Установка для проведения сверхкритической экстракции диоксидом углерода

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ СВЕРХКРИТИЧЕСКОЙ ЭКСТРАКЦИИ ДИОКСИДОМ УГЛЕРОДА(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Савченко Иван Владимирович Шестопалов Евгений Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Установка для проведения сверхкритической экстракции диоксидом углерода, содержащая баллон с диоксидом углерода, насос, экстрактор и сепаратор, снабженные трубопроводной арматурой, а также регулятор давления, установленный на трубопроводе перед сепаратором, отличающаяся тем, что все оборудование смонтировано на качающемся основании. Полезная модель относится к установкам для извлечения различных веществ из сырья растительного и животного происхождения методом сверхкритической экстракции диоксидом углерода (СО 2), а также может быть использована в качестве лабораторной установки для исследования процессов экстракции. Известна установка для получения СО 2-экстрактов 1, включающая накопительные емкости для чистого растворителя, четыре экстрактора, испаритель-конденсатор, фильтр,компрессор, накопитель для мисцеллы и пленочный дистиллятор, смонтированные на общей раме и снабженные трубопроводной и запорной арматурой. 62972010.06.30 Недостатком известной установки является отсутствие технической возможности создания условий для перевода жидкого СО 2 в сверхкритическое состояние, что существенно снижает эффективность процесса экстракции. Наиболее близкой по технической сущности является установка для процесса сверхкритической экстракции 2, включающая емкость с СО 2, два цилиндра высокого давления, экстрактор, три сепаратора, фильтр для очистки растворителя от примесей, ресивер,вакуумный насос, компрессор, водяной насос высокого давления и емкость для воды. Агрегаты установки снабжены трубопроводной и запорной арматурой, а также измерителями и датчиками давления и температуры в экстракторе, сепараторах, цилиндрах высокого давления, ресивере и компрессоре. Экстрактор и сепараторы снабжены нагревательными элементами. Установка также снабжена автоматической системой измерения и управления термодинамическими параметрами растворителя в основных агрегатах устройства. Недостатком прототипа является сложность установки в части перевода газообразного СО 2 в сверхкритическое состояние. При этом используются цилиндры высокого давления и контур воды высокого давления, создаваемого специальным насосом. Задача полезной модели - создание установки, которая позволяет быстро и технически просто изменять подачу газообразного СО 2 в экстрактор на подачу жидкого СО 2 с его переводом в сверхкритическое состояние. Указанная задача решается тем, что в установке для проведения сверхкритической экстракции диоксидом углерода, содержащей баллон с диоксидом углерода, насос, экстрактор и сепаратор, снабженные трубопроводной арматурой, а также регулятор давления,установленный на трубопроводе перед сепаратором, в отличие от прототипа, все оборудование смонтировано на качающемся основании. Размещение оборудования на качающемся основании обеспечивает возможность быстрой замены подачи газообразного диоксида углерода в экстрактор на жидкий диоксид углерода с его переводом в сверхкритическое состояние. На чертеже приведена принципиальная схема установки. Установка содержит стандартный баллон 1 с диоксидом углерода, изначально находящийся в горизонтальном положении, насос 2 для повышения давления, экстрактор 3,сепаратор 4, качающееся основание 5 и регулятор давления 6. Указанные части снабжены трубопроводной арматурой 7, 8, 9, 10. Аппараты снабжены регуляторами температуры 11,датчиками давления 12. Параметры аппаратов и систем управления предусматривают проведение процесса экстракции в диапазоне давлений 0-16 МПа и в интервале температур 20-60 С. Сепаратор рассчитан на избыточное давление 0,1-0,5 МПа и интервал температур от -5 до 20 С. Время процесса составляет 30-300 минут. Предлагаемая установка работает следующим образом. Сырье загружают в перфорированный контейнер (на чертеже не показан), который помещают в экстрактор 3, после чего его закрывают крышкой и герметизируют. Основание 5 переводят в положение, при котором вентиль стандартного баллона 1 оказывается выше любой другой точки баллона, что создает в зоне, прилегающей к вентилю, газовую подушку СО 2. Затем открывают регулятор давления 6 и вентили 7, 8 и 10, что обеспечивает подачу газообразного диоксида углерода в установку и соответственно выдавливание из нее воздуха. После заполнения установки газообразным СО 2 регулятор давления 6 и вентили 7, 8 и 10 закрывают, а основание переводят в положение, при котором вентиль баллона оказывается ниже любой другой точки баллона, что обеспечивает выход из баллона только жидкой составляющей СО 2. Открывают вентили 7, 8 и 9 и заполняют насос 2 и экстрактор 3 жидким СО 2. Вентиль 8 закрывают и при помощи насоса поднимают давление в экстракторе 3 до значений, обеспечивающих переход СО 2 в сверхкритическое состояние. Затем вентиль 9 закрывают. После завершения процесса экстракции открывают регулятор давления 6 и производят сброс жидкого диоксида углерода из экстрактора 3 в 2 62972010.06.30 сепаратор 4, где он испаряется. Диоксид углерода, перешедший в газообразное состояние,выбрасывается в атмосферу через вентиль 10. Экстрагированный продукт остается на дне сепаратора 4. Выгрузку продукта из сепаратора и шрота из экстрактора осуществляют после снятия соответствующих крышек. Предлагаемая установка позволяет быстро и технически просто создавать давления,обеспечивающие перевод СО 2, выходящего из стандартного баллона, в сверхкритическое состояние. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3