Proces z cieczą nadkrytyczną w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym i spożywczym

W obszarze nauk przyrodniczych różnego rodzaju przetwórstwo jest coraz częściej realizowane z użyciem cieczy w stanie nadkrytycznym.

Zaletą tego procesu jest wykorzystanie rozpuszczalników, które są przyjazne dla środowiska i nie uszkadzają produktu, głównie dwutlenku węgla. Wymagania rynku farmaceutycznego i biotechnologicznego są spełniane przez pracę w niskich temperaturach i średnich ciśnieniach (dla delikatnego obchodzenia się z produktem).

W zastosowaniach tych wymagania dla pomp dozujących i membranowych pomp procesowych są bardzo konkretne.

Rozwiązania

Pompy dozujące i membranowe pompy procesowe LEWA są bardzo dobrze przystosowane do procesów nadkrytycznych, ponieważ spełniają wszystkie ich ważne wymagania.

Zalety pomp LEWA:

  • Hermetyczna szczelność
  • Szeroka gama pomp wysokociśnieniowych i ich osprzętu peryferyjnego dla gazów ciekłych (urządzenia chłodnicze)
  • Odpowiednie dla rzadkich, niesmarujących cieczy
  • Wysoka niezawodność operacyjna
  • Niskie zużycie, praktyczny brak skażenia cząsteczek ze względu na minimalny ruch części głowicy pompy
  • Łatwe do czyszczenia, dostępne konstrukcje przeznaczone do pracy z żywnością
  • Możliwa konstrukcja higieniczna dla zastosowań w przemyśle farmaceutycznym (Ra < 0.5 μm elektropolerowane, ASME BPE)
  • Instalacja w obszarach GMP/pomieszczeniach czystych
  • Materiały zgodne z FDA (GRAS: Generally Recognized As Safe - Uznane ogólnie za bezpieczne)
  • Możliwa instalacja w strefach zagrożonych wybuchem
  • Optymalny materiał głowicy pompy, na przykład dla mediów wysoce korozyjnych dostępny Hastelloy
  • Różne geometrie przyłącza
  • Możliwe wykonanie zaworów na zamówienie
  • Dokumentacja kwalifikacji/walidacji
  • Sprawdzone pod kątem czyszczenia wodą (Fraunhofer IPA Tested Device®)

Należy wziąć pod uwagę, że dwutlenek węgla musi znajdować się w stanie ciekłym, aby mógł być pompowany. Ze względu na jego ściśliwość w stanie gazowym nie jest to praktyczne.

Obszary zastosowań

Pompy dozujące i procesowe pompy membranowe LEWA są z powodzeniem stosowane w następujących procesach:

  • Procesy ekstrakcyjne z nadkrytycznym CO2 (Nadkrytyczna ekstrakcja cieczy SFE), takie jak dekofeinizacja, odtłuszczanie, fitoekstrakcja oraz ekstrakcja olejów roślinnych, olejów omega z ryb, ekstraktów smakowych i przypraw
  • Nadkrytyczna preparacyjna chromatografia cieczy (Chromatografia w obszarze nadkrytycznym SFC), jak również separacje substancji optycznie czynnych
  • Nadkrytyczne reakcje cieczy SFR
  • Tworzenie cząsteczek (np. cząsteczek z nasyconych roztworów gazu PGSS), takich jak wysokociśnieniowe procesy natryskiwania w rozpylaniu tłuszczy, artykułów piekarskich itp.
  • Procesy czyszczenia, tj. zintegrowana procesowo separacja substancji, np. usuwanie pestycydów (wosk wełny owczej, lanolina)
  • Niszczenie komórek, dezaktywacja (delikatna sterylizacja)

Przemysłowy scCO2- Zastosowania

Supercritical fluids, CO2 Applications

Zasada procesu PGSS:

  1. Kondycjonowanie i stapianie dwóch reaktantów 1 i 2
  2. Podawanie i kompresja z użyciem wysokociśnieniowych pomp LEWA P1, P2 i P3
  3. Mieszanie obu reaktantów z cieczą nadkrytyczną w mieszalniku statycznym (SM)
  4. Dekompresja w wieży natryskowej (SP) przez dysze
  5. Formacja kropli
  6. Chłodzenie kropli i tworzenie się cząsteczek
  7. Tworzenie proszku w wieży natryskowej z użyciem cyklonu (ZK)

Ilustracja: Zasada procesu PGSS

Źródło: Dział technologii procesowej, procesy transportu i tworzenie cząsteczek - technologia, Uniwersytet Bochum

 

Extraction of supercritical fluids, Process scheme

Podstawowy opis procesu

Ciecz nadkrytyczna to substancja, której temperatura i ciśnienie jednocześnie znajdują się powyżej ich punktu krytycznego (patrz wykres dla CO2).

Temperatura krytyczna to temperatura, powyżej której substancja nie może pozostać w stanie ciekłym, bez względu na poziom ciśnienia.

Ciśnienie krytyczne to ciśnienie, powyżej którego substancja nie może pozostać w stanie gazu, bez względu na poziom temperatury.

Ciecze nadkrytyczne mają gęstość i dobre właściwości rozpuszczania charakterystyczne dla cieczy, jak również lepkość, dobrą ściśliwość i dyfuzyjność charakterystyczne dla gazów.

Ze względu na ich dobre właściwości w zakresie mieszania i transferu masy są klasyfikowane jako płyny.

Ważne zalety cieczy nadkrytycznych:

  • Bezpieczne, efektywne kosztowo, przyjazne dla środowiska, nietoksyczne
  • Mogą zastępować rozpuszczalniki organiczne
  • Dobrze reagują na niewielkie zmiany warunków roboczych
  • Warunki robocze w niskiej temperaturze i ciśnieniu czynią je atrakcyjnymi dla badań i rozwoju w sektorze farmaceutycznym i biotechnologicznym.

Kryteria doboru odpowiedniej cieczy nadkrytycznej:

  • Właściwości fizyko-chemiczne żądanej mieszaniny
  • Zadanie rozpuszczalnika w procesie względem rozpuszczalności
  • Konkretne zastosowanie
  • Bezpieczeństwo, szczególnie w zakresie palności, zachowanie fazy w warunkach roboczych
  • Cena cieczy
  • Cena wyposażenia

Najczęściej stosowaną cieczą nadkrytyczną jest CO2.

Właściwości dwutlenku węgla:

  • Niska temperatura krytyczna (31,1°C)
  • Umiarkowane ciśnienie krytyczne (73 bar)
  • Niepalny
  • Nietoksyczny
  • Miesza się z rozpuszczalnikami organicznymi
  • Możliwy do odzysku po przetwarzaniu
  • Dyfunduje szybciej niż konwencjonalne rozpuszczalniki ciekłe
  • Stan GRAS
  • Zatwierdzony przez FDA do stosowania w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym
  • Przyjazny dla środowiska
  • Efektywny kosztowo

Produkty

Membranowa pompa dozująca LEWA ecoflow

LEWA ecoflow diaphragm metering pump

Membranowa pompa dozująca ecoflow® firmy LEWA to uniwersalne osiągnięcie w zakresie dozowania i mieszania, które może być wykorzystywane we wszystkich branżach.

LEWA ecoflow sanitarny/higieniczny

LEWA ecoflow sanitary food pump

Membranowa pompa dozująca ecoflow® w modelu sanitarnym/higienicznym jest idealną pompą do żywności i środków farmaceutycznych.

Pompa z membraną aktywowaną mechanicznie LEWA ecodos

LEWA ecodos mechanical diaphragm pump

Pompa dozująca z membraną aktywowaną mechanicznie ecodos® firmy LEWA jest odpowiednia do wszystkich zadań pompowania i dozowania w zakresie niskich ciśnień.

Pompa mikrodozująca LEWA FC

LEWA micrometering pump FC

Najmniejsze natężenia przepływu i precyzyjne dozowanie sprawiają, że pompy mikrodozujące LEWA z serii FC to najlepszy wybór na pompy laboratoryjne.

Membranowa pompa procesowa LEWA ecoflow

LEWA high pressure pump for process engineering

Membranowa pompa procesowa LEWA ecoflow jest liderem wśród innowacyjnych i uniwersalnych pomp procesowych dla procesów wysokociśnieniowych.

Pompa procesowa LEWA triplex

LEWA triplex high pressure pump for process engineering

LEWA triplex to najbardziej kompaktowa pompa procesowa do stosowania w procesach wysokociśnieniowych we wszystkich branżach przemysłu. Skontaktuj się z nami, a z chęcią udzielimy Ci pomocy!

Systemy produkcyjne opracowane z myślą o konkretnych klientach

LEWA metering and mixing system

Firma LEWA projektuje kompletne systemy do dozowania, mieszania płynów oraz napełniania nimi. Skontaktuj się z nami i skorzystaj z porady!

Systemy dozowania dostosowane do wymagań klienta

LEWA metering system

Firma LEWA dostarcza Ci zaprojektowane na zamówienie systemy dozowania zgodnie z Twoimi specyfikacjami. Zaufaj doświadczeniu gromadzonemu od 60 lat w zakresie technologii dozowania w różnych branżach.

Osoba do kontaktu

  • Sales Office Poland
  • LEWA NIKKISO Austria GmbH (Sp. z o.o.) Oddział w Polsce
  • +48 22 6358-204
  • info@lewa.pl

Znajdź odpowiednią serię produktów za pomocą nawigatora.

Pompy - Nawigator

Nie przegap żadnych nowości. Subskrybuj nasz newsletter.

Zarejestruj się