Установка концентрирования и экстракции
Экстракция
Экстракционно-концентрационная установка - Техническая спецификация
1. Обзор продукта
Экстракционно-концентрационная установка представляет собой многофункциональное комплексное оборудование, объединяющее экстракцию, фильтрацию, концентрирование и рекуперацию растворителей. Она предназначена для извлечения активных компонентов из твердых материалов, таких как растения, лекарственное сырьё, пищевые продукты, и концентрирования экстракта до заданной консистенции. Установка обычно включает экстрактор, фильтр, концентратор, конденсатор, сборник растворителя, вакуумную систему и автоматическую систему управления. Основные элементы изготовлены из нержавеющей стали, что обеспечивает высокую эффективность экстракции, точный контроль температуры, низкие потери растворителя и автоматизированную работу. Широко применяется в производстве традиционных лекарственных средств, натуральных продуктов, пищевых продуктов, биотехнологии и тонкой химии.
2. Принцип работы
Сырьё загружается в экстрактор, добавляется растворитель. Через рубашку или внутренний змеевик осуществляется нагрев, в результате чего активные компоненты растворяются и переходят в растворитель при заданной температуре. Экстракт после грубой и тонкой фильтрации поступает в концентратор. В условиях вакуума экстракт нагревается, пары растворителя поднимаются, конденсируются в конденсаторе и собираются в сборнике для повторного использования. Жидкость непрерывно испаряется и концентрируется до требуемой концентрации. Вакуумный насос поддерживает разрежение, что позволяет снизить температуру испарения и защитить термочувствительные компоненты. Процесс может осуществляться в режимах экстракции с перемешиванием, динамической циркуляцией, рефлюксной экстракции и экстракции Сокслета.
3. Типы конструкций
Прямоконусная экстракционная установка: цилиндрический корпус с коническим днищем; простая конструкция, лёгкая выгрузка остатка; для стандартной экстракции.
Обратноконусная экстракционная установка: обратноконусный корпус; увеличивает поверхность нагрева, облегчает выгрузку; для крупнозернистого сырья.
Грибовидная экстракционная установка: корпус с расширенной верхней частью; обеспечивает паровое пространство; для пенящихся или интенсивно кипящих материалов.
Многофункциональный экстрактор: сочетает экстракцию, концентрирование и возврат растворителя; переключение между атмосферным, избыточным давлением и вакуумом.
Экстракционно-концентрационная установка с терморефлюксом: одновременно проводит экстракцию и концентрирование; растворитель непрерывно орошает сырьё, поддерживая градиент концентрации и повышая выход.
Динамическая экстракционная установка: оснащена мешалкой или принудительной циркуляцией в экстракторе для ускорения извлечения и сокращения времени.
4. Подробные технические характеристики
4.1 Основные стандартные спецификации
Объём экстрактора: от 50 л до 10000 л
Производительность концентратора по испаряемой влаге: от 50 кг/ч до 5000 кг/ч
Температура экстракции: от комнатной до 120°C
Вакуум при концентрировании: от -0,06 МПа до -0,095 МПа
Рабочее давление: атмосферное или небольшое избыточное (может проектироваться как сосуд под давлением)
Способы экстракции: статическое замачивание, динамическое перемешивание, рефлюксная циркуляция
4.2 Таблица производительности и параметров оборудования
| Модель | Объём экстракции (л) | Испарение (кг/ч) | Давл. в рубашке (МПа) | Мощность нагрева (кВт) | Вакуум (МПа) | Площадь конденс. (м²) | Габариты Д×Ш×В (м) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 |
Примечание: Мощность нагрева рассчитана преимущественно для парового обогрева; возможен перевод на термомасляный или электрический нагрев.
4.3 Условия проектирования
| Параметр | Диапазон значений | Примечания |
|---|---|---|
| Расчётное давление экстрактора | Атмосферное ~ 0,3 МПа | В зависимости от технологии |
| Расчётное давление концентратора | -0,1 МПа ~ 0,3 МПа | Для вакуума и небольшого избытка |
| Расчётная температура | Комнатная ~ 150°C | Теплоноситель: пар или термомасло |
| Рабочий вакуум | -0,06 МПа ~ -0,095 МПа | Энергосбережение и защита термолабильных веществ |
| Теплоноситель | Пар (0,09~0,3 МПа) / Термомасло / Электро | по условиям площадки |
| Температура охлаждающей воды | ≤ 30°C | Для обеспечения конденсации |
4.4 Параметры основных компонентов
| Компонент | Характеристика/Материал | Параметр |
|---|---|---|
| Экстрактор | Прямоконусный/обратноконусный/грибовидный, AISI 304/316L | Объём 50~10000 л, обогрев рубашкой или змеевиком |
| Фильтр | Сдвоенный/мешочный, AISI 304/316L | Тонкость фильтрации 20~200 меш |
| Концентратор | Плёночный восходящий/нисходящий/со скребками, AISI 304/316L | Производительность 50~5000 кг/ч |
| Конденсатор | Кожухотрубный/спиральный, AISI 316L | Поверхность конденсации 3~120 м² |
| Охладитель | Кожухотрубный, AISI 304/316L | Поверхность охлаждения 3~60 м² |
| Сборник растворителя | Вертикальный/горизонтальный, AISI 304/316L | Объём 100~5000 л |
| Вакуумная система | Водокольцевой/пластинчато-роторный насос | Предельный вакуум -0,095 МПа |
| Система управления | ПЛК + сенсорная панель HMI | Контроль температуры, давления, уровня, вакуума |
5. Выбор материалов (сравнение международных стандартов)
| Компонент | Китай GB | ASTM/AISI | DIN EN | Характеристики |
|---|---|---|---|---|
| Корпус экстрактора/концентратора | S30408 (304) | 304 / S30400 | 1.4301 | Пищевой, универсальная коррозионная стойкость, пригоден для воды и спиртов |
| Корпус экстрактора/концентратора | S31603 (316L) | 316L / S31603 | 1.4404 | Легирован молибденом, стоек к хлоридам, кислотным и хлорсодержащим растворителям |
| Трубы теплообменников | S31603 (316L) | 316L | 1.4404 | Эффективная теплопередача, коррозионная стойкость |
| Уплотнения | Силикон / PTFE | Silicone / PTFE | — | Термо- и химостойкость, соответствие пищевым и фармацевтическим нормам |
| Сетка фильтра | AISI 316L | 316L | 1.4404 | Высокая тонкость, коррозионная стойкость, лёгкая очистка |
| Кожух изоляции | AISI 304 / Оцинкованная сталь | 304 / Galv. Steel | 1.4301 / DX51D | Защита и теплоизоляция |
6. Типичные области применения
Традиционная медицина: экстракция и концентрирование трав, сборов и рецептурных гранул.
Натуральные продукты: извлечение и концентрирование активных компонентов чая, ромашки, гинкго билоба, солодки и др.
Пищевая промышленность: концентрирование фруктовых и овощных соков, экстракция вкусоароматических веществ, натуральных красителей, функциональных сахаров.
Биотехнология: концентрирование культуральных жидкостей, ферментных препаратов, извлечение масла из микроводорослей.
Тонкая химия: получение растительных эфирных масел, натуральных антиоксидантов, активных компонентов для косметики.
Фармацевтика: концентрирование экстрактов промежуточных продуктов АФС и возврат растворителей.
7. Стандарты проектирования и сертификация (международное признание)
| Стандарт/Сертификация | Описание |
|---|---|
| GB/T 150 / GB/T 151 | Китайские нормы проектирования сосудов под давлением |
| ASME VIII Div.1 | Нормы США по сосудам под давлением (опционально клеймо U) |
| PED 2014/68/EU | Европейская директива по оборудованию под давлением (маркировка CE) |
| GMP | Правила надлежащей производственной практики (санитарное/гигиеническое исполнение) |
| FDA 21 CFR | Соответствие материалов, контактирующих с пищей (опционально) |
| ISO 9001:2015 | Система менеджмента качества |
| CE | Европейский сертификат безопасности |
8. Возможности настройки
Конструкция экстрактора: прямоконусная, обратноконусная, грибовидная, динамическая с мешалкой.
Тип концентратора: одно-, двух-, трёхкорпусный; плёночный восходящий, нисходящий, со скребками.
Способ нагрева: пар, термомасло, электричество, циркуляция горячей воды.
Режим работы: атмосферная экстракция, экстракция под небольшим давлением, вакуумное концентрирование, экстракция-концентрирование с терморефлюксом.
Выгрузка остатка: ручной шаровый кран, пневматический затвор, гидравлический опрокидыватель.
Автоматизация: ПЛК, сенсорный экран, онлайн-контроль температуры, вакуума, уровня, архивирование данных.
CIP-мойка: система безразборной мойки с вращающимися моющими головками.
Обработка поверхности: внутренняя зеркальная полировка Ra≤0,4 мкм, наружная матовая/шлифованная.
Присоединительные стандарты: фланцы HG/T 20592, ANSI B16.5, DIN, санитарные Tri-Clamp.
Специальные материалы: титан, хастеллой, дуплексная нерж. сталь для высокоагрессивных сред.
9. Данные, необходимые для заказа
Наименование сырья и его физическая форма (трава/растение/порошок и т.д.)
Загрузка на партию (кг/партия или л/партия)
Тип и концентрация растворителя
Требуемая температура, давление и продолжительность экстракции
Начальная концентрация экстракта и требуемая конечная концентрация
Необходимая производительность по испарению (кг/ч) или параметры концентратора
Доступный источник тепла (давление пара, температура термомасла, электрическая мощность)
Температура охлаждающей воды и условия подачи
Требования по взрывозащите и санитарной чистоте (GMP или пищевой класс)
Целевые сертификации (ASME/PED/GB/GMP/FDA и т.д.)