströmungsweges (91) mit einem dünnen Kunststoffüberzug versehen sind, der eine glatte, nicht klebende Fläche bildet, die ein Anhaften und Ablagern fester Stoffe aus damit in Berührung kommenden Fludgemischen verhindert.

25 ο Abstandhalter nach Anspruch 21, dadurch g e kenn ze ichne t _t daß der Kunststoffüberzug aus einem Fluorkohlenstoff polymerisat besteht, das aus der Gruppe gewählt ist, die letrafluoräthylen« Ghlortrifluoräthylen_s fluoriertes Ithylen-Propylen und Polyvinylidenfluorid umfaßt,

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