Procesy se superkritickými kapalinami ve farmaceutickém, kosmetickém a potravinářském průmyslu

Ve vědeckých oblastech zaměřených na životní styl je toto zpracovávání prováděno hlavně s kapalinami v superkritickém hromadném stavu.

Výhoda těchto procesů spočívá v používání rozpouštědel, která jsou šetrná vůči životnímu prostředí a která nepoškozují produkt. Jedná se především o oxid uhličitý. Požadavky farmaceutických a biotechnologických trhů jsou naplněny prostřednictvím práce při nízkých teplotách a středních hodnotách tlaku (jemná manipulace s produktem).

V této aplikaci jsou velmi specifické požadavky pro měřicí čerpadla a čerpadla s membránou.

Řešení

Měřicí čerpadla a čerpadla s membránou LEWA se velmi dobře hodí pro superkritické procesy, protože splňují všechny relevantní požadavky.

Výhody čerpadel LEWA:

  • Hermetická těsnost
  • Rozvržení čerpadel s vysokým tlakem a jejich periferní zařízení pro kapalné plyny (chladicí zařízení)
  • Vhodné pro tenké nelubrikační vrstvy kapalin
  • Vysoká provozní spolehlivost
  • Nízký stupeň opotřebení, téměř nulová kontaminace částicemi způsobená minimálním pohybem částí hlavic čerpadla
  • Snadné čištění, dostupný design pro použití s potravinami
  • Hygienický design je k dispozici pro farmaceutické aplikace (Ra < 0,5 μm elektro-leštění, ASME BPE)
  • Instalace v prostorech GMP / v čistých místnostech
  • Materiál splňuje požadavky FDA (GRAS: všeobecně uznávaný jako bezpečný)
  • Možná instalace v oblastech s nebezpečím výbuchu
  • Optimální materiál pro hlavice čerpadel, například Hastelloy, dostupný pro vysoce korozivní média
  • Různé geometrie připojení
  • Možnost zakázkových ventilů
  • Dokumentace ke kvalifikaci/ověření
  • Test pro čištění membrán (Fraunhofer IPA Tested Device®)

Je třeba říci, že oxid uhličitý musí být pro účely čerpání v kapalném stavu. Kvůli stlačitelnosti není tento způsob praktický v plynném skupenství.

Oblasti použití

Měřicí čerpadla LEWA a čerpadla s membránou jsou úspěšně využívány v následujících procesech:

  • Extrakční procesy se superkritickým CO2 (Superkritická extrakce kapaliny SFE), například proces dekofeinace, odmaštění, fytoextrakce, stejně jako extrakce olejových semínek, omega rybího oleje, příchutí a koření
  • Chromatografie superkritické přípravné kapaliny (superkritická kapalina chromatografie SFC) a separace opticky aktivních látek
  • Reakce superkritické kapaliny SFR
  • Tvoření částic (např. částice z roztoků saturovaných plynem PGSS), například u postřikování pod vysokým tlakem v oblasti rozprašovacích maziv, pečených produktů atd.
  • Čisticí procesy, například separace látek integrovaných do procesu, například odstraňování pesticidů (tuk z ovčí vlny, lanolin)
  • Rozčleňování buněk, inaktivace (jemná sterilizace)

Průmyslové aplikace scCO2

Supercritical fluids, CO2 Applications

Princip procesu PGSS:

  1. Úprava a tavení dvou reaktantů 1 a 2
  2. Naplňování a komprese pomocí vysokotlakých čerpadel LEWA P1, P2 a P3
  3. Míchání obou reaktantů se superkritickou kapalinou ve statickém mixéru (SM)
  4. Dekomprese stříkací věže (SP) prostřednictvím násady
  5. Tvoření malých kapek
  6. Chlazení kapek a tvoření částic
  7. Tvoření prášku ve stříkací věži prostřednictvím cyklonu (ZK)

Ilustrace: Princip procesu PGSS

Zdroj: Oddělení zpracovatelských technologií, Procesy související s přepravou a technologie návrhu částic, Univerzita Bochum

 

Extraction of supercritical fluids, Process scheme

Pozadí

Superkritická kapalina je látka, jejíž hodnoty tlaku a teploty převyšují kritickou úroveň (viz schéma CO2).

Kritická teplota je taková teplota, při jejímž překročení už látka nebude nadále v kapalném stavu, bez ohledu na úroveň tlaku.

Kritický tlak je takovým tlakem, při jehož překročení již není látka v plynném skupenství, bez ohledu na teplotu.

Superkritické kapaliny mají hustotu a dobré vlastnosti související s rozpouštěním kapalin, stejně jako dobrou viskozitu, dobrou stlačitelnost a rozšiřitelnost plynů.

Vzhledem k jejich dobrým vlastnostem souvisejícím se směšováním a převodem hmoty jsou klasifikovány jako kapalina.

Důležité výhody superkritických kapalin:

  • Bezpečnost, efektivita nákladů, šetrnost vůči životnímu prostředí, netoxický charakter
  • Mohou nahradit organická rozpouštědla
  • Dobrý vliv na malé úpravy v provozních podmínkách
  • Provozní podmínky při nízkých teplotách a nízkém tlaku zajišťují atraktivitu pro výzkum a vývoj ve farmaceutickém a biotechnologickém sektoru.

Kritéria výběru pro správnou superkritickou kapalinu:

  • Fyzické a chemické vlastnosti požadované směsi
  • Úloha rozpouštědla v procesu s ohledem na rozpustnost
  • Specifická aplikace
  • Bezpečnost, zejména s ohledem na hořlavost, určuje chování v provozních podmínkách
  • Náklady na kapalinu
  • Náklady na zařízení

Nejčastěji používaná superkritická kapalina je CO2.

Vlastnosti oxidu uhličitého:

  • Spodní kritická teplota (31,1 °C)
  • Střední kritický tlak (73 bar)
  • Nehořlavý
  • Netoxický
  • Mísitelný s organickými rozpouštědly
  • Možnost opravy po zpracování
  • Rozšiřuje se rychleji než běžná rozpouštědla kapalin
  • GRAS status
  • Schválení FDA pro použití v potravinářském a farmaceutickém průmyslu
  • Šetrnost k životnímu prostředí
  • Efektivita nákladů

Produkty

Membránové dávkovací čerpadlo LEWA ecoflow

LEWA ecoflow diaphragm metering pump

Membránové dávkovací čerpadlo ecoflow® od společnosti LEWA je skutečně univerzálním prostředkem pro dávkování a směšování a lze jej používat ve všech průmyslových oborech.

Čerpadla LEWA ecoflow pro sanitární/hygienické systémy

LEWA ecoflow sanitary food pump

Membránové dávkovací čerpadlo ecoflow® pro sanitární/hygienické systémy jsou ideální pro potravinářské a farmaceutické produkty.

Membránové dávkovací čerpadlo LEWA ecodos

LEWA ecodos mechanical diaphragm pump

Mechanické membránové dávkovací čerpadlo ecodos® od společnosti LEWA je vhodné pro všechny úkoly čerpání a dávkování v nízkotlakém rozsahu.

Mikrodávkovací čerpadlo LEWA FC

LEWA micrometering pump FC

V případě požadavku na nejmenší průtoky a přesné dávkování jsou mikrodávkovací čerpadla LEWA řady FC první volbou laboratorních čerpadel.

Procesní membránové čerpadlo LEWA ecoflow

LEWA high pressure pump for process engineering

Procesní membránové čerpadlo LEWA ecoflow je špičkovým zařízením mezi inovativními a univerzálními procesními čerpadly pro vysokotlakou procesní technologii.

Procesní čerpadlo LEWA triplex

LEWA triplex high pressure pump for process engineering

LEWA triplex je nejkompaktnějším procesním čerpadlem určeným pro vysokotlaké procesy ve všech průmyslových oborech. Kontaktujte nás, rádi vám pomůžeme!

HMD Kontro

HMD Kontro centrifugal pump

Bezucpávková čerpadla s magnetickým pohonem HMD Kontro. Bezucpávková čerpadla s permanentním magnetickým pohonem HMD Kontro nabízejí výjimečný užitek při manipulaci s toxickými, agresivními, hořlavými, nebezpečnými a finančně nákladnými kapalinami.

Specifické výrobní jednotky zákazníků

LEWA metering and mixing system

Společnost LEWA vyvíjí kompletní systémy pro dávkování, směšování a plnění kapalin. Kontaktujte nás a my vám poradíme!

Dávkovací systémy podle specifických požadavků zákazníka

LEWA metering system

Společnost LEWA poskytuje zakázkové dávkovací systémy podle vašich specifikací. Důvěřujte našim zkušenostem s dávkovací technologií z různých průmyslových oborů získaným v průběhu 60 let.

Směšovací technologie Chemineer

Chemineer agitators

Směšovací technologie Chemineer. Míchadla Chemieer nabízejí široké spektrum produktů. Uplatnění naleznou v téměř všech procesech, v nichž dochází k míchání kapalin či plynů – od turbínových míchadel po lopatky míchaček.

Kontaktní osoba

  • Sales Office Czech Rep.
  • LEWA NIKKISO Austria GmbH (odštěpný závod)
  • +420 5 432360-52
  • office@lewa.cz

Najděte si vhodnou řadu produktů pomocí navigátoru.

Pump Navigator

Nenechte si utéct žádné novinky. Přihlaste se k odběru našeho newsletteru.

Zaregistrovat