Eindampfung

Definition

Definition Eindampfung ist ein thermisches Verfahren, bei dem eine Suspension oder eine Lösung durch Entzug von Wasser bzw. Lösungsmittel aufkonzentriert wird.

Einsatzgebiete in der Lebensmitteltechnik

Bei den folgenden Prozessen ist die Eindampfung einem Trocknungsprozess vorgeschaltet:

• Milchpulverherstellung

In diesen Prozessen finden sich die drei Grundprozesse Extraktion, Eindampfung und Trocknung:

• Zuckerherstellung
• Instant-Kaffepulverherstellung

In diesen Prozessen ist die Eindampfung der Extraktion nachgeschaltet:

• Bierherstellung
• Malzextrakt

Für die Herstellung von Fruchtsaftkonzentraten

• Apfelsaft
• Orangensaft etc.

Auch für die Entalkoholisierung werden "Eindampfanlagen" eingesetzt. Bei der Trennung von 2 Flüssigkeiten mit unterschiedlichen Siedepunkt (Bier und Alkohol) handelt es sich um den Prozess der Destillation, der sich von der Eindampfung unterscheidet.

Massenbilanz eines Verdampfers

Aufgabe <1> a) Berechnen Sie wie viel Wasser verdampft werden muss um 2 kg Zuckerlösung von 20 Mas.-% auf 50 Mas.-% aufzukonzentrieren. b) Wie viel Energie (Wärmemenge) wird benötigt, um diese Wassermenge zu verdampfen? c) Als Energieträger wird Dampf verwendet. Wie viel Dampf wird benötigt?

Aufgabe <2> In einem Verdampfer sollen 1300 kg/h Lösung mit einem Feststoffgehalt von 25 % auf einen Feststoffgehalt von 55 % aufkonzentriert werden. a) Erstellen Sie eine Skizze für eine Eindampfung, in der Sie die Massenströme für die Lösung, das Konzentrat und den entstehenden Dampf einzeichnen. b) Erstellen Sie für den Verdampfer ein Grundfließschema mit Zusatzinformationen (Massenströme). Berücksichtigen Sie auch den Heizdampf und das Heizdampfkondensat.

Aufbau und Funktionsweise von Verdampfern

Definition:

Ein Verdampfer wird in der Industrie genutzt um Flüssigkeiten mit einer niedrigen Konzentration mithilfe von Wärmeaustausch zu erhitzen und ein Teil der dort enthaltenen Flüssigkeit (Brüden) zu verdampfen um das Endprodukt aufzukonzentrieren z.B. Orangensaft – Orangensaftsirup

Funktionsprinzip einer industriellen Verdampferanlage in der Lebensmittel/Chemiebranche

• die zu konzentrierende Lösung wird in-/durch z.B. Rohrbündel oder Plattenwärmetauscher den sogenannten Wärmeübertragungsbereich geleitet (innen)
• das Heizmedium (Heizdampf) wird ebenfalls in den Wärmeübertragungsbereich geleitet aber um die Lösung herum (indirekt)
• durch die Erhitzung verdampft ein Teil der enthaltenen Flüssigkeit
• der Lösungsmitteldampf (Brüden) wird separat durch das Prinzip der Dichte abgeleitet und bei mehrstufigen Anlagen als Heizdampf für die nächste Stufe weiter verwendet
• das gewonnene Konzentrat wird ebenfalls abgeleitet (dis-/kontinuierlich) oder weiter in der mehrstufigen Verdampfungsanlage aufkonzentriert

Grundfließbild mit Zusatzinformationen eines einstufigen Verdampfers

Animation über die Funktionsweise von verschiedenen Verdampferbauarten

Aufgabe <2> Berechnung des Dampfbedarfes einer mehrstufigen Eindampfung In einer mehrstufigen Eindampfung soll eine Lösung in der 1. Stufe von 20 % auf 30 %, in der 2. Stufe von 30 auf 40 % und in der 3. Stufe von 40 auf 50 % aufkonzentriert werden. a) Berechnen Sie wieviel Heizdampf benötigt wird. b) Berechnen Sie wieviel Heizdampf gegenüber einer einstufigen Eindampfung eingespart werden kann.

Mehrstufige Eindampfung

Firmenunterlagen

Fa. Gea Wiegand - Eindampfanlagen