Fermentative Produktion von L-Phenylalanin m i t Escherichia coli

Bauarten von Zentrifugalextraktoren
3.3 Produktaufarbeitung
Zentrifugalextraktoren können in Gruppen eingeteilt werden, dargestellt in Abb. 3.9.
Systeme mit getrennten Einheiten für Mischung und Trennung werden als Mixer-Settler
bezeichnet. Im Gegensatz zu den üblichen Mixer-Settlern erfolgt die Trennung nicht durch
Schwerkraft, sondern durch Zentrifugalkraft. Diese Systeme haben entweder Misch- und
Trennstufe in einer Einheit oder in separaten Einheiten und können zu Kaskaden ausgebaut
werden. Die Phasen werden in jeder Stufe vollständig voneinander getrennt. Daneben
gibt es Differentialkontaktoren mit axialer Phasenführung parallel zur Rotationsachse oder
radialer Phasenführung. Diese weisen keine diskreten Stufen auf, sondern mehrere Stufen
sind in einer Einheit vorhanden. Durchmischung und Trennung werden durch Einbauten
und Hydrodynamik bestimmt [Gebauer u. a. 1982].
Zu den Differentialkontaktoren gehört der Alfa-Laval-Extraktor, der axial und radial
durchströmt wird (siehe Abb. 3.10). Er besteht aus einer vertikal angeordneten Trommel
mit einem System aus schraubenförmigen Kanälen. Die schwere Phase wird an der
Rotationsachse eingeleitet und wandert aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen während
die leichte Phase an der Peripherie eingeleitet wird und nach innen wandert. Die Phasen
bewegen sich im Gegenstrom in den Schraubengängen (Axialbewegung). Am oberen und
unteren Ende werden sie durch Gitter in den inneren bzw. äußeren Schraubengang geleitet
(Radialbewegung). In den Gängen und an den Gittern herrscht Turbulenz. Durch die
Zentrifugalbeschleunigung werden die Phasen voneinander getrennt.
Der bereits erwähnte Podbielniak-Extraktor ist ebenfalls ein Differentialkontaktor, in
dem die Flüssigkeiten kontinuierlich radial durch eine horizontal gelagerte, rotierende
Trommel strömen (siehe Abb. 3.10). Wie im Alfa-Laval-Extraktor wird die schwere Phase
an der Rotationsachse, die leichte Phase an der Peripherie zugeführt. An konzentrischen
Lochblechen werden die im Gegenstrom geführten Phasen dispergiert und Tropfen
koaleszieren, wodurch eine mehrstufige Gegenstrom-Extraktion stattfindet. Durch die
Zentrifugalkraft erfolgt eine Phasentrennung [Gebauer u. a. 1982].
Der Wesfalia-Extraktor ist ein Mixer-Settler mit Misch- und Trennstufe in einer
Einheit (siehe Abb. 3.11). In der vertikal angeordneten Trommel sind konische Tellerringe
Misch- und Trenneinrichtung
separat
Zentrifugalextraktion
Mixer-Settler Differentialkontaktor
mehrere Misch- und
Trennstufen in einer Einheit
Phasenführung: axial
Phasenführung: radial
Abb. 3.9: Einteilung von Zentrifugalextraktoren [Gebauer u. a. 1982]
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