Зростання попиту на натуральні екстракти, отримані за допомогою екологічно чистих технологій, сприяє зростанню популярності НКЕ. Однак, за рахунок високої настроюваності параметрів процесу, НКЕ вимагає оптимізації, яка спочатку може здатися складною. Тому ми представили тут основні кроки, необхідні розробки та масштабування процесу НКЕ. По-перше, почнемо з перерахування лише кількох областей застосування надкритичних флюїдів:
Переваги СКЕ на основі CO2:
Вибір конкретних галузей як споживачів екстракційного продукту вимагає знання про його хімічний склад. Таким чином, початкова розробка процесу включає визначення оптимальної температури, тиску, швидкості потоку та інших умов екстракції, за яких виходить первинний екстракт з найбільш бажаним хімічним складом та/або найвищим виходом. Це досягається шляхом проведення серії екстракцій з використанням класичного методу проб і помилок, або статистичного підходу до планування експериментів (DOE) з подальшим хроматографічним та іншим аналізом отриманих екстрактів. Подібні дослідження дозволять оцінити можливість екстракції цільових хімічних компонентів за допомогою надкритичного CO2 і/або потреба у співрозчиннику для полегшення/прискорення екстракції або підвищення виходу. Такі початкові дослідження можливі за допомогою нашої лабораторної екстракційної системи F-500, розробленої спеціально для лабораторних досліджень. Для проведення цих досліджень у нас є пристрій з об'ємом екстрактора-реактора 500 мл, Superex F-500, що відрізняється своїм компактним і настільним дизайном, зручністю завантаження та вилучення зразків, легкістю очищення та доступною ціною. Процедура очищення зазвичай виконується з використанням етилового спирту або гарячої води, подаючи в систему CO2 (вуглекислий газ) та створюючи тиск для очищення трубопроводів. У системі F-500 можна проводити екстракцію як рідкої, так і твердої сировини, але найчастіше використовується для роботи з висушеним та подрібненим рослинним матеріалом – для рідкої сировини у нас в асортименті є спеціально розроблена система протиточної екстракції FF-1000.
Таким чином, володіючи системою Superex F-500, ви з невеликими інвестиціями зможете дослідити стільки різних видів сировини, скільки захочете, і визначити запланований до виробництва продукт та параметри екстракції. F-500 за обсягом приймає в середньому до 40% листової, сухої, подрібненої сировини та 80-85% масляної сировини (напр. насіння). Наприклад, в 500 мл колону екстрактора можна завантажити 200 грам сухого подрібненого листя лаванди або 400 грам насіння чорного кмину. Ці пропорції є аналогічними і для інших надкритичних установок.
Нашу серію лабораторних екстракційних систем SC можна розглядати як повнофункціональний аналог наших повномасштабних виробничих систем. Ці системи оснащені сепараторами з регульованим тиском та/або температурою, а також вищими швидкостями потоку, ніж F-500, що дозволяє значно прискорити екстракцію. Наприклад, лаванда може бути витягнута всього за 45 хвилин за допомогою системи SC порівняно з 90-120 хвилин з F-500. Системи SC виробляються з екстракційними ємностями об'ємом 1, 2 або 5 Л та оснащені системою рециркуляції CO2 з ефективністю 85–95 %, що знижує експлуатаційні витрати та сприяє екологічній стійкості процесу. Крім того, додавання сепараторів дозволяє фракціонувати екстракт, контролюючи сольватирующую здатність надкритичного 22. При послідовному зниженні тиску та/або температури в кожному сепараторі компоненти екстракту з молекулярною масою, що поступово зменшується, виділяються з розчину в сепаратори – це пов'язано зі зменшенням їх розчинності разом із щільністю СО2 при зниженні тиску. Таким чином, система з 3 сепараторами може зібрати 3 фракції екстракту, кожна з яких характеризується середньою молекулярною масою, що поступово зменшується. Це фракціонування можна оптимізувати за допомогою підходу DOE у поєднанні з дослідженнями хімічного складу, щоб отримати кінцевий екстракт(и), багату на цільовий компонент(и).
З нашими установками Серії Р ви зможете досягти виробничих обсягів та оцінити частку ринку ваших продуктів, зосередившись на виробництві та брендингу. Наприклад, система Р-30 з подвійними екстракторами (30+30 Л) дозволяє переробляти від 150 до 250 кг висушеного та подрібненого матеріалу на день. Пілотне виробництво також визначатиме максимальний тиск та температуру, необхідні для обраного вами процесу, що дозволить вам завершити розробку процесу та підготуватися до остаточного масштабування. Наприклад, якщо для вашого процесу потрібен тиск всього 260 бар, відповідна повномасштабна промислова система буде значно дешевшою за систему, розраховану на 345 бар, через використання оптимізованих екстракційних судин і насосів високого тиску. Для постійної екстракції та економії часу на зниження тиску та заміну сировини ми рекомендуємо придбання системи з двома екстракторами, що дозволяє завантаження/розвантаження сировини у процесі екстракції. Якщо ви працюєте з кількома видами сировини, ми також рекомендуємо придбання кількох систем, щоб заощадити час на очищенні при зміні сировини. Це особливо актуально для фармацевтичної, косметичної та інших галузей промисловості, які потребують високої чистоти.
СКЕ промислового масштабу швидко поширюється через зростаючий попит на високотехнологічні та екологічно стійкі процеси екстракції. Повномасштабна промислова система має практично необмежені технологічні потужності (1000 л і більше) і, як правило, повинна бути адаптована до вимог кожного окремого процесу через високу вартість. Тому щоб виправдати інвестиції та ефективно експлуатувати завод промислового масштабу, абсолютно необхідний оптимізований процес СКЕ і хоча б один продукт, готовий до масштабного виведення на ринок. Саме тому ми рекомендуємо поетапний підхід до СКЭ, описаний вище. Як тільки ви будете готові до використання системи промислового масштабу, наша команда експертів буде рада
