Zur Entfeuchtung feuchter Substanzen oder feuchter Substanzgemische sind Zentrifugen in den verschiedensten Ausführungsformen weit verbreitet und werden auf den verschiedensten Gebieten eingesetzt. So kommen

beispielsweise zur Entfeuchtung hochreiner pharmazeutischer Produkte diskontinuierlich arbeitende Zentrifugen, wie Schälzentrifugen, bevorzugt zum Einsatz, während insbesondere dann, wenn kontinuierlich grosse Mengen eines Fest-Flüssig Gemischs getrennt werden sollen, kontinuierlich arbeitende Schubzentrifugen vorteilhaft eingesetzt werden. Dabei kommen je nach Anforderung ein- oder mehrstufige Schubzentrifugen, sowie sogenannte Doppelschubzentrifugen zum Einsatz, aber auch sogenannte

Schneckenzentrifugen und eine Reihe anderer Konzepte sind dem Fachmann seit langem wohlbekannt. Dabei können die Zentrifugen je nach Bauart vertikal oder horizontal in Bezug auf das Schwerefeld der Erde ausgerichtet sein und je nach Anwendung sehr speziell ausgebildet sein.

Bei den verschiedenen Typen von Schubzentrifugen wird ein Fest-Flüssig Gemisch, eine Suspension oder ein feuchtes Salz oder Salzgemisch durch ein Einlaufrohr über einen Gemischverteiler einer schnell rotierenden Trommel, die bevorzugt als Filtersieb ausgestaltet ist, zugeführt, so dass auf Grund der wirkenden Fliehkräfte die flüssige Phase durch das Filtersieb ausgeschieden wird, während im Inneren an der Trommelwand unter Wirkung des sehr starken Zentrifugalfeldes, das durch die schnelle Rotation der Trommel generiert wird, ein Feststoffkuchen abgeschieden wird.

Dabei ist im Fall von Schubzentrifugen in der rotierenden Trommel ein im Wesentlichen scheibenförmiger, synchron mitrotierender Schubboden angeordnet, wobei je nach Anzahl der Siebstufen entweder der Schubboden oder eine Siebstufe in axialer Richtung in der Trommel mit einer gewissen Amplitude oszilliert, so dass ein Teil des entfeuchteten Feststoffkuchens an einem Ende der Trommel herausgeschoben wird. Bei der entgegengesetzten Bewegung des Schubbodens wird ein, an den Schubboden angrenzender Bereich der Trommel freigegeben, der dann durch das Einlaufrohr und über den Gemischverteiler wieder mit neuem Gemisch beschickt werden kann. Dabei können je nach eingesetztem Typ mit modernen Flochleistungs- Schubzentrifugen problemlos Durchsatzmengen in einer Grössenordnung von 100 Tonnen pro Stunde erreicht werden, wobei Trommeldurchmesser bis zu 1000 mm und mehr durchaus üblich sind und typische Rotationsfrequenzen der Trommel, abhängig vom Trommeldurchmesser von bis zu 2000

Umdrehungen pro Minute und mehr erreicht werden können. Dabei bedingt in der Regel ein grösserer Trommeldurchmesser wegen der auftretenden starken Fliehkräfte eine kleinere maximale Rotationsfrequenz der Trommel. Selbstverständlich können die Betriebsparameter, wie z.B. die

Rotationsfrequenz der Trommel, die pro Zeiteinheit zugeführte Menge an Gemisch oder auch der Trommeldurchmesser oder der Typ der eingesetzten Schubzentrifuge auch von dem zu entfeuchtenden Material selbst, dem Gehalt an Flüssigkeit usw. abhängen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Schubzentrifugen sind in der Regel kontinuierlich arbeitende Filterzentrifugen. Dabei sind einstufige und mehrstufige Schubzentrifugen bekannt, wobei die mehrstufige Schubzentrifuge aus einer äusseren

Siebtrommel und mindestens einer in der äusseren Siebtrommel

angeordneten Siebstufe, die ebenfalls als Siebtrommel ausgestaltet ist, besteht. Dabei können mehrere Siebstufen ineinander konzentrisch angeordnet sein, so dass zwei, drei und mehrstufige Schubzentrifugen realisierbar sind, wobei alle Siebstufen sehr schnell synchron um eine gemeinsame Drehsachse angetrieben werden. Ein zu trennendes Fest- Flüssig Gemisch gelangt im Betriebszustand kontinuierlich durch ein fest stehendes Einlaufrohr in einen in der innersten Siebstufe angeordneten, ebenfalls synchron mitrotierenden, Gemischverteiler und wird auf der innersten Siebstufe über deren ganzen Siebumfang gleichmässig verteilt. Der grösste Teil der Flüssigkeit wird hier bereits abzentrifugiert und es bildet sich ein Feststoffkuchen. Dagegen umfasst eine einstufige Schubzentrifuge ausser der äusseren Siebtrommel keine weiteren Siebstufen. Hier oszilliert zur Förderung des Feststoffku chens in der Siebtrommel der Schubboden, der gleichzeitig synchron mit der äusseren Siebtrommel mitrotiert. Bei einer zweistufigen Schubzentrifuge führt die innerste Stufe, die auch als erste Stufe bezeichnet wird, neben der Rotationsbewegung um die Drehachse eine Oszillationsbewegung in Richtung der Drehachse aus. Diese oszillatorische Bewegung wird hydraulisch über einen Schubkolben mit

Umsteuermechanismus generiert. Dadurch wird der Feststoffkuchen in Ringabschnitten, entsprechend der Flublänge der Oszillation, von der ersten zur zweiten Stufe geschoben und verlässt die Schubzentrifuge schliesslich über eine Austrittsöffnung. In der Praxis wird dabei der Feststoffkuchen in der Siebtrommel kontinuierlich unter Zugabe von Waschflüssigkeit auf den

Feststoffkuchen gewaschen. Für spezielle Einsatzbereiche sind

Sonderausführungen, im speziellen auch von zwei- und mehrstufigen

Schubzentrifugen, insbesondere für hochabrasive Schleudergüter, wie z.B. Kohle und Rohphosphat bekannt, die besondere

Verschleissschutzmassnahmen, wie verschleissfeste Siebe, erfordern. Auch Sonderausführungen für intensive Waschprozesse und zur Durchführung spezieller Waschverfahren, wie beispielsweise die Gegenstromwaschung bei Nitrozellulose, sind aus dem Stand der Technik bekannt. Auch gasdichte Ausführungen ein- und mehrstufiger Schubzentrifugen zum Betrieb unter Schutzgasathmosphäre kommen zum Einsatz. Die Funktionsweise von Schälzentrifugen sei hier am Beispiel der horizontalen Schälzentrifugen beschrieben. Die Fest-Flüssig-Trennung in horizontalen Schälzentrifugen erfolgt diskontinuierlich in einer Abfolge von spezifischen Prozessschritten. Den Produkteigenschaften entsprechend, dauern die einzelnen Prozessschritte wenige Minuten bis mehrere Stunden. Beim

Befüllen wird die Suspension über ein Füllschwert gleichmässig auf die Zentrifugentrommel aufgegeben. Die Florizontale Schälzentrifuge

beschleunigt, um die Flüssigkeit über dem Produktkuchen abzuschleudern.

Die Waschflüssigkeit wird über das Waschrohr gleichmässig auf den

Produktkuchen aufgegeben. Nach dem Waschen erfolgt das Schleudern so lange, bis die gewünschte Restfeuchte des Filterkuchens erreicht ist. Bei reduzierter Drehzahl schwenkt das Schälmesser in den Produktkuchen ein und schält das Produkt über die Austragsrutsche vertikal nach unten aus. Je nach Produkteigenschaften und Trommel breite ist anstelle der Rutsche eine Austragsschnecke eingebaut. Zum Schutz des in der Trommel eingespannten Filtertuchs verbleibt beim Schälen eine Produktrestschicht auf dem Filtertuch. Diese Schicht kann gegebenenfalls bei den folgenden Chargen das

Durchschlagen von Feinanteil in das Filtrat verhindern. Die Restschicht in der horizontalen Schälzentrifuge wird anwendungsspezifisch nach jeder Charge oder periodisch entfernt. Mit Gas-Druckstössen über Düsen ausserhalb der Trommel lässt sich die Schicht über die Austragsrutsche abblasen. Ist der Prozessraum inertisiert, erfolgt das Abblasen mit Stickstoff. Bei anderen, bevorzugt kleineren Zentrifugen, kann der Feststoff auch manuell nach Stoppen der Zentrifuge entfernt werden.

Schneckenzentrifugen eignen sich besonders zu Waschung von Substanzen, da sie eine geringere Durchsatzrate wie die Schubzentrifugen aufweisen. Eine Schneckenzentrifuge besteht grundlegend aus einem Rotor der eine

Vollmanteltrommel und eine darin gelagerten Schneckenkörper besitzt. Beide laufen mit einer hohen Drehzahl um, wobei die Schnecke eine

Differenzdrehzahl zur umliegenden Trommel besitzt. Das zu trennende Gemisch wird zentral über ein Einlaufrohr zugeführt und tritt durch Bohrungen im Schneckenkörper in den eigentlichen Trennraum. Im Trennraum bildet sich aufgrund des Zentrifugalfelds ein kreiszylindrischer Flüssigkeitsraum aus. Durch den Dichteunterschied zwischen dem dichteren Stoff und der weniger dichten Flüssigkeit lagert sich der Feststoff in Form eines Feststoffkuchens auf der Innenwand der Trommel ab. Über den Feststoff strömt die sich klärende Flüssigkeit in die von den Schneckenblättern gebildeten Kanäle und dekantiert in das Flüssigkeitsgehäuse.

Im Stand der Technik ist bereits bekannt, dass Zentrifugen sich nicht nur zum Waschen, sondern auch zur Extraktion von Stoffen aus Gemischen eignen. Extraktion von Substanzen wie Wirkstoffen, Aromen, Vitaminen, etc. aus einem Gemisch in eine flüssige Phase mit Hilfe der Zentrifugalkraft. Bei der flüssig-flüssig Extraktion bei Dekantierzentrifugen vermischen sich zwei ineinander unlösliche Flüssigkeiten mit dem Ziel des Übergangs eines gelösten Stoffes von der Ausgangsflüssigkeit in die Extraktionsflüssigkeit. Bei der fest-flüssig wird die Flüssigkeit auf den Feststoffkuchen aufgebracht und die durch die Zentrifugalkraft erfolgt einen optimalen Stoffübergang von der Trägerphase in die Lösungsmittelphase. Die Dampfextraktion funktioniert im Prinzip wie die Dampfwäsche nur ist die wertvolle Komponente nicht der Feststoffkuchen sondern das Kondensat. Das Verfahren wird nur bei

Stülpfilterzentrifugen angewandt. Hierbei wird die Zentrifuge mit einer

Feststoffsuspension befüllt und die Mutterlauge abgeschleudert. Dann erfolgt die Dampfextraktion indem die Trommel mit Heissdampf beaufschlagt wird, der den Feststoffkuchen von innen nach aussen durchströmt. Das Kondensat das nach Durchströmen des Feststoffkuchens das Substrat enthält wird im Filtratabscheider gesammelt. Solche Prozesse finden z.B. Anwendung bei der Gewinnung von Wirkstoffen aus Kräutern.

In der WO 96/33861 A1 werden ein kontinuierliches Extraktionsverfahren und eine entsprechende Extraktionsvorrichtung beschrieben. Zur Gewinnung von Ölen durch Verpressen und Extrahieren eines ölhaltigen Rohstoffes in Gegenwart eines flüssigen und/oder superkritischen Extraktionsfluids, ist hierzu ein mit Ein- und Auslässen versehener im Wesentlichen zylindrischer Reaktor vorgesehen. Im Reaktor ist eine Pressschnecke vorgesehen, welche den Rohstoff vom Einlass unter Verpressen zum Auslass des Reaktors befördert, wobei gleichzeitig das Extraktionsfluid unter Druck in den Reaktor eingebracht wird. Dabei wird ein Öl oder eine extrahierte Substanz erhalten, aus welcher im Anschluss das Extraktionsfluid entfernt werden kann.

Die RU2140824 zeigt eine scheibenförmige Zentrifuge mit innenseitig spiralförmig angelegten Kanälen, für die Reinigung von Mineralölen von Verunreinigungen. Dabei werden die Ölbestandteile gravimetrisch getrennt.

Im Weiteren sind Extraktionsverfahren bekannt, beispielsweise die

Hochdruckextraktion mit superkritischen Gasen. Gase nehmen bei hohen Drücken und Temperaturen einen Zustand ein, der weder dem eines Gases noch dem einer Flüssigkeit entspricht, dieser Bereich wird superkritisch oder überkritisch genannt. Mit superkritischem C02 werden beispielsweise

Extraktionsstoffe aus Lebensmitteln gewonnen oder unerwünschte

Extraktionsstoffe extrahiert: Koffein aus Kaffeebohnen, Hopfenharze aus Hopfen, Nikotin aus Tabak, Aromen sowie Farbstoffe und Inhaltsstoffe aus verschiedensten Gewürzstoffen, Gewürzpflanzen und Naturstoffen. Mit superkritischem C02 kann aber auch der umgekehrte Vorgang, das

Imprägnieren, erfolgen. Dafür wird ein festes Ausgangsmaterial mit den im superkritischen C02 gelösten Imprägnierstoff kontaktiert, wodurch der Imprägnierstoff in sämtliche Poren des Ausgangsmaterials eindringt. Durch langsames Entspannen verliert das superkritische C02 die Lösefähigkeit und der Imprägnierstoff verbleibt gleichmäßig verteilt im Ausgangsmaterial zurück. Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Vorrichtungen zur Extraktion und Extraktionsverfahren ist deren konstruktiv und verfahrenstechnisch sehr komplizierter Aufbau sowie die aufwändige Durchführung der Verfahren, da oft mehrere Reaktoren mit aufwändigen Druckerzeugern notwendig sind. Beispielsweise benötigen die Vorrichtungen zur Extraktion und die Extraktionsverfahren druckdichte Zufuhreinrichtung zu einem Reaktor und druckdichte Reaktoren. In Anbetracht der erforderlichen hohen Drücke, entstehen erhebliche hohe Kosten für die Wandstärken der Reaktoren, sowie die Notwendigkeit, diskontinuierlich oder chargenweise verfahren zu müssen. Ebenso sind aufgrund der Reaktoren langen Extraktionszeiten von zum Teil bis weit über zehn Minuten notwendig. Auch eine aufwändige Zufuhr und Abfuhr des Gemischs sowie der Transport innerhalb der Reaktoren mit hochdruckdichten, drehenden Schnecken und Durchführungen ist von

Nachteil notwendig. Ausserdem sind die Extraktions- bzw. Durchsatzzeiten hoch und die Verfahren oft nicht also kontinuierlich zu betreiben. Nicht zu unterschätzen und ein weiterer wesentliche Nachteil sind aufgrund der Komplexität die hohe Störungsanfälligkeit und die hohe Wartungsintensität der Vorrichtungen zur Extraktion und der Extraktionsverfahren.

Die superkritische Extraktion wird gegenwärtig auf in zwei Arten von Geräten vollzogen. Im Chargen-Verfahren werden die zu extrahierenden Feststoffe in einem druckfesten Gehäuse unter hohem Druck während mehreren Stunden mit geeigneten Lösungsmitteln gewaschen und so die Trennung von festen und flüssigen Bestandteilen erreicht. PCT/AT 96/00083 und A 1551/99 beschreiben kontinuierliche Verfahren, wobei Lösungsmittel zu den zu extrahierenden Feststoffen in eine Schraubenpresse eingespritzt werden, wo dann die Extrakt-Lösungsmittel-Mizelle durch Seiherstäbe von den Feststoffen getrennt wird. Während das Chargen-Verfahren kostspielige Anlagen und lange Verweilzeiten bedingt, haben auch kontinuierliche Verfahren einige Nachteile. Bei hohen Drücken können die Lösungsmittel längs der

Pressschraube in der Förderrichtung entweder vorwärts oder rückwärts durchschiessen, was den Press- und Extraktionsvorgang stört und eine starke Austragung von Feststoffen durch die Seierstäbe verursacht.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen rotierbaren Seperator zur Durchführung eines Verfahren zur Extraktion eines Gemisches, insbesondere eines Verfahren zur superkritischen Extraktion eines Gemisches, und ein Verfahren zur Extraktion eines Gemisches, insbesondere eines Verfahrens zur superkritischen

Extraktion eines Gemisches, vorzuschlagen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile weitgehend vermeidet, insbesondere einen rotierbaren Separator zur Durchführung eines Verfahren zur Extraktion eines Gemisches, insbesondere ein Verfahren zur superkritischen Extraktion eines Gemisches, und Verfahren zur superkritischen Extraktion eines Gemisches, insbesondere Verfahren zur superkritischen Extraktion eines Gemisches, vorzuschlagen, die konstruktiv und verfahrenstechnisch einfach ausgestaltet sind und/oder geringe Durchsatzzeiten des Gemischs aufweisen und/oder eine höhere Durchsatzmengen des Gemischs aufweisen und/oder stufenlos geregelt und gesteuert werden können und/oder einen reduzierten

Energieverbrauch aufweisen. Diese Aufgabe wird durch einen rotierbaren Separator mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Extraktion eines Gemisches mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst.

Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung. Erfindungsgemäss wird ein rotierbarer Separator mit einer Hohlwelle und einen sich von der Hohlwelle aus radial weg erstreckenden rotierbaren Stützkörper vorgeschlagen. Der rotierbare Stützkörper und die Hohlwelle sind dabei um eine Achse rotierbar. Der rotierbare Stützkörper und die Hohlwelle müssen jedoch nicht um dieselbe Achse rotierbar sein. Am Stützkörper ist ein sich von der Hohlwelle aus in eine radiale Richtung erstreckender

Separationskanal angeordnet. Dieser Separationskanal ist derart mit der Hohlwelle strömungsverbunden, dass dem Separationskanal im

Betriebszustand ein Gemisch aus der Hohlwelle zuführbar ist. Im

Separationskanal ist ein Separationsmittel angeordnet, sodass das in den Separationskanal zuführbare Gemisch am Separationsmittel in mindestens eine erste und eine zweite Komponente separierbar ist, wobei ein mit dem Separationskanal strömungsverbundener Abführkanal derart vorgesehen ist, dass über das Separationsmittel eine vorgebbare Menge der ersten

Komponente aus dem Separationskanal in den Abführkanal abführbar ist.

Der erfindungsgemässe rotierbare Separator eignet sich insbesondere für die superkritische Extraktion, sowie die Fraktionierung von Gemischen.

Im folgenden sei kurz beschrieben was die wesentlichen Unterschiede zwischen dem erfindungsgemässem rotierbaren Separator und einer

Zentrifuge sind. Sowohl eine Zentrifuge, als auch der erfindungsgemässe rotierbare Separator umfassen ein Separationsmittel. Der wesentliche

Unterschied zwischen einer Zentrifuge und dem rotierbaren Separator liegt jedoch darin, dass die Trennung des Gemischs in einer Zentrifuge durch ein Separationsmittel erfolgt, welches in einem axialen Kanal

(Zentrifugentrommel) angeordnet ist, also durch ein Sieb (Separationsmittel), welches an der Innenwand der Zentrifugentrommel (Kanal) angeordnet ist. Hierbei wird das Gemisch in die Trommel eingebracht und durch die Rotation der Zentrifuge wird das Gemisch lediglich durch Zentrifugalkräfte am Sieb aufgetrennt. Die Auftrennung des Gemisches erfolgt am Separationsmittel (Sieb) der Zentrifuge folglich nur durch eine rein radiale Kraft. Die Trennung des Gemischs im erfindungsgemässen rotierbaren Separator erfolgt hingegen in Kanälen, welche sich zumindest teilweise in eine radiale Richtung erstrecken. Das Gemisch wird dabei bei dem erfindungsgemässen rotierbaren Separator von der Hohlwelle (axiale Richtung) in die radialen Kanäle eingeführt. Somit wirken auf das Gemisch im erfindungsgemässen rotierbaren Separator sowohl coriolisartige- als auch Zentrifugalkräfte. Unter einer coriolisartigen Kraft ist hierbei eine Kraft zu verstehen, welche einen bewegten Körper quer zu seiner Bewegungsrichtung ablenkt, wenn diese Kraft relativ zu einem rotierenden Bezugssystem beschrieben wird und nicht zu dessen Rotationsachse genau parallel liegt. Eine coriolisartige Kraft ist somit zum Beispiel die Coriosliskraft. Die Auftrennung des Gemischs erfolgt somit an den, insbesondere teilweise in Umfangrichtung ausgerichteten

Separationsmitteln, durch eine Kraft welche teilweise in Umfangrichtung wirkt, sowie eine Kraft welche in die radiale Richtung ausgeübt wird. Eine coriolisartige Kraft Fc berechnet sich aus der Winkelgeschwindigkeit w des Bewegungssystem und der Geschwindigkeit v des Gemischs relativ zum Bewegungssystem und Masse m des Gemischs:

->= 2m x->

Fc v w

Die Zentrifugalkraft Fz, ist eine Trägheitskraft, die bei Dreh- und

Kreisbewegungen auftritt und radial von der Rotationsachse nach außen gerichtet ist. Sie hängt von der Masse m des Gemischs der

Winkelgeschwindigkeit des rotierenden Körpers und dem Radius r ab:

Fz = m - w ² r

Somit folgt schon aus den Formeln, dass es bei einer Zentrifuge nur die Zentrifugalkraft auftritt, da es durch die axialen Kanäle keine Bewegung am Separationsmittel relativ zum Bewegungssystem gibt. Bei dem rotierbaren Separator hingegen gibt es durch die radialen Kanäle eine Bewegung am Separationsmittel relativ zum Bewegungssystem, sodass auch eine

coriolisartige Kraft wirken kann. Ausserdem ergibt sich noch ein weiterer technischer Effekt aus der radialen Kanalführung, welcher bei einer Zentrifuge nicht auftritt. In einem radial verlaufenden Kanal ergeben sich an verschiedenen Stellen, abhängig vom Abstand zum Rotationszentrum, verschiedene

Auftrennungsgeschwindigkeiten, da der auf das Gemisch im Betriebszustand ausgeübte Druck auch vom Abstand zum Rotationszentrum abhängt. Dieser Effekt wird selbstverständlich durch eine Krümmung des Separationskanals verstärkt, da so die Wirkung der Corioliskraft erhöht wird. Bei einem erfindungsgemässen rotierbaren Separator wirken nicht nur die Kräfte durch eine radiale Ausgestaltung der Separationskanäle anders, sondern aus der Vorrichtungsgeometrie ergibt sich ein weiterer wichtiger Unterschied. Der rotierbare Stützkörper des rotierbaren Separators kann eine beliebige Dicke (in axialer Richtung) aufweisen, da an dem rotierbaren

Stützkörper beliebig viele Kanäle in Umfangsrichtung, also in einer Ebene welche insbesondere parallel zur Ebene des Stützkörpers verläuft, angeordnet sein können. Somit kann eine Auftrennungsfläche (Fläche des

Separationsmittels an welcher das Gemisch auftrennbar ist) über die Anzahl der Kanäle gesteuert werden, wohingegen die Auftrennungsfläche einer Zentrifuge massgeblich von der Dicke der Zentrifuge abhängt. Folglich kann bei minimaler Dicke des rotierbaren Stützkörpers eine beliebige Effizienz der Auftrennung erreicht werden. Durch die, im Vergleich zur Zentrifuge, geringe Dicke des rotierbaren Stützkörpers ist eine höhere Rotationsgeschwindigkeit möglich. Deswegen ist im erfindungsgemässen rotierbaren Separator nicht nur eine höhere Rotationsgeschwindigkeit und somit Auftrennungseffizienz als bei einer Zentrifuge möglich, sondern die Ausführung superkritischer

Extraktionsverfahren ist auch deutlich vereinfacht, da bei höherer

Rotationsgeschwindigkeit der superkritische Zustand der Extraktionsfluide leichter zu erreichen ist.

Dass sich die Separationskanäle des rotierbaren Separators in radiale

Richtung erstrecken heisst nicht, dass die Separationskanäle rein radial verlaufen. Die Separationskanäle müssen nicht gerade sein sie können auch gekrümmt verlaufen und somit tangentiale Anteile aufweisen. Mit in radiale Richtung soll lediglich beschrieben werden, dass sich die Separationskanäle von der Flohlwelle aus in periphere Richtung des rotierbaren Stützkörpers erstrecken. Hierbei sind die Separationskanäle mit der Flohlwelle

strömungsverbunden, können aber auch direkt an der Flohlwelle angeordnet sein. Der rotierbare Separator kann vertikal oder horizontal oder teilweise vertikal und teilweise horizontal gelagert sein. Ausserdem kann der rotierbare

Separator kontinuierlich oder diskontinuierlich und insbesondere auch gepulst arbeiten. Unter Fraktionierung ist im Rahmen der Erfindung die Extraktion und

Trennung von verschiedenen Fraktionen aus einem Gemisch zu verstehen. Unter einem Gemisch ist dabei im Folgende im Allgemeinen zu verstehen, dass das Gemisch aus mindestens zwei Stoffen besteht, wobei das Gemisch ein homogenes oder aber heterogenes Gemisch sein kann und die Stoffe den Aggregatzustand fest, flüssig oder gasförmig aufweisen können. Das

Gemisch, insbesondere das zuführbare Gemisch, kann eine Flüssigphase und/oder eine Feststoffphase, wobei die Feststoffphase insbesondere auch eine kolloide Flüssigkeit sein kann, und/oder eine Gasphase umfassen. Das unter einem Rotationsdruck stehende Gemisch kann die Feststoffphase oder kolloide Flüssigkeit sein, und wird insbesondere auch Feststoffkuchen genannt. Das unter dem Rotationsdruck stehende Gemisch kann aber auch Anteile der Gasphase, die aufgrund des Rotationsdrucks flüssig sind, oder Anteile der Flüssigphase umfassen. Ein wesentlicher Anteil der Flüssigphase kann jedoch aufgrund des Rotationsdrucks vom Gemisch abtrennbar sein. Unter Extraktion kann im Rahmen der Erfindung auch Fraktionierung und waschen eines Gemisches verstanden werden oder einfach nur die

Auftrennung eines Gemisches in seine Bestandteile bzw. Komponenten. Generell kann unter der Extraktion auch die Trennung von mindestens einer ersten und einer zweiten Komponente eines Gemisches mit einem

Extraktionsfluid verstanden werden.

Unter einem Extraktionsfluid ist dabei im Folgenden im Allgemeinen ein Lösungsmittel zu verstehen, welches sich insbesondere in gasförmigen und/oder flüssigem und/oder überkritischem und/oder dampfförmigen Zustand befindet. Der rotierbare Stützkörper des Rotierbarer Separators und die Hohlwelle können drehfest miteinander verbunden sein. So kann der rotierbare

Stützkörper auf der Hohlwelle gelagert sein, welche auf einer Seite von einem geeigneten Aggregat, zum Beispiel von einem Elektromotor angetrieben wird. Die Hohlwelle dient dazu, die Prozess-Substanzen und die verwendeten Lösungsmittel durch Öffnungen in die radial angeordneten Kanäle

einzubringen. Dabei können separate Kanäle für ein oder mehrere

Lösungsmittel angebracht werden.

Beim erfindungsgemässen rotierbaren Separator können die Drücke über die Drehzahlregelung beliebig und stufenlos eingestellt werden.

Der rotierbare Stützkörper kann jede beliebige Form aufweisen, welche sich zum Abstützen der Separationskanäle eignet. Insbesondere ein runder, ovaler oder quadratischer Stützkörper eignet sich. Dabei können die

Separationskanäle auf dem Stützkörper abgestützt sein, im Stützkörper angeordnet oder in einer anderen geeigneten Art am Stützkörper angebracht sein.

Der rotierbare Stützkörper des rotierbaren Separators kann als eine rotierbare Hohlscheibe ausgeführt sein und der Separationskanal in der rotierbaren Hohlscheibe angeordnet sein. In Ausgestaltung der Erfindung kann der rotierbare Separator aus einer rotierbaren Hohlscheibe bestehen, in deren Innern die Prozess-Substanzen durch gerade, gekrümmte oder spiralförmige Kanäle geleitet werden können, wobei diese Kanäle in radialer Richtung in der Scheibe angeordnet sind.

In der Praxis kann die rotierbare Hohlscheibe des rotierbaren Separators durch eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe gebildet werden, sodass der Separationskanal zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet ist. Der Hohlraum der Scheibe, in welchem also die

Separationskanäle, Abführkanäle und Separationsmittel angeordnet sind, wird durch die erste und zweite Scheibe gebildet. Ausserdem kann in Ausgestaltung der Erfindung an der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe ein Scheibentrenner derart angeordnet sein, dass die erste Scheibe und die zweite Scheibe separierbar sind. So kann im Betriebszustand das Gemisch beziehungsweise Bestandteile des Gemischs, durch Separieren der

Scheiben, insbesondere durch gepulstes Separieren der Scheiben, aus einer Öffnung des Separationskanals entfernt werden. Der Scheibentrenner kann an der Hohlwelle angebracht sein und dort das Trennen der Scheiben und somit das Öffnen der Öffnung des Separationskanals zum Auswerfen des Gemischs zu ermöglichen. Beim dem rotierbaren Separator kann am Separationskanal ein Zuführkanal angeordnet sein, sodass dem Separationskanal über den Zuführkanal ein Extraktionsfluid zur Extraktion des Gemisches zuführbar ist. So können in Praxis, wenn mehrere Abführkanäle an einem Separationskanal angeordnet sind, stufenweise verschiedene Stoffe in einem Separationskanal abgetrennt werden. Das ist zum Beispiel möglich wenn auch mehrere Zuführkanäle am Separationskanal angeordnet sind und in dem das Extraktionsfluid in verschiedenen Temperaturen durch die Zuführkanäle eingebracht oder der Kanal an vorgebbaren Stellen verschieden stark geheizt wird. Ausserdem können selbstverständlich auch verschiedene Zuführkanäle verschiedene Extraktionsfluide in den Kanal zuführen, sodass in Separationskanal

Abschnittweise verschiedene Stoffe mit unterschiedlichen Extraktionsfluide gelöst werden.

Die Zuführung des Extraktionsfluid vom Zuführkanal in den Separationskanal kann über ein Ventil, über eine poröse Zuführung oder ein anderes geeignetes Element erfolgen.

In Ausgestaltung der Erfindung kann der rotierbare Separator am

Separationskanal mehrere Zuführkanäle, insbesondere eine gleiche Anzahl von Zuführkanäle und Separationsmittel, und folglich auch von Abführkanälen, besitzen. So können dem Separationskanal ein Extraktionsfluid oder verschiedene Extraktionsfluide zur Extraktion des Gemisches derart zugeführt werden, dass das Gemisch stufenweise extrahierbar ist, insbesondere stufenweise fraktionierbar ist. Dem Separationskanal kann über den

Zuführkanal das Extraktionsfluid zugeführt werden. So können im

Betriebszustand aus dem Gemisch ein Stoff, insbesondere mehrere Stoffe, im speziellen mehrere Stoffe in verschiedenen Fraktionen, herausgelöst werden. Der im Extraktionsfluid gelöste Stoff wird mit dem Extraktionsfluid am

Separationsmittel vom Gemisch abgetrennt, um dann über den Abführkanal abgeführt zu werden. In der Praxis können Extraktionsschritte superkritisch durchgeführt werden, da durch die spezielle Vorrichtungsgeometrie und die daraus resultierende hohe Rotationsgeschwindigkeit, Extraktionsfluide wie zum Beispiel

Kohlenstoffdioxid, im Betriebszustand, durch die Rotation, zumindest teilweise, in einen superkritischen Zustand überführt werden können.

Zumindest teilweiser superkritischer Zustand heisst, dass das Extraktionsfluid während der Extraktion des Gemisches zu 1 -99% im superkritischen Zustand vorliegt, insbesondere zu 10- 90%, besonders bevorzugt zu 25-85%, im speziellen zu 50-70%.

Um die vorrangehend beschriebene stufenweise Extraktion bzw.

Fraktionierung zu ermöglichen können bei einem rotierbaren Separator im Separationskanal auch mehrere Separationsmittel, insbesondere ein erstes Separationsmittel und ein zweites Separationsmittel, angeordnet sein, sodass ein Gemisch im Betriebszustand fraktionierbar ist. Die Fraktionierung muss somit nicht unbedingt durch Temperatur oder verschiedene Extraktionsfluide gesteuert werden. Durch Auswahl verschiedener Separationsmittel in einem Separationskanal kann der selbe Effekt erzielt werden, indem zum Beispiel poröse Einsätze verschiedener Porengrösse verwendet werden, sodass zuerst bei einer kleinen Porengrösse kleine Stoffe und bei einer grossen Porengrösse grössere Stoffe abgetrennt werden. Die relative Grösse eines Stoffes bezieht auf die Molekülgeometrie, insbesondere die Molekülgeometrie des Stoffes im Extraktionsfluid oder die Wechselwirkung mit dem

Separationsmittel.

Des Weiteren können der rotierbare Stützkörper des rotierbaren Separators in Rotationsrichtung und/oder in Axialrichtung mehrere Kanäle nebeneinander am rotierbaren Stützkörper angeordnet sein. Ausserdem können mehrere rotierbare Stützkörper an einer Hohlwelle angeordnet sein. Bevorzugt ist in Axialrichtung jedoch nur eine Lage von Separationskanälen angebracht, da somit die Dicke des rotierbaren Stützkörpers mit Separationskanälen gering bleibt, sodass eine hohe Rotationsgeschwindigkeit ermöglicht wird. In Ausgestaltung der Erfindung kann um den rotierbaren Stützkörper ein Gehäuse derart angeordnet sein, sodass im Betriebszustand

ausschleuderbare flüssige Bestandteile eines Gemisches auffangbar sind. Ausserdem kann das Gehäuse auch so ausgestaltet sein, dass feste und flüssige Bestandteile des Gemisches getrennt durch das Gehäuse auffangbar sind. Das getrennte Auffangen durch das Gehäuse wird insbesondere dadurch ermöglicht, da die festen Bestandteile des Gemisches an einer Öffnung des Separationskanals ausgeworfen werden können, wobei das Extraktionsfluid mit gelösten Bestandteilen über die Abführkanäle

ausgeworfen werden kann. Ausserdem kann im Gehäuse des rotierbaren Stützkörpers eine Trennwand, insbesondere mehrere Trennwände, angeordnet sein, sodass eine Vermischung der im Betriebszustand aus der Öffnung des Separationskanals ausschleuderbaren Bestandteile verhindert wird. Die getrennten oder extrahierten flüssigen Bestandteile können in separaten Kanälen, den Abführkanälen an den Rand der rotierenden Scheibe geführt werden, wo sie ausschleuderbar sind. Das Gehäuse kann um den rotierbaren Stützkörper derart angebracht sein, dass die ausgeschleuderten flüssigen Bestandteile aufgefangen werden können, wobei die entstehende Entspannungskälte über einen im Gehäuse anbringbaren Wärmetauscher aufgenommen werden kann. Der Separationskanal des rotierbaren Separators kann in der Praxis verschiedene Formen aufweise. Hierbei kann der Separationskanal gerade oder spiralförmig und/oder gebogen sein und/oder der Separationskanal kann angewinkelt sein. Insbesondere kann der Separationskanal in einem Winkel von 90° bis 170° angewinkelt sein, besonders bevorzugt in einem Winkel von 90° bis 150° angewinkelt sein, im speziellen in einem Winkel von 100° bis 145° angewinkelt sein. Auch kann der rotierbare Separator, je nach

Anwendung, mehrere Kanäle mit verschiedenen Formen umfassen. Wenn der Separationskanal angewinkelt oder gebogen ausgeführt ist, kann der

Separationskanal selbstverständlich in Axialrichtung, in Radialrichtung und anteilig in Axialrichtung und Radialrichtung angewinkelt und/oder gebogen sein.

In der Praxis können die Separationsmittel des rotierbaren Separators als ein Sieb und/oder Seiherstäbe und/oder ein poröser Separationseinsatz ausgestaltet sein. Mittels Seiherstäben oder porösen Einsätzen

(beziehungsweise anderen Separationsmitteln) mit vorgebbaren Abständen zwischen den Seiherstäben oder vorgebbaren Porengrössen, können flüssige Bestandteile in den Feststoffen und gelöste Bestandteile in den Flüssigkeiten getrennt werden. Dies geschieht in Abhängigkeit vom Abstand vom Zentrum der rotierbaren Hohlscheibe, wobei unter sich änderndem Druck und

Temperatur, und abhängig vom verwendeten Extraktionsfluiden, und den daraus resultierenden verschiedenen Löslichkeit, verschiedene Fraktionen gelöst und getrennt werden können. Die porösen Separationseinsätze können auch als konzentrische Ringe, oder als Teile von konzentrischen Ringen, auf den Seitenwänden der Scheiben und/oder gegenständig angebracht werden. Selbstverständlich wird durch Anordnung der Separationsmittel auch die Anordnung der Abführkanäle bestimmt. In einer besonderen Art der

Ausführung kann ein Separationskanal auch mehrere Separationsmittel in verschiedener Reihenfolge (von der Hohlwelle aus gesehen) umfassen, sodass die Grösse des vorgebbaren Abstandes beziehungsweise der vorgebbaren Porengrösse, von der Hohlwelle aus gesehen, nach aussen hin zunimmt.

Poröse Separationseinsätze können Keramiken, insbesondere gesinterte Keramiken sein, besondere bevorzugt können die porösen

Separationseinsätze aus Aluminiumoxid, Zirconiumoxid beziehungsweise Titanoxid bestehen. Aber selbstverständlich können die porösen

Separationseinsätze auch alle anderen dem Fachmann bekannten porösen Filtermaterialien sein.

Auf mindestens einer Seite der Separationskanäle kann ein Separationsmittel wie z.B. Seiherstäbe oder poröse Einlage angebracht sein, welche je nach Drehrichtung auf der Wirkungsseite der Coriolis- und Zentrifugalkräfte die Trennung von flüssigen Bestandteile in den Feststoffen und gelöste

Bestandteile in den Flüssigkeiten vornehmen, sei es im unter- oder

überkritischen Bereich. Die Teile der Prozess-Substanz, welche die Seiherstäbe oder Poren nicht passieren können, werden analog wie die getrennten oder extrahierten

Bestandteile an den Rand der rotierenden Scheibe geführt, wo sie ebenfalls ausgeschleudert werden. Eine Trennwand im Gehäuse verhindert die

Vermischung der ausgeschleuderten Bestandteile. Das Auffanggehäuse auf der Auswurfseite der Feststoffe kann mit einem langsam drehenden

Schrupper ausgestattet werden, um die Feststoffe im unteren Teil des

Gehäuses zu sammeln und auszutragen, zum Beispiel mit einer

Transportschraube.

Die poröse Seite der Separationskanäle kann die Seite wechseln, sobald das spezifische Gewicht des komprimierten Extraktionsfluids, oder Mischungen bestehend aus Extraktionsfluiden, und den extrahierten flüssigen Bestandteilen, von einem bestimmten Punkt an auf dem Radius der Hohlscheibe, bedingt durch die steigenden Drücke, höher wird als dasjenige der Feststoffe. Die Abstände in den Seiherstäben oder die Porengrössen der porösen Einsätze sollten um einige Grössenordnungen kleiner als kleinsten

Partikelgrössen der Prozess-Substanzen sein, welche auf der Oberfläche dieser Trennwände abgeführt werden, um ein Verstopfen zu vermeiden. Die durch die Zentrifugalkräfte verursachte tangentiale Abfuhr der Feststoffe vermindert zusätzlich die Gefahr des Verstopfens.

Erfindungsgemäss wird weiter ein Verfahren zur Extraktion eines Gemisches vorgeschlagen, wobei bei diesem Verfahren eine erfindungsgemässe

Vorrichtung verwendet wird. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann das Gemisch superkritisch extrahiert werden oder das Verfahren kann folgende Schritte umfassen. Das Gemisch wird über die Hohlwelle in einen Separationskanal eingebracht. Erzeugen von, in Bezug auf ein Extraktionsfluid, zumindest teilweise superkritischen Bedingungen, durch Rotation des rotierbaren Stützkörpers. Anschliessen wird das Gemisch im Separationskanal mit dem zumindest teilweise superkritischen Extraktionsfluid extrahiert. Der Extrakt wird über das Separationsmittel durch Rotation des rotierbaren Stützkörpers abgetrennt.

Im Rahmen der Erfindung ist unter einem Extrakt die, über das

Separationsmittel aus dem Separationskanal, vom Gemisch abgetrennte Bestandteile zu verstehen. Insbesondere ist unter einem Extrakt das

Extraktionsfluid mit den gelösten Bestandteilen des Gemisches zu verstehen.

Gase nehmen bei hohen Drücken und Temperaturen einen Zustand ein, der weder dem eines Gases noch dem einer Flüssigkeit entspricht, und dieser Bereich wird superkritisch oder überkritisch genannt. Mit superkritischem CO2 werden beispielsweise Extraktionsstoffe aus Lebensmitteln gewonnen oder unerwünschte Extraktionsstoffe extrahiert: Koffein aus Kaffeebohnen, Hopfenharze aus Hopfen, Nikotin aus Tabak, Aromen sowie Farbstoffe und Inhaltsstoffe aus verschiedensten Gewürzstoffen, Gewürzpflanzen und Naturstoffen. Mit superkritischem CO2 kann aber auch der umgekehrte Vorgang, das Imprägnieren, erfolgen. Dafür wird ein festes Ausgangsmaterial mit den im superkritischen CO2 gelösten Imprägnierstoff kontaktiert, wodurch der Imprägnierstoff in sämtliche Poren des Ausgangsmaterials eindringt.

Durch langsames Entspannen verliert das superkritische CO2 die

Lösefähigkeit und der Imprägnierstoff verbleibt gleichmäßig verteilt im

Ausgangsmaterial zurück.

Als superkritische Extraktionsfluide können zum Beispiel Kohlendioxyd, Stickstoff, Helium, Stickoxyd Schwefelhexafluorid, Alkane gebildet aus 1 -20 Kohlenstoffatomen, Alkene gebildet aus 2-20 Kohlenstoffatomen, Alkyne gebildet aus 2-20 Kohlenstoffatomen, Alkohole, Ketone, Äther, Ester, chlorierten und/oder fluorierten Kohlenwasserstoffen, und Mischungen daraus, verwendet werden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung, sowie ein erfindungsgemässes

Verfahren, dienen auch dazu, im unterkritischen Bereich die Trennung von Wasser und Salzen aus Meerwasser vorzunehmen, oder Verunreinigungen aus Abwässern zu entfernen. Das Eindicken von Flüssigkeiten, zum Beispiel von Säften oder Milchprodukten, analog zur Umkehrosmose, ist ebenso möglich wie das Trocknen von Feststoffe enthaltenden Flüssigkeiten oder von Wasser enthaltenden Feststoffen, analog zum Sprühtrocknen oder

Gefriertrocknen.

Ebenfalls möglich ist die Dampfkomprimierung, Kondensation und

Verdampfung von Kohlendioxyd in auf Kohlendioxyd beruhenden

Kühlsystemen. Schliesslich können auch Reaktionen, die normalerweise solide Druckbehälter benötigen, im erfindungsgemässen Gerät, oder der Anordnung von Geräten, durchgeführt werden. Ein Beispiel ist die

Umwandlung von nicht trockenen Biomassen und Abfällen in feste, flüssige und gasförmige Brennstoffzwischenstufen analog zur hydrothermalen

Konversion (HTC). Ein anderes Beispiel betrifft die Umwandlung von Kohlenmonoxyd und Wasserstoff in flüssige Kohlenwasserstoffe analog zum Fischer-Tropsch-Verfahren (FT).

Die Fierstellung von hohen Drücken mittels Coriolis- und Zentrifugalkräften in einer Zentrifugen-ähnlichen Konstruktion schaffen die notwendigen

Bedingungen für die oben genannten Prozesse. Ein grundlegendes Merkmal ist, allerdings nicht ausschliesslich, die Einlage von porösen Einsätzen oder von Seiherstäben in die die geraden, gekrümmten, spiralförmigen oder konzentrischen Kanäle, welche die Trennung oder Extraktion erlauben. In einigen Fällen sind die Seiherstäbe oder porösen Einlagen die Träger von Katalysatoren, so zum Beispiel im Falle der Flydrothermalen Konversion oder dem Fischer-Tropsch-Verfahren. In einem anderen Fall dienen die

Seiherstäbe oder porösen Einlagen dazu, Räume mit

Kondensationsbedingungen zu schaffen, bevor eine Verdampfung am Rand der Extraktionsscheibe stattfindet, so zum Beispiel bei der

Dampfkomprimierung, Kondensation und Verdampfung von Kohlendioxyd in auf Kohlendioxyd beruhenden Kühlsystemen.

Im Folgenden werden verschiedene Beispiele für Verfahren angeführt, welche in einer erfindungsgemässen Vorrichtung ausgeführt werden können.

Die Verfahren können eine Vorschaltung einer Zerkleinerung und

physikalischen Auftrennung des Rohmaterials benötigen. So können entsprechende Vorrichtungen dem rotierbaren Separator vorangeschlatet sein, sodass z.B. das vorbearbeitete Gemisch/Rohmaterial aus den

entsprechenden Vorrichtungen der Welle des rotierbaren Separators zugeführt wird. In einem erfindungsgemässen rotierbaren Separator können Rohmaterialien, insbesondere Ölsaaten oder andere ölhaltige Stoffe mit dem Lösungsmittel Kohlenstoffdioxid in flüssiger Form, also superkritischer Form extrahiert werden. Dadurch wird vermieden, dass durch hohe Temperaturen die Qualität der Produkte beeinträchtigt wird, so zum Beispiel die Proteinqualität des Ölkuchens. Die superkritische Extraktion von Ölen ist besonders geeignet, Temperaturschäden an Ölkuchen zu vermeiden, da eine Temperatur von 31 °C nicht überschritten werden muss.

Die Restölgehalte von Ölsaaten oder anderen ölhaltigen Stoffen, welche mit Kohlenstoffdioxid superkritisch extrahiert werden, liegen bis unter 5 %, insbesondere zwischen 1 und 2 %, im speziellen unter 1 %.

Im erfindungsgemässen rotierbaren Separator können auf 150-80 Mikrometer, insbesondere 120 bis 100 Mikrometer, im speziellen auf 100 Mikrometer zerkleinerte Sojasamen, im Verhältnis von 0.6 flüssigen Kohlendioxyd zu 1 Feststoffen, also 600 kg Kohlendioxyd auf 1 , 000 kg zerkleinerte Sojasamen, eingepumpt werden (die Verhältnisse können selbstverständlich beliebig angepasst werden). In den radial angeordneten Kanälen des rotierbaren Separators steigen die Drücke in Funktion der Scheibendrehzahl schnell an, so zum Beispiel auf 500 Bar im Abstand von 0.7 Metern vom Drehpunkt bei einer Drehzahl von 5,000 UPM. In diesem Bereich findet eine sehr rasche superkritische Extraktion der Inhaltstoffe statt.

Auch Terpernoide, Karotenoide und Saponine können mit superkritischem C02, mit einem erfindungsgenmässen rotierbaren Separator aus

verschiedenen Biomassen gewonnen werden. Die superkritische Extraktion von Proteinen oder Proteinbausteinen aus eiweisshaltiger Biomassen kann in einem erfindungsgemässen rotierbaren Separator durchgeführt werden, wobei die Extraktionstemperatur unter der Denaturierungsgrenze von Eiweiss liegt.

Auch Zucker kann mittels eines erfindungsgemässen rotierbaren Separators aus Biomasse, insbesondere Zuckerrüben, mittels superkrtischer

Kohlenstoffdioxid-Extraktion gewonnen werden. In einem

erfindungsgemässen Verfahren, werden die Zuckerrüben fein geschnitzelt in die Welle des rotierbaren Separators eingebracht und in Mischverhältnis von 0.6 flüssiges (superkritisches) Kohlendioxyd zu 1 Feststoff, in die

Extraktionsscheibe eingebracht. Bei 500 Bar diffundiert das superkritische C02 leicht durch die Rübenschnitzel und extrahiert Zucker, insbesondere ohne andere anorganische oder organische Bestandteile mit zu extrahieren. Im erfindungsmässigen rotierbaren Separator können des Weiteren wertvolle Metalle ausgelaugt werden, indem fein vermahlenen Mineralien eingebracht, und unter Druck mit Natriumcyanid, Kaliumcyanid oder Thiourea versetzt werden. Die superkritische oder nahezu (teilweise) superkritische Extraktion mit diesen Lösungsmitteln beschleunigt das Verfahren enorm, verbraucht bedeutend weniger von diesen Auslaugemitteln und findet in einem

geschlossenen System statt.

Bei einer superkritischen oder nahezu superkritischen Extraktion im

erfindungsmässigen rotierbaren Separator kann Kohlenstoffdioxid zusammen mit weiteren, neuartigen und unschädlichen Co-Solventen zum Einsatz kommen, zum Beispiel stark eutektische Lösungsmittel («Deep Eutectic Solvents»; DES) wie zum Beispiel Fulvinsäure. Ein solches Verfahren verzichtet damit ganz auf die konventionellen Auslaugemittel wie

Natriumcyanid, Kaliumcyanid oder Thiourea. Die je nach Drehzahl zu erreichenden Drücke liegen im Bereich von 50 bis 700 Bar, und vorzugsweise im Bereich von 100 bis 500 Bar.

Im erfindungsmässigen rotierbaren Separator kann Meerwasser entsalzt werden, indem vorgereinigtes Meerwasser eingepumpt wird, wobei der bevorzugte mittlere osmotische Druck von 30 Bar schon nach kurzer radialer Abfuhr in den rotierbaren Separator erreicht werden kann. Bei diesem erfindungsgemässen Verfahren wird eine semipermeable Membran als

Separationsmittel verwendet. Die Umkehrosmose wird durch Anlegen eines Druckes oberhalb des osmotischen Druckes auf der Konzentratseite erzwungen. Die Betriebsdrücke auf der semipermeablen Membran legen bei einer einstufigen Meerwasserentsalzung somit im Bereich von 60 bis 200 Bar, und vorzugsweise im Bereich 90 bis 150 Bar. Dieselbe Technik zur

Meerwasserentsalzung kann auch zum Reinigen von verschmutztem Wasser angewandt werden.

Ausserdem kann ein erfindungsgemässer Separator zum Eindicken von Flüssigkeiten, so wie Säften oder Milchprodukten, eingesetzt werden. Dabei kommen auch semipermeable Membranen zum Einsatz, und ebenso die notwendigen Drücke, um die Ausgangsmaterialien zu konzentrieren und einzudicken.

Bei der Herstellung von Fruchtsaftkonzentraten müssen die Aromen nicht vorgängig separiert werden, da sie auf der Konzentratseite verbleiben, ohne grossen Temperaturschwankungen ausgesetzt zu sein. Die Eindickung über Wasserentzug mittels der Umkehrosmose ersetzt somit den Einsatz von Wärme, was die Qualität des Konzentrats steigert. Es besteht ein direkter Zusammenhang zwischen dem Gehalt an Kohlehydraten in g/100 g Saft und seiner Osmolalität in mmol/kg. Ein Saft mit 16 g Kohlehydratgehalt pro 100 g Saft hat eine Osmolalität von etwa 1 ,000 mmol/kg, wobei der

Kohlehydratgehalt auch nur 8 g/100 g betragen kann. Die Betriebsdrücke auf der semipermeablen Membran liegen somit in einem relativ breiten Bereich, von 100 bis 700 Bar. Wie bei der konventionellen Herstellung von Kondensmilch wird der Milch etwa 60% des Wasseranteils entzogen. Es ist aber keine Verdampfung, sondern eine Umkehrosmose, welche den Wasserentzug verursacht. Weil mit der rotierbaren Separator die Drücke über die Drehzahlregelung beliebig und stufenlos eingestellt werden können, ist es möglich, den Konzentrationsgrad der eingedickten Milch zu bestimmen. Die Betriebsdrücke auf der

semipermeablen Membran liegen im Bereich von 100 bis 400 Bar.

Der erfindungsgemässe rotierbare Separator kann auch für das Trocknen von Feststoffen verwendet werden. Hierbei eignet sich als Separationsmedium auch eine semipermeable Membran. Der Effekt der Sprühtrocknung oder der Gefriertrocknung tritt erst am Rand der rotierenden Scheibe auf. Bei der Sprühtrocknung wird Warmluft in Gegenstrom auf der Konzentrationsseite in das Auffanggehäuse eingeblasen. Damit verdunstet das verbleibende

Wasser, während die Feststoffe mit einem langsam laufenden Schrupper an der Basis des Auffanggefässes gesammelt und nach aussen befördert werden kann.

Bei der Gefriertrocknung wird analog verfahren, wobei die Entspannungskälte dazu genutzt wird, die im Gegenstrom in das Auffanggehäuse eingebrachte Luft so zu kühlen, dass das im ausgeschleuderten Konzentrat enthaltene Restwasser nicht verdunstet, sondern sublimiert. Wie im Falle der

Sprühtrocknung können die Feststoffe mit einem langsam laufenden

Schrupper an der Basis des Auffanggefässes (des Gehäuses) gesammelt und nach aussen befördert werden.

Der erdindungsgemässe rotierbare Separator kann auch als Kühlsystem dinen, indem als Separationsmittel ein poröser Einsatz verwendet wird über welchen, das komprimierte C02 in Kondensationsräume befördert werden kann, bevor es am Rand der rotierenden Scheibe verdampft und damit die Entspannungskälte erzeugt, die an das sekundäre Kühlmedium im Gehäuse weitergegeben wird. Die Drücke, die für diesen Prozess notwendig sind, liegen zwischen 50 und 200 bar, insbesondere zwischen 80 und 160 bar.

Wie in den vorangehenden beschriebenen Beispielen dienen die porösen Einsätze zum Aufbau der benötigten Betriebsdrücke im Innern des rotierbaren Separators. Somit kann auch ein FITC-Prozess (hydrothermale Konversion) in einem erfindungsgemässen rotierbaren Separator durchgeführt werden. Eine Betriebstemperatur von 100-200°C, insbesondere von 150-190°C, besonders bevorzugt von 180°C, ist technisch ohne Weiteres einstellbar, sei es durch einen vorgeschalteten Kavitationserhitzer und/oder mittels einer

Dampfexplosion, welche beide das Gemisch vor Einbringen in die Welle des rotierbaren Separators aufschliessen. Im erfindungsmässigen rotierbaren Separatorkann kann unter Verwendung eines Einsatz von Eisen-Katalysatoren als Separationsmittel, die

Reformierung von Synthesegas aus der Pyrolyse von Biomasse verwirklicht werden, da diese Art von Katalysatoren bei den typischen, relativ tiefen H2- CO-Relationen (<1 ) immer noch wirksam ist. Somit liegen im

erfindungsmässigen rotierbaren Separator die Betriebsdrücke zwischen 1 und 200 Bar, und vorzugsweise zwischen 60 und 180 Bar.

Weitere vorteilhafte Massnahmen und bevorzugte Verfahrensführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Im Folgenden wird die Erfindung sowohl in apparativer als auch in

verfahrenstechnischer Hinsicht anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der schematischen Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen

rotierbaren Separators mit gebogenen Kanälen, und

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen rotierbaren Separators mit angewinkelten Kanälen in der Seitenansicht, und Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen rotierbaren Separators mit Sicht auf die Separationsmittel, und

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen rotierbaren Separators mit geraden Kanälen, und

Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen rotierbaren Separators mit spiralförmigen Kanälen, und Fig. 6 einen Ausschnitt eines porösen Separationseinsatzes;

Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen

rotierbaren Separators mit angewinkelten Kanälen und porösen Separationseinätzen in der Seitenansicht, und Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen rotierbaren Separators 1 mit gebogenen Kanälen.

Bei dem gezeigten rotierbaren Separator 1 ist der rotierbare Stützkörper als rotierbare Flohlscheibe 20 ausgeführt. Die gebogenen Separationskanäle 4 befinden sich also im inneren der rotierbaren Flohlscheibe 20.

Im Betriebszustand kann den gebogenen Separationskanälen 4 von der Flohlwelle 3 ein Gemisch zugeführt werden. Durch Rotation der rotierbaren Flohlscheibe 20 wandert das Gemisch durch den Separationskanal 4 in Richtung des Randes R der rotierbaren Flohlscheibe 20. Durch den Druck der Coriolis- und Zentrifugalkräfte auf das Gemisch, kann das Gemisch in mehrere Komponenten aufgetrennt werden.

Die Auftrennung erfolgt hierbei am Separationsmittel 41. Über das

Separationsmittel 41 können Komponenten des Gemischs aus dem

Separationskanal abgetrennt werden, indem diese Komponenten über die Abführkanäle 43 abgeführt werden. Insbesondere können flüssige

Bestandteile und gelöste Bestandteile über die Separationsmittel von den festen Bestandteilen des Gemischs abgetrennt werden. So können die flüssigen Bestandteile des Gemischs über die Abführkanäle 43 abgetrennt werden, während die festen Bestandteile des Gemisches an Rand R des rotierbaren Flohlscheibe 20 über eine Öffnung 42 ausgeworfen werden. Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen rotierbaren Separators 1 mit angewinkelten Kanälen in der Seitenansicht.

Der angewinkelte Separationskanal 4 befindet sich im rotierbaren Stützkörper 2. Der rotierbare Stützkörper 2 wird durch eine erste Scheibe 21 und durch eine zweite Scheibe 22 gebildet, sodass der Separationskanal 4 zwischen der ersten Scheibe 21 und der zweite Scheibe 22 angeordnet ist. Im Randbereich ist der Separationskanal in Axialrichtung in einem Winkel w angewinkelt.

Im Betriebszustand ist der rotierbare Stützkörper 2 mit der Hohlwelle 3 um eine Achse X rotierbar. Durch die Hohlwelle 3 wird dem Separationskanal 4 ein Gemisch zugeführt. Mit der Zufuhr 5 für ein Extraktionsfluid wird das Extraktionsfluid zu den Zuführkanälen 44 geführt, sodass das Extraktionsfluid von den Zuführkanälen über die porösen Zuführringe 441 in den

Separationskanal 4 eingebracht werden kann. Bei der Rotation wird das Gemisch im Separationskanal 4 vom Extraktionsfluid extrahiert, und das

Extraktionsfluid mit gelösten Komponenten des Gemischs wird, durch die bei der Rotation ausgeübten Coriolis- und Zentrifugalkräfte, über das

Separationsmittel 41 in den Abführkanal 43 abgeführt. Das Extraktionsfluid mit gelösten Komponenten des Gemischs und die im Separationskanal 4 verbliebenen Reste des Gemischs können getrennt ausgeworfen werden. Das Extraktionsfluid mit gelösten Komponenten des Gemischs wird über eine Öffnung 431 des Abführkanals ausgeworfen werden. Die im Separationskanal 4 verbliebenen Reste des Gemischs hingegen werden durch Trennen der ersten Scheibe 21 von der zweiten Scheibe 22 ausgeworfen. Die ersten Scheibe 21 wird von der zweiten Scheibe 22 durch einen Mechanismus 6 zum gepulsten Öffnen, getrennt, sodass die im Separationskanal 4 verbliebenen Reste des Gemischs über eine Öffnung 42 gepulst ausgeworfen werden. Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen rotierbaren Separators 1 mit Sicht auf die Separationsmittel.

Bei den gezeigten Separationsmittel handelt es sich um poröse

Separationseinsätze 413, wobei der rotierbare Stützkörper also rotierbare Hohlscheibe 20 ausgeführt.

Das Gemisch kann im Betriebszustand an diesen poröse Separationseinsätze 413 aufgetrennt werden. Insbesondere werden bei der gezeigten Vorrichtung ein erster poröser Separationseinsatz 411 und ein zweiter poröser

Separationseinsatz 412 verwendet. Der erster poröser Separationseinsatz 411 und der zweiter poröser Separationseinsatz 412 weisen verschiedene Porengrössen auf, sodass verschiedene Komponenten des Gemischs am ersten porösen Separationseinsatz 411 und am zweiten porösen

Separationseinsatz 412 abgetrennt werden können.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen rotierbaren Separators 1 mit geraden Kanälen.

Der rotierbare Stützkörper ist als rotierbare Hohlscheibe 20 ausgeführt. Die Kanäle befinden sich im inneren der rotierbaren Hohlscheibe. Im Betriebszustand kann ein Gemisch von der Hohlwelle 3 in den geraden Separationskanal 4 eingeführt werden. Durch die Rotation wandert das Gemisch in Richtung des Randes R der rotierbaren Hohlscheibe 20. Über die Zuführkanäle 44 kann ein Extraktionsfluid in den Separationskanal 4 eingeführt werden, insbesondere in einem superkritischen Zustand eingeführt werden. Nach Extraktion des Gemisches wird der Extrakt am

Separationsmedium 43 abgetrennt und über die Abführkanäle 43 abgeführt. Der Rest des Gemisches wird an der Öffnung 42 am Rand R der Scheibe ausgeworfen.

Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen rotierbaren Separators 1 mit spiralförmigen Kanälen.

Bei dem gezeigten rotierbaren Separator 1 ist der rotierbare Stützkörper als rotierbare Hohlscheibe 20 ausgeführt. Die gebogenen Separationskanäle 4 befinden sich also im inneren der rotierbaren Hohlscheibe 20.

Im Betriebszustand kann den spiralförmigen Separationskanälen 4 von der Hohlwelle 3 ein Gemisch zugeführt werden. Durch Rotation der rotierbaren Hohlscheibe 20 wandert das Gemisch durch den Separationskanal 4 in Richtung des Randes R der rotierbaren Hohlscheibe. Durch den Druck der Coriolis- und Zentrifugalkräfte auf das Gemisch, kann das Gemisch in mehrere Komponenten aufgetrennt werden. Die relative Stärke der

Corioliskraft ist bei einem spiralförmigen Kanal, im Vergleich zu einem gebogenen Kanal, grösser.

Die Auftrennung erfolgt hierbei am Separationsmittel 41. Über das

Separationsmittel 41 können Komponenten des Gemischs aus dem

Separationskanal 4 abgetrennt werden, indem diese Komponenten über die Abführkanäle 43 abgeführt werden. Insbesondere können flüssige

Bestandteile und gelöste Bestandteile über die Separationsmittel 41 von den festen Bestandteilen des Gemischs abgetrennt werden. So können die flüssigen Bestandteile des Gemischs über die Abführkanäle 43 abgetrennt werden, während die festen Bestandteile des Gemisches an Rand R der rotierbaren Hohlscheibe 20 über Öffnungen 42 ausgeworfen werden. Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines porösen Separationseinsatzes 413.

Es ist zu erkennen, dass ein Gemisch G in den Separationskanal 4 eingeführt wird. Ausserdem wird dem Separationskanal 4 über den Zuführkanal 44 ein Extraktionsfluid zugeführt werden. Das Gemisch G wird im Separationskanal 4 vom Extraktionsfluid extrahiert. Der so entstandene Extrakt wird über den porösen Separationseinsatz 413 abgetrennt und über den Abführkanal 43 abgeführt.

In diesem Ausführungsbeispiel besteht der poröse Separationseinsatz 413 aus 3 Lagen an verschiedenen Porengrössen. Dieser Aufbau des porösen Separationseinsatzes 413 erlaubt eine spezifischere Auftrennung des

Gemisches G. Ausserdem kann der gezeigte Aufbau auf für Verfahren zur Katalyse verwendet werden, da eine der drei Lagen aus einem Katalysator bestehen kann beziehungsweise einen Katalysator enthalten kann.

Figur 7 zeigt eine schematische Darstellung eines weiteren

Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen rotierbaren Separators 1 mit angewinkelten Kanälen und porösen Separationseinätzen in der

Seitenansicht. Die angewinkelten Separationskanäle 4 befinden sich im rotierbaren

Stützkörper 2. Der rotierbare Stützkörper 2 wird durch eine erste Scheibe 21 und durch eine zweite Scheibe 22 gebildet, sodass der Separationskanal 4 zwischen der ersten Scheibe 21 und der zweite Scheibe 22 angeordnet ist. Im Randbereich ist der Separationskanal 4 in Axialrichtung in einem Winkel w angewinkelt.

Im Betriebszustand ist der rotierbare Stützkörper 2 mit der Hohlwelle 3 um eine Achse X rotierbar. Durch die Hohlwelle 3 wird dem Separationskanal 4 ein Gemisch G zugeführt. Mit der Zufuhr 5 für ein Extraktionsfluid wird das Extraktionsfluid zu den Zuführkanälen 44 geführt, sodass das Extraktionsfluid von den Zuführkanälen über die porösen Zuführringe 441 in den

Separationskanal 4 eingebracht werden kann. Bei der Rotation wird das Gemisch im Separationskanal 4 vom Extraktionsfluid extrahiert, und das Extraktionsfluid mit gelösten Komponenten des Gemischs G wird, durch die bei der Rotation ausgeübten Coriolis- und Zentrifugalkräfte, über das

Seiherstäbe 45 in den Abführkanal 43 abgeführt. Das Extraktionsfluid mit gelösten Komponenten des Gemischs G und die im Separationskanal 4 verbliebenen Reste des Gemischs G können getrennt ausgeworfen werden. Das Extraktionsfluid mit gelösten Komponenten des Gemischs G wird über eine Öffnung 431 des Abführkanals 43 ausgeworfen werden. Die im

Separationskanal 4 verbliebenen Reste des Gemischs G hingegen werden durch Trennen der ersten Scheibe 21 von der zweiten Scheibe 22

ausgeworfen. Die ersten Scheibe 21 wird von der zweiten Scheibe 22 durch einen Mechanismus 6 zum gepulsten Öffnen, getrennt, sodass die im

Separationskanal 4 verbliebenen Reste des Gemischs G über eine Öffnung 42 gepulst ausgeworfen werden.