Sjálfbær útdráttur með koltvísýringi
Sveiflandi tilfærsludælur
Koltvísýringur er sérstaklega notaður í matvæla-, drykkjarvöru-, snyrtivöru- og lyfjaiðnaði til að vinna úr náttúrulegum efnum, ilmum, fitu, olíum, vaxum, fjölliðum, ensímum og litarefnum í yfirmáta eðlisfræðilegu ástandi. Þrátt fyrir slæmt orðspor sitt sem gróðurhúsalofttegund er CO2 náttúrulegur og umhverfisvænn leysir sem hefur yfirburði gagnvart tilbúnum og skaðlegum miðlum eins og n-hexan þegar kemur að sjálfbærni. Sveifludreifingardælur eru tilvalin fyrir ofurritaða CO2 útdrátt.
Yfirkritísk útdráttur CO2 er algeng framkvæmd í vinnslu á humlum til að brugga bjór. Mjög sérhæfðar háþrýstidæludælur eru notaðar í þessu ferli.
Dælur og kerfi
Þetta ferli hefur langa hefð. Fyrir meira en 50 árum hófu vísindamenn og verktaki að vinna að þessu máli og fyrstu kerfin, til dæmis fyrir koffeinhúðað kaffi, voru fljótlega þróuð. Hvernig fáum við koffeinið úr kaffibauninni? Koldíoxíðið er þjappað við mjög háan þrýsting, sem veldur því að viðkomandi hluti verður aðskilinn frá hráefninu. Þegar þrýstingur er minnkaður losar koltvísýringinn efnin sem fjarlægð er aftur og útdráttur er framleiddur.
Rökin gegn efnafræðilegum vinnsluferlum
Til að forðast smitandi, eitruð og því hættuleg ummerki í vöru, er öruggara að sleppa notkun lífrænna leysiefna að öllu leyti. Umhverfisvæn förgun efna leysiefna er þó flókin og hefur í för með sér verulegan kostnað. Þetta skapar andstæð markmið fyrir alla framleiðendur sem eru skuldbundnir til sjálfbærni.
Rökin í þágu lífræna leysisins CO2
Undanfarin ár jókst þrýstingur í útdráttarferlum úr u.þ.b. 300 bar að u.þ.b. 1.000 bar. Þetta leiðir til minni vinnslutíma, sem gerir kleift að framleiða skilvirkari hráefni á mildari hátt. Þetta gerir notkun í atvinnuskyni í heildina hagkvæmari og skilvirkari. Núverandi almenn þróun meðal neytenda í átt að líffræðilegum vörum styður þessa þróun.
Af hverju er CO2 útdráttarferlið enn í þróun
Ein sígild notkun á þessu ferli er bjór bruggun: Sértæk útdráttur af alfa og beta sýrum breytir litrófi beiskra efna í náttúrulega ræktaðu humlum í samræmi við æskilegt bragð. Þessi tegund af „drykkjahönnun“ getur haft áhrif á hve arómatískur, mildur eða bitur bjór bragðast. Hopsútdráttur án biturra efna gerir það að verkum að töffandi drykkir eins og „humonslímonaði“ með sérstökum bragði koma á markað. Sveigjanleiki sem af þessu leiðir gerir brugghúsum kleift að aðlagast neytendatrendunum og framleiða hollar vörur sem eru sniðnar að kröfum viðskiptavina.
Sveifludreifingardælur eru tilvalin fyrir ofurritaða CO2 útdrátt.
Meginreglan um CO2 útdrátt
Ferlið er hægt að lýsa með þremur lykilorðum: útdráttur, aðskilnaður og þétting.
Í fyrsta lagi er fljótandi kælingu fljótandi kolefni og gefið í dæluna. Vegna mikillar samþjöppunar, með þrýstingi upp að 1.000 bör, er CO2 hitað upp og flutt yfir í ofurritað ástand. Við þessar aðstæður hefur það eiginleika lofts og vökva og einkennist fyrst og fremst af framúrskarandi upplausnargetu. Mikil vökvi yfirkritísks CO2 gerir það kleift að komast í minnstu svitahola matvæla og draga tilætluð efni úr hráefninu. Ofurritaða CO2 er síðan stækkað og hitað upp. Það breytist aftur í gas og gufar upp sporlaust og skilur ekkert nema hreina útdrættinn. Þar sem CO2 er óvirk, hvarflar það hvorki með útdrættinum né skekkir eiginleika þess.
Skematísk skýringarmynd af ferliseiningum CO2 útdráttarkerfis, sem geta verið með mismunandi hönnun, fer eftir ferlinu.
Nánari upplýsingar er að finna hér:
Samanburður við bruggun bjórs:
efnaútdráttur humla með etanóli á móti CO2 sem leysi
Samanburðurinn, sem er auðvitað ekki tæmandi, lítur á nokkrar staðreyndir frá framleiðslusvæðum, samsetningu, hreinleika og hagkvæmni. Sem upphafspunktur er stöðugt ferli útdráttarins notað gerjun áfengis til að vinna humla umbels við hitastig sem er u.þ.b. 60 ° C. Þegar CO2 er notað er þetta vísað til sem hópur ferli með ofurkritískt koltvísýring sem leysi. Humlapillur eru notaðar sem aðalafurðin. Þeir eru unnir við hitastig undir 60 ° C og með útdráttarþrýstingi allt að 300 bör.
Það fer eftir samsetningu sérstakrar tegundar, etanólútdrátturinn inniheldur öll bitur efni, meðan CO2 leyfir sértæka útdrátt svokallaðra alfa- eða beta-sýra, sem þýðir að ósértæk bituru efnin í humlinum eru varla til staðar í útdrættinum á eftir. Ferlið getur náð mjög góðri útdrátt á innihaldi varnarefna, nítrata og þungmálma, þar sem CO2-notkunin nær betri gildi. Frá efnahagslegu sjónarmiði er framleiðslukostnaðurinn fyrir CO2 útdráttarferlið aðeins hærri þar sem fyrst þarf að framleiða humlapillur fyrir vinnsluna og það er einnig hópferli. Etanólútdrátturinn hefur stöðugleika um það bil eina viku, CO2 útdrátturinn á u.þ.b. tvær vikur, þar sem útpakkuðu útdrættirnir geta geymt í sex ár eða lengur við réttan geymsluhita.
Áskorun fyrir CO2 háþrýstidælu tækni
Áskorunin fyrir dælutæknina er miðillinn CO2, sem er loftkenndur við venjulegar aðstæður. Það verður að hafa stöðugt í fljótandi ástandi með nákvæmu eftirliti með ferli breytum til að koma í veg fyrir skemmdir á hola í dælunni. Lélegir smurningareiginleikar og mikil samþjöppun fljótandi CO2 krefst sérstaklega þróaðra dælna með mikilli áreiðanleika á ferli. Sérstaklega þýðir þetta að dælan þarf að vera sérstaklega þróuð fyrir CO2 notkun: Aflinn þarf að vera fær um að standast stangaröflin sem stafar af miklum sogþrýstingi og tryggja þarf hámarks smurningu burðarpunkta. Á sama tíma eykst þrýstingur upp í 1.000 bar sem skapar samsvarandi hærri hitastigshækkun: Þetta krefst skilvirkra kælingar á vökvahlutanum með kælileiðum í fyllingarkössunum og lokablokkunum.
Þar sem ekki er hægt að kæla suma íhluti beint, þá er mikilvægt að laga efnin og hönnunina svo að eins lítið og mögulegt sé af mynduðum þjöppunarhitanum. Vegna þess að CO2 er skipt til þjöppunar og stækkunar er nauðsynlegt að lágmarka eða forðast hitastigshækkun og tap sem af því hlýst.
Annað lykilorð hér er hagræðing á dauðu rými í vökvahluta dælunnar: Hagræðingin tryggir alltaf mikla rúmmálsvirkni. Þessi rafrænni skilvirkni verður sífellt mikilvægari vegna aukins vinnsluþrýstings. Volumetric skilvirkni hefur áhrif á rennslishraða og því virkni allrar dælunnar.
Sérstaklega með mjög háum þrýstingi allt að 1.000 bör, er hönnun með bjartsýni dauða rýmis í vökvahlutanum áríðandi fyrir almenna virkni dælunnar. Röngum hönnuðum fljótandi endahlutum geta ekki aðeins valdið því að dælan hættir að dæla heldur einnig aðeins til að þjappa og stækka án þess að losa æskilegt magn miðilsins.
CO2 háþrýstidæla tækni í notkun
Háþrýstistimpilsdælur sem voru lagaðar að þessum tegundum sérstakra áskorana eru sérstaklega hentugar til notkunar í CO2 útdrátt. Til þess var vökvahluti dælanna endurhönnuð og felld í margs konar sannað háþrýstistimpilsdælur, sérsniðnar fyrir hverja gerð. Dælurnar eru notaðar um allan heim til margs mismunandi CO2 útdráttarferla í mörgum mismunandi atvinnugreinum, þar með talið í tilraunakerfi fyrir CO2 útdrátt litarefna og bragðefna úr tómötum.
Fjölbreytni efnanna sem á að vinna úr er gríðarlega mikil, svo að skilgreina þarf nákvæmar færibreytur og því nákvæma hönnun háþrýstistimpiladælu hvert fyrir sig meðan á verkefnaáætlun stendur. Almenn yfirlýsing um hvaða dæla er rétt í kerfinu er einfaldlega ekki möguleg. Allar dælur sameina traustan og samningur með nýstárlegri og sveigjanlegri tækni sem uppfyllir allar kröfur nýjustu framleiðslutækninnar hvað varðar stærð, þyngd og orkunýtni. Hagnýtur hönnun lýst háþrýstistimpilsdælu nær yfir 90% vélrænni skilvirkni, sem þýðir að hún býður upp á bestu orkunýtni og sjálfbærni.
Kerfishugtakið í dæluverkfræði
Til þess að uppfylla kröfur viðskiptavina nútímans er krafist kerfishugtaks þar á meðal lausnar-og-leika lausna í dæluverkfræði: viðskiptavinir vilja heill drif- og stjórnunareiningar í dælunum, sem samanstendur af samningur tíðnibreytitækis, ósamstilltur þrír -fasa mótor og stjórn- og rekstrareining (sjá mynd 3). Loftkældi IE3 ósamstilltur þriggja fasa mótorinn er hentugur fyrir stöðuga hraðastýringu með tíðnibreytiranum og knýr stimpildælu á tiltekið starfssvið. Tíðnibreytarnir fylgjast með hitastigi, straumi og hraða mótorsins.
Stöðug hrað / þrýstingsstýring fyrir ósamstillta þriggja fasa mótor er veittur af meðfylgjandi, loftkældu tíðnisviðinu (FC) sams konar eining með mismunandi breiðspennuspennu og að meðaltali 97% orkunýtni. FC einingin er fullkomlega tilbúin til að tengjast. Það samanstendur af álagsrofi fyrir örugga aftengingu, rafmagns- og mótorartengingu, rafrænu rafeindatækni, stjórnunar- og eftirlitseiningu, EMC inntakssíu og FC skjá með innsæi valmyndarleiðsögn fyrir allar FC aðgerðir. Það er hægt að laga það að kröfum viðskiptavina ef þörf krefur. Til að nota einstaka, áreiðanlega og þægilega notkun á dælu, vöktun og stýringu, til dæmis er hægt að nota viðbótarlítið hús með innbyggðu S7 failsafe PLC. Þetta gerir aðlögun kleift að uppfylla forrits-sértækar og öryggisaðgerðir viðskiptavina og kröfur.
Háþrýstidæla dælueining fyrir CO2 notkun sem samningur eining með tíðnibreytara, mótor og stjórn / rekstrareining
Skjár, notkun og breytur á staðnum er hægt að framkvæma með þægilegum snertiskjá með leiðandi valmyndarleiðsögn - td til að stilla breytur / stilla gildi og til að sýna raunverulegt gildi / stillingargildi, villu og stöðu auk dælu- og mótorgagna. Næði og hliðstætt merki eða strætóviðmót (Profinet staðall) nota til að tengjast hærra stigi stjórnandi.
Mikið úrval af forritum fyrir efnilegan lífrænan leysi
Ótöluleg notkun má sjá í matvælum, fæðubótarefnum, snyrtivörum og lyfjaiðnaði: eftirspurnin eftir útdrátt á hágæða olíum, vaxum, útdrætti, litarefnum og virkum efnum er stöðugt að aukast. Hægt er að fínpússa náttúrulegu efnin með útdráttarferlinu með lífræna CO2 á marga mismunandi vegu: til dæmis með því að fjarlægja fitu og olíu, ilm og ilm, virk efni eða skaðleg efni. Lyfjaplöntur sem og algeng plöntuefni - svo sem þörungar, ávextir og grænmeti, ber, kryddjurtir og krydd, fræ, korn og hnetur - veita hráefnin. Þetta ferli getur jafnvel verið gagnlegt til að vinna út skaðleg efni úr menguðu hráefni.
Sérsniðnar dælur
fyrir margs konar ferla
Í meginatriðum snýst „útdráttur“ um að fjarlægja tiltekið efni úr frumafurðinni og veita það síðan í hreinu formi til að nota útdregna efnið til frekari vinnslu. Hið mikla úrval hráa plöntuefna krefst einnig samsvarandi breytileika í ferlum, þar sem skilgreina þarf viðeigandi færibreytur fyrir sig í hverju tilviki til að unnt sé að ná fram náttúrulegum efnum sem best.
Notkun og verkfræði sérsniðinna og stöðluðra drif- og stjórnbúnaðar eru grunnurinn að svo tæknilega háþróaðri háþrýstings CO2 dæluforriti sem hafa verulegar kröfur um áreiðanleika ferli og persónulegt öryggi. Það verður að laga alla kerfishluta að ferlinu, virkni, öryggi og notkun með tilliti til orkunýtni og aðgengi kerfisins. Nútímaleg og sjálfbær framleiðsluframleiðsla leitast við að hámarka heildar skilvirkni og skilvirka uppbyggingu í samningur, að teknu tilliti til hagræðingar á ferli og sliti - þar með talið eftirlit með gögnum og ferli gagna um alla dælueininguna.
