Milchsäure wird fermentativ aus Bakterienstämmen hergestellt, kommt in verschiedenen Formen vor und wird Tag für Tag auf neuen Gebieten angewendet, beginnend von der Verwendung in der Lebensmitteindustrie, bis hin zu biologisch abbaubaren Kunststoffen. Angesichts der steigenden Qualitätskriterien und der Notwendigkeit, die Kosten an die Bedürfnisse des Marktes anzupassen, ist die Entwicklung von Techniken, die eine effiziente und kostengünstige Reinigung und Herstellung des Produktes ermöglichen, von entscheidender Bedeutung. Für die bedarfsgerechte Aufbereitung von Milchsäure setzt sich immer mehr die Dünnschicht- und Kurzwegverdampfertechnologie durch.

Das österreichische Unternehmen GIG Karasek verfügt von der Technologie, die Referenzen, das Engineering und die Fertigungsmöglichkeiten bis hin zur Inbetriebnahme über alle Möglichkeiten um eine derartige Produktionsanlage herzustellen. 

Im Destillationsverfahren lässt sich die Milchsäure mit einer Reinheit von ca. 80% gewinnen. Dabei wird die Milchsäure nach diversen Vorbehandlungen in einer mehrstufigen Eindampfanlage vorkonzentriert. Um nun reine Milchsäuremonomere zu gewinnen, braucht es jedoch noch ein paar mehr Prozessschritte.

Milchsäure mit hoher Ausbeute gewinnen
Die erste Prozessstufe ist die vollständige Trocknung der Milchsäure am Dünnschichtverdampfer mit nachgeschaltetem Kondensator. Das Stoffgemisch wird mittels eines rotierenden Verteilersystems oben über den Umfang eines zylindrischen Verdampfers verteilt und fließt auf der beheizten (mit Dampf oder Thermalöl) Verdampferwand nach unten. Dabei wird mechanisch, mittels eines Rotors, durch ein spezielles Wischersystemeine gleichmäßige Verteilung und permanente Umwälzung des Produktfilmes erreicht.

Um anschließend die Milchsäuremonomere von Polymeren zu trennen, werden diese im Kurzwegverdampfer überdestilliert. Durch die sensiblen Produkteigenschaften und die hohen Anforderungen an die Farbzahl von Milchsäure, ist eine besonders schonende destillative Behandlung erforderlich. Es ist unter anderem auf eine niedrige Heiztemperatur sowie kurze Verweilzeiten während den Prozessstufen zu achten, um eine Polymerisation weitestgehend zu vermeiden.

Im Kurzwegverdampfer wird das getrocknete Produkt mittels eines speziellen Aufgabesystems auf der Heizfläche verteilt und ähnlich dem Dünnschichtverdampfer verarbeitet. Die Monomere verdampfen und kondensieren sofort am innenliegenden Kondensator. Die Oligomere des Stoffgemisches werden auf der unteren Seite des zylindrischen Verdampfers gesammelt und ausgetragen.

Gefertigt werden bei GIG Karasek Produktionsanlagen zur Dünnschicht- und Kurzwegdestillation, vom Labormaßstab bis hin zur großtechnischen Produktion. Diese werden meist schlüsselfertig geliefert. Großindustrielle Anlagen können Durchsätze von bis zu 10t/h und mehr erreichen.

Versuche im Labor- und Technikumsmaßstab
Vor jedem Labor- und Pilotversuch werden bei GIG Karasek mit Prozesssimulationen (u.a. mittels ChemCad) die Betriebsparameter ermittelt. Um die Simulationsergebnisse praktisch zu untermauern, werden Versuche im Labormaßstab durchgeführt. Für diese Versuche werden Kleinproduktmengen von 5 kg benötigt. Auf Basis der Ergebnisse aus diesen Versuchen können Aussagen über erreichbare Qualitäten, die Ausbeute sowie Destillationsparameter getroffen werden. Nach erfolgreicher Durchführung der Laborversuche wird je nach Bedarf eine Testreihe im firmeneigenen Technikum gefahren.

Diese Vorgehensweise ermöglicht es, errechnete und im Labormaßstab überprüfte Ausbeuten bzw. Produktqualitäten zu gewährleisten. Sämtliche Versuche, sowie die Herstellung von Kleinmengen werden während des gesamten Prozesses analytisch überwacht. Dazu stehen verschiedene Analysemöglichkeiten zur Verfügung, wie etwa eine mobile Bedienzentraleinheit, die Trendkurven aufzeichnet und spezielle Prozessparameter protokolliert.

Der Destillationsverlauf und alle relevanten Betriebsparameter werden über die Versuchslaufzeit aufgezeichnet, dokumentiert und überwacht. Der Kunde erhält anschließend einen detaillierten Versuchsbericht und erste Rückschlüsse für ein mögliches Anlagenlayout.

GIG Karasek stellt auf der Anuga FoodTec Halle 5.2 Stand C-109 aus.