وحدة تركيز واستخلاص
استخلاص وتقطير
وحدة الاستخلاص والتركيز – كتالوج المواصفات الفني التفصيلي
1. نظرة عامة على المنتج
وحدة الاستخلاص والتركيز هي منظومة متكاملة متعددة الوظائف تجمع بين الاستخلاص والترشيح والتركيز واسترجاع المذيب، وتُستخدم أساساً لاستخلاص المكونات الفعالة من المواد الصلبة كالنباتات والأعشاب والمواد الخام الغذائية، وتركيز المستخلص حتى التركيز المحدد. تتكون المنظومة عادةً من خزان الاستخلاص والمرشح والمركّز والمكثف وخزان استرجاع المذيب ونظام التفريغ ونظام التحكم الأوتوماتيكي، ويُصنع جسمها الرئيسي من الفولاذ المقاوم للصدأ، وتتميز بكفاءة استخلاص عالية وتحكم دقيق في درجة الحرارة وفقد منخفض للمذيب وتشغيل أوتوماتيكي، وتُستخدم على نطاق واسع في صناعات الطب الصيني التقليدي والمنتجات الطبيعية والأغذية والهندسة الحيوية والكيماويات الدقيقة.
2. مبدأ العمل
تُدخَل المواد الخام إلى خزان الاستخلاص ويُضاف المذيب، ثم يُسخَّن الخليط عبر الغلاف (الجاكيت) أو الملف الداخلي بحيث تذوب المكونات الفعالة وتنتقل إلى المذيب عند درجة الحرارة المحددة. يمر المستخلص بعد الترشيح الخشن والدقيق إلى المركّز، حيث يُسخَّن تحت التفريغ، فيتصاعد بخار المذيب ويُكثَّف في المكثف ويُعاد إلى خزان المذيب للاستخدام الدوري، بينما يتبخر السائل ويتركز باستمرار حتى التركيز المطلوب. يحافظ مضخة التفريغ على درجة التفريغ المطلوبة، ما يخفض درجة حرارة التبخر ويحمي المكونات الحساسة للحرارة. وتتيح العملية بأكملها أنماطاً متعددة مثل الاستخلاص بالتحريك والدوران الديناميكي والاستخلاص بالارتداد والاستخلاص السوكسلي.
3. أنواع التركيبات
وحدة الاستخلاص المخروطية المباشرة: جسم أسطواني بقاع مخروطي، تركيبة بسيطة وتفريغ سهل للرواسب، مناسبة للاستخلاص التقليدي.
وحدة الاستخلاص المخروطية المعكوسة: جسم مخروطي معكوس يزيد سطح التسخين ويضمن تفريغاً سلساً للرواسب، مناسبة للمواد الخشنة الحبيبات.
وحدة الاستخلاص الفطرية: الجزء العلوي من الخزان موسّع لتوفير مساحة لتوجيه البخار، مناسبة لاستخلاص المواد الرغوية وسريعة الغليان.
خزان الاستخلاص متعدد الوظائف: يجمع الاستخلاص والتركيز والاسترجاع في جهاز واحد، مع إمكانية التبديل بين الضغط الجوي والضغط المنخفض والتفريغ.
وحدة الاستخلاص والتركيز بالارتداد الحراري: تُجري الاستخلاص والتركيز في آنٍ واحد، ويعود المذيب باستمرار إلى خزان الاستخلاص للحفاظ على فرق التركيز ورفع معدل الاستخلاص.
وحدة الاستخلاص الديناميكي: مزودة بجهاز تحريك أو دوران قسري داخل خزان الاستخلاص لتسريع ذوبان المكونات وتقصير زمن الاستخلاص.
4. المواصفات الفنية التفصيلية
4.1 المواصفات الشائعة للمعدات الرئيسية
نطاق سعة خزان الاستخلاص: 50 L ~ 10000 L
نطاق قدرة تبخر المركّز: 50 kg/h ~ 5000 kg/h
التحكم في درجة حرارة الاستخلاص: من حرارة الغرفة حتى 120°C
درجة التفريغ عند التركيز: -0.06 MPa ~ -0.095 MPa
ضغط التشغيل: الضغط الجوي أو ضغط منخفض (يمكن تصميمه كوعاء ضغط)
طرق الاستخلاص: النقع الساكن، التحريك الديناميكي، الدوران بالارتداد
4.2 جدول مطابقة الطاقة التشغيلية مع معاملات المعدات
| الطراز | سعة خزان الاستخلاص (L) | قدرة التبخر (kg/h) | ضغط الغلاف (MPa) | قدرة التسخين (kW) | درجة التفريغ (MPa) | مساحة التكثيف (㎡) | الأبعاد طول×عرض×ارتفاع (m) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| TQ-200 | 200 | 50 | 0.09 | 18 | -0.08 | 3 | 1.6×0.8×2.5 |
| TQ-500 | 500 | 100 | 0.09 | 36 | -0.08 | 6 | 2.0×1.2×3.0 |
| TQ-1000 | 1000 | 200 | 0.09 | 60 | -0.08 | 12 | 2.5×1.5×3.8 |
| TQ-2000 | 2000 | 400 | 0.09 | 90 | -0.08 | 20 | 3.2×1.8×4.5 |
| TQ-3000 | 3000 | 600 | 0.09 | 150 | -0.08 | 30 | 3.6×2.0×5.0 |
| TQ-6000 | 6000 | 1200 | 0.09 | 280 | -0.08 | 60 | 4.5×2.5×6.0 |
ملاحظة: قدرة التسخين المذكورة مرجعها الأساسي التسخين بالبخار، ويمكن التبديل إلى وحدات تسخين بالزيت الحراري أو بالكهرباء.
4.3 شروط التصميم
| بند المعيار | نطاق القيم | ملاحظات |
|---|---|---|
| ضغط تصميم خزان الاستخلاص | من الضغط الجوي حتى 0.3 MPa | وفق متطلبات عملية الاستخلاص |
| ضغط تصميم المركّز | -0.1 MPa ~ 0.3 MPa | تشغيل تحت التفريغ وضغط منخفض |
| درجة حرارة التصميم | من حرارة الغرفة حتى 150°C | وسط التسخين بخار أو زيت حراري |
| درجة تفريغ النظام | -0.06 MPa ~ -0.095 MPa | توفير الطاقة عند التركيز وحماية المكونات الحساسة للحرارة |
| وسط التسخين | بخار (0.09~0.3 MPa) / زيت حراري / كهرباء | يُختار وفق ظروف الموقع |
| درجة حرارة ماء التبريد | ≤ 30°C | ضمان كفاءة التكثيف |
4.4 معاملات المكونات الرئيسية
| المكون | المواصفات/المادة | المعاملات |
|---|---|---|
| خزان الاستخلاص | مخروطي مباشر/معكوس/فطري، SUS304/316L | سعة 50~10000 L، تسخين بغلاف أو ملف |
| المرشح | مرشح مزدوج/مرشح أكياس، SUS304/316L | دقة ترشيح 20~200 mesh |
| المركّز | تصاعدي/تنازلي/شفطي (wiped film)، SUS304/316L | قدرة تبخر 50~5000 kg/h |
| المكثف | أنبوبي غلافي/لوحي حلزوني، SUS316L | مساحة تكثيف 3~120 ㎡ |
| المبرد | أنبوبي غلافي، SUS304/316L | مساحة تبريد 3~60 ㎡ |
| خزان استرجاع المذيب | رأسي/أفقي، SUS304/316L | سعة 100~5000 L |
| نظام التفريغ | مضخة تفريغ بحلقة مائية/ريشية دوارة | تفريغ أقصى -0.095 MPa |
| نظام التحكم | PLC + شاشة لمس HMI | مراقبة إلكترونية لدرجة الحرارة والضغط والمستوى والتفريغ |
5. اختيار المواد (مقارنة المعايير الدولية)
| الجزء | الصين GB | ASTM/AISI | DIN EN | الخصائص |
|---|---|---|---|---|
| جسم خزان الاستخلاص/المركّز | S30408 (304) | 304 / S30400 | 1.4301 | صالح لتلامس الأغذية، مقاومة عامة للتآكل، مناسب لمذيبات الماء والكحول |
| جسم خزان الاستخلاص/المركّز | S31603 (316L) | 316L / S31603 | 1.4404 | يحتوي موليبدينوم، مقاوم لأيونات الكلور، مناسب للمذيبات الحمضية أو المكلورة |
| أنابيب تبادل الحرارة | S31603 (316L) | 316L | 1.4404 | انتقال حرارة عالي الكفاءة، مقاومة للتآكل |
| حشوات الإحكام | مطاط سيليكوني / PTFE | Silicone / PTFE | — | مقاومة للحرارة والمذيبات، مطابقة لمواصفات الأغذية والأدوية |
| شبكة المرشح | SUS316L | 316L | 1.4404 | عالية الدقة، مقاومة للتآكل، سهلة التنظيف |
| غلاف العزل الحراري | SUS304 / صلب مجلفن | 304 / Galv. Steel | 1.4301 / DX51D | حماية وعزل حراري |
6. مجالات التطبيق النموذجية
صناعة الطب الصيني: استخلاص وتركيز شرائح الأعشاب الصينية والأدوية الصينية الجاهزة وحبيبات الوصفات الصينية.
المنتجات الطبيعية: استخلاص وتركيز المكونات الفعالة من الشاي وزهرة الأقحوان وأوراق الجنكة وعرق السوس وغيرها.
صناعة الأغذية: تركيز عصائر الفواكه والخضروات، استخلاص النكهات، استخلاص الأصباغ الطبيعية، تركيز السكريات الوظيفية.
الهندسة الحيوية: تركيز مرق التخمر، استخلاص المستحضرات الأنزيمية، استخلاص زيت الطحالب الدقيقة.
الكيماويات الدقيقة: استخلاص الزيوت العطرية النباتية، إنتاج مضادات الأكسدة الطبيعية، استخلاص المكونات الفعالة لمستحضرات التجميل.
صناعة الأدوية: تركيز مستخلصات المركبات الوسيطة للمواد الدوائية الفعالة واسترجاع المذيبات.
7. معايير التصميم والشهادات (اعتراف دولي)
| المعيار/الشهادة | الوصف |
|---|---|
| GB/T 150 / GB/T 151 | معايير الصين لتصميم أوعية الضغط |
| ASME VIII Div.1 | قانون أوعية الضغط الأمريكي (ختم U اختياري) |
| PED 2014/68/EU | توجيه المعدات الضغطية الأوروبي (شهادة CE) |
| GMP | قواعد ممارسات التصنيع الجيد للأدوية (تصميم صحي) |
| FDA 21 CFR | مطابقة المواد الملامسة للأغذية (اختياري) |
| ISO 9001:2015 | نظام إدارة الجودة |
| CE | شهادة المطابقة الأمنية الأوروبية |
8. خيارات التخصيص
تركيبة خزان الاستخلاص: مخروطي مباشر، مخروطي معكوس، شكل فطري، نوع التحريك الديناميكي.
أنواع المركّز: مركّزات أحادية وثنائية وثلاثية الفعالية؛ مركّزات تصاعدية وتنازلية وشفطية.
طريقة التسخين: تسخين بالبخار، بالزيت الحراري، كهربائي، بدوران الماء الساخن.
أنماط التشغيل: استخلاص تحت الضغط الجوي، استخلاص تحت ضغط منخفض، تركيز تحت التفريغ، استخلاص وتركيز متكامل بالارتداد الحراري.
طريقة تفريغ الرواسب: صمام كروي يدوي، باب تفريغ هوائي، تفريغ هيدروليكي بقلاب.
الأتمتة: تحكم أوتوماتيكي كامل عبر PLC مع واجهة لمس ومراقبة إلكترونية لدرجة الحرارة والتفريغ والمستوى وتسجيل البيانات.
نظام التنظيف: نظام تنظيف CIP إلكتروني مع كرات تنظيف دوارة داخل الخزان.
المعالجة السطحية: تلميع مرآوي للسطح الداخلي Ra≤0.4μm، ومعالجة خارجية مشطوفة أو مطفية.
معايير الوصلات: فلوحات HG/T 20592 وANSI B16.5 وDIN، ووصلات كلامب صحية سريعة التركيب.
مواد خاصة: تيتانيوم، هاستيلوي، فولاذ مقاوم للصدأ دوبلكس وغيرها من المواد شديدة المقاومة للتآكل.
9. المعاملات المطلوبة عند الطلب
اسم المادة الخام وشكلها الفيزيائي (نبات/عشب/مسحوق وغيرها)
سعة دفعة الاستخلاص (kg/دفعة أو L/دفعة)
نوع مذيب الاستخلاص وتركيزه
متطلبات درجة الحرارة والضغط وزمن الاستخلاص
التركيز الابتدائي للمستخلص والتركيز المستهدف بعد التركيز
قدرة التبخر المطلوبة (kg/h) أو مواصفات المركّز
شروط مصدر التسخين (ضغط البخار، درجة حرارة الزيت الحراري، السعة الكهربائية)
درجة حرارة ماء التبريد وشروط التزويد
متطلبات مقاومة الانفجار والنظافة (GMP أو درجة غذائية وغيرها)
الشهادات المستهدفة (ASME/PED/GB/GMP/FDA وغيرها)