Peralatan karbon dioksida superkritikal adalah sejenis peranti pemisahan lanjutan yang menggunakan karbon dioksida dalam keadaan superkritikal sebagai pelarut untuk mengekstrak bahan sasaran tertentu (misalnya, lemak dan minyak, rasa, pigmen, bahan aktif ubat -ubatan, dan lain -lain) dari produk semula jadi atau bahan sintetik.

Prinsip teras peralatan karbon dioksida superkritikal

Karbon dioksida memasuki keadaan superkritikal di atas suhu kritikal (31.1 darjah) dan tekanan kritikal (7.38 MPa). Pada ketika ini, ia menggabungkan perbezaan yang tinggi dan kelikatan rendah gas dengan ketumpatan tinggi dan kesolvenan cecair yang kuat. Harta yang unik ini menjadikannya pelarut pengekstrakan bebas yang sangat baik, mesra alam.

Komponen utama peralatan karbon dioksida superkritikal

Tank penyimpanan CO₂

Kedai Cecair Co₂ (biasanya gred makanan atau gred perindustrian).
Memerlukan penebat atau penyejukan untuk mengekalkan keadaan cecair.

Pam tekanan tinggi

Salah satu komponen teras. Pressurizes cecair co₂ ke tekanan operasi (biasanya 8-40 mpa, kadang -kadang lebih tinggi).
Jenis biasa: pam omboh, pam diafragma. Memerlukan kadar aliran yang stabil, rintangan tekanan tinggi dan pengedap yang baik.

Pemanas awal

Heat cecair CO₂ di bawah tekanan tinggi ke suhu superkritikal (biasanya melebihi 31.1 darjah, dalam julat 35-80 darjah bergantung pada proses).

Kettle Pengekstrakan

Kapal tindak balas teras. Memegang bahan mentah untuk diekstrak (biasanya perlu dihancurkan dan pretreated).
Kapal tekanan tinggi, tahan kakisan (biasa digunakan 316L keluli tahan karat).
Dilengkapi dengan struktur terbuka cepat (mudah dimuatkan dan dibongkar), peranti pelepasan tekanan keselamatan, suhu dan sensor tekanan.
Mungkin terdapat plat skrin dalaman atau struktur sokongan untuk memastikan aliran seragam CO₂ melalui lapisan bahan.
Pelbagai boleh dihubungkan secara selari atau siri untuk meningkatkan kecekapan.

Cerek pemisahan

Komponen Pemisahan Teras. Menerima cecair Co₂ superkritikal yang kaya dengan solute dari cerek pengekstrakan.
Mengurangkan kelarutan CO₂ superkritikal untuk sasaran sasaran dengan menyesuaikan tekanan dan/atau suhu (biasanya oleh depressurisasi), yang membolehkan larutan untuk mendakan dan menyelesaikan pengumpulan.
Biasanya juga dilengkapi dengan jaket pemanasan/penyejukan, injap yang mengawal tekanan, gelas penglihatan, tangki koleksi.
Terdapat beberapa cerek pemisahan (satu atau lebih peringkat pemisahan), di mana pemisahan (fraksionasi) komponen polariti yang berlainan atau titik mendidih dicapai dengan pengurangan tekanan langkah atau perubahan suhu.

Sistem Pemulihan/Kitar Semula CO₂

CO₂ dari cerek pemisahan (biasanya dikurangkan ke keadaan gas atau subkritikal) adalah pekat dan dicairkan oleh sejuk.
CO₂ cecair mengalir kembali ke tangki penyimpanan untuk kitar semula, dengan ketara mengurangkan kos operasi dan kesan alam sekitar.
Termasuk kondensor, tangki pemulihan, paip, dll.

Sistem pemanasan/penyejukan

Menyediakan kawalan suhu yang tepat untuk cerek pengekstrakan, cerek pemisahan, pemanaskan, paip, dll.
Mandi air yang biasa digunakan, mandi minyak, tali pinggang pemanasan elektrik, penukar haba, dll.

Sistem kawalan

Otak peralatan. Biasanya sistem PLC atau DCS.
Pemantauan masa nyata dan kawalan tepat suhu, tekanan, aliran, masa dan parameter proses utama yang lain.
Menyedari operasi automatik, rakaman data, penggera dan interlock keselamatan.

Sistem tambahan

Pam entrainer: Jika sedikit pelarut bersama (contohnya, etanol, air) perlu ditambah untuk meningkatkan kelarutan bahan kutub.
Pembersih/Penapis: Untuk menghilangkan kekotoran dan air sebelum CO₂ memasuki pam atau dalam gelung peredaran semula.
Paip dan Injap: Garis tekanan tinggi, injap penutup, injap tekanan belakang (untuk mengawal tekanan cerek), injap keselamatan, dll.
Tangki Koleksi: Terletak di bawah cerek untuk mengumpul ekstrak yang dicetuskan.

Penerangan ringkas aliran kerja peralatan karbon dioksida superkritikal

Bahan mentah dimuatkan ke dalam cerek pengekstrakan dan dimeteraikan.

Cecair Co₂ ditekan dari tangki penyimpanan oleh pam tekanan tinggi.

CO₂ cecair bertekanan dipanaskan ke suhu superkrit oleh preheater dan menjadi cecair Co₂ superkritikal.

Cecair CO₂ superkritikal memasuki cerek pengekstrakan dan mengalir melalui katil bahan mentah untuk membubarkan komponen sasaran.

Cecair CO₂ superkritikal (cecair yang dimuatkan), yang telah membubarkan komponen sasaran, meninggalkan cerek pengekstrakan dan memasuki cerek pemisahan.

Dalam cerek pemisahan, kelarutan CO₂ dikurangkan dengan menurunkan tekanan (mod utama) dan/atau menyesuaikan suhu, dan konstituen sasaran dicetuskan dan diselesaikan ke dalam tangki pengumpulan.

Gas CO₂ (atau keadaan subkritikal) selepas mencetuskan larutan itu dipendekkan dan dicairkan oleh sejuk dan dikembalikan ke tangki penyimpanan untuk menyelesaikan kitaran ..

Pada akhir proses pengekstrakan, produk dikeluarkan dari tangki pengumpulan.

Kelebihan peralatan karbon dioksida superkritikal

Hijau

CO₂ adalah tidak toksik, tidak aktif, tidak mudah terbakar, murah dan mudah diperolehi. Tiada residu pelarut selepas pengekstrakan, produk itu murni dan selamat.

Pengekstrakan ringan

Suhu operasi adalah dekat dengan suhu bilik (terutamanya di bawah tekanan rendah), terutamanya sesuai untuk pengekstrakan bahan sensitif haba, dan dapat mengekalkan aktiviti dan aroma produk semulajadi.

Selektiviti yang tinggi

Dengan menyesuaikan tekanan dan suhu dengan tepat, kelarutan CO₂ superkritikal dapat diubah untuk merealisasikan pengekstrakan dan fraksionasi selektif.

Kecekapan dan kelajuan pengekstrakan yang tinggi

Koefisien penyebaran besar, kelikatan rendah, kadar pemindahan jisim cepat.

Pelarut mudah dipisahkan

Hanya perlu menurunkan tekanan boleh membuat hujan larut, CO₂ boleh dikitar semula.

Operasi yang fleksibel

Boleh digunakan dalam kombinasi dengan ejen entraining untuk mengembangkan skop permohonan.

Kesimpulannya, peralatan pengekstrakan CO₂ superkritikal adalah platform teknologi pemisahan yang sangat efisien, mesra alam, mempunyai pelbagai aplikasi dalam bidang makanan, farmaseutikal, kosmetik dan lain-lain dan kelebihan yang unik, walaupun terdapat pelaburan awal dan keperluan operasi, tetapi ciri-ciri hijau yang sangat baik.

Cool tags: Peralatan karbon dioksida superkritikal, pengeluar peralatan karbon dioksida superkritikal China, pembekal, kilang