Optimierung der superkritischen CO2-Fest-Flüssig-Extraktion mit Coriolis-Massenfluss

CO₂ wird in allen Arten von industriellen Anwendungen eingesetzt; zum Beispiel wird flüssiges CO₂ wird üblicherweise als Kühlmittel verwendet und festes CO₂ (Trockeneis) als Konservierungsmittel für Milchprodukte. Hier konzentrieren wir uns auf die industriellen Anwendungen von superkritischem CO₂ (sCO₂).

Was ist sCO₂?

Ein überkritisches Fluid ist ein Fluid, das gleichzeitig gasförmige und flüssige Eigenschaften aufweist. Überkritische Fluide haben gasähnliche Oberflächenspannungen und Viskositäten und flüssigkeitsähnliche Dichten. Ein Fluid geht in den überkritischen Zustand über, wenn es über seinen kritischen Punkt hinaus erhitzt und komprimiert wird - bei CO₂ dies ist der Fall, wenn die Temperatur ≥ 31°C ist und Flüssigkeitsdruck ≥ 1071 PSIA.

sCO₂ ist ein ausgezeichnetes Lösungsmittel

Überkritisches CO₂ ist die am häufigsten verwendete überkritische Flüssigkeit, die häufig als Lösungsmittel in kommerziellen Anwendungen wie der Entkoffeinierung, der THC-Extraktion und der Herstellung ätherischer Öle verwendet wird; sie kann sogar zur Herstellung des Vanilleextrakts verwendet werden, den Sie in Ihrem Lebensmittelgeschäft finden.

Überkritisches CO₂ ist ein gutes Lösungsmittel für kleine, unpolare Verbindungen - vergleichbar mit Hexan und Pentan. Was also macht sCO₂ Vorteile gegenüber Alternativen mit organischen Lösungsmitteln? Dafür gibt es mehrere Gründe: sCO₂ ist ungiftig, nicht entflammbar, hinterlässt keine schädlichen organischen Rückstände und ist umweltfreundlicher als viele konventionelle organische Verbindungen (die oft von der EPA eingeschränkt werden)!

Es gibt einige zusätzliche Merkmale, die sCO₂ als ideales Lösungsmittel für Extraktionsverfahren hervor. Wie viele andere überkritische Fluide ermöglicht die Kombination aus flüssigkeitsähnlicher Dichte und gasähnlicher Oberflächenspannung und Viskosität, dass sCO₂ effektiv in poröse Feststoffe eindringen kann. Und aufgrund des relativ niedrigen kritischen Drucks und der niedrigen Temperatur ist sCO₂ gegenüber vielen anderen überkritischen Fluiden vorzuziehen. CO₂ ist außerdem billig und daher eine wirtschaftlich günstige Wahl.

Die Nutzung des Massenflusses zur Optimierung des sCO₂ Fest-Flüssig-Extraktionsverfahren

Ganz gleich, ob ätherische Öle, THC oder Koffein extrahiert werden, das grundlegende sCO₂ Der Extraktionsprozess läuft wie folgt ab:

1. Gasförmiges CO₂ wird in seine flüssige Form kondensiert.
2. Flüssiges CO₂ wird dann komprimiert und erhitzt, bis es den überkritischen Zustand erreicht.
3. Der sCO₂ durch das Rohmaterial in einer festen Matrix zirkuliert - bei der Koffeinextraktion werden beispielsweise die Kaffeebohnen mit dem sCO₂.
4. Das Gemisch wird drucklos gemacht, und das CO₂ Phase wieder in Gas umgewandelt, so dass es wiederverwendet werden kann. Der Extrakt verbleibt im Abscheider, wo er aufgefangen werden kann.

sCO2-Fest-Flüssig-Extraktionsverfahren

Im Allgemeinen besteht ein Kompromiss zwischen Absaugrate und sCO₂ Nutzung - je schneller die Absaugrate, desto mehr überschüssiges sCO₂ verwendet wird. Diese Extraktionsrate ist direkt von der Durchflussmenge abhängig, so dass eine höhere Durchflussmenge eine höhere Extraktionsrate bedeutet.

Um diesen Prozess zu optimieren, ist es am besten, die spezifischen Anforderungen der Anwendung zu berücksichtigen. So kann beispielsweise bei ätherischen Ölen eine unvollständige Extraktion ein ausreichendes Produkt liefern und gleichzeitig die sCO₂ Verwendung. Unabhängig von Ihrem Verfahren ist eine präzise Durchflussregelung erforderlich, um die Extraktionsrate zu optimieren und die Produktionsanforderungen hinsichtlich Zeit und sCO₂ und diese Rate dann während des gesamten Prozesses beibehalten.

CODA Coriolis-Massendurchflussregler kann zur Messung und Kontrolle von überkritischem CO₂ Durchfluss in vielen Prozessen, die die Anforderungen an den geringen Durchfluss von sCO₂ Anwendungen mit hoher Genauigkeit und Präzision. Sie können auch alle Phasen der CO₂ und kann daher während der verschiedenen Schritte des Extraktionsprozesses verwendet werden.