Экстракция газом (газовая экстракция)

Экстракция газами представляет собой технологический процесс извлечения определенных компонентов из твердых или жидких материалов с использованием газов в различных агрегатных состояниях. В отличие от традиционных методов экстракции с применением жидких растворителей, газовая экстракция обеспечивает высокую чистоту конечного продукта и возможность регулирования селективности извлечения за счет изменения параметров процесса. Метод газовой экстракции основан на способности газов растворять определенные вещества при определенных температуре и давлении.

Экстракция сжиженными газами (SLE, Solvent Liquid Extraction) – это частный случай газовой экстракции, процесс извлечения целевых компонентов из твердых или жидких материалов с использованием газов, переведенных в жидкое состояние при низкой температуре или высоком давлении. Данный метод обеспечивает высокую эффективность разделения и сохранение свойств экстрагируемых веществ благодаря мягким условиям обработки.

Преимущества газовой экстракции

• Высокая растворяющая способность – газы, в особенности сжиженные, способны эффективно растворять органические соединения.
• Бережное воздействие – процесс проходит при относительно низких температурах, что позволяет минимизировать термическое разрушение чувствительных соединений.
• Экологическая безопасность – после завершения экстракции газ испаряется, оставляя чистый экстрагированный продукт без остаточных растворителей.
• Возможность регенерации растворителя – газ можно многократно использовать после рекуперации.
• Высокая селективность – возможность выбора определенных разных растворителей за счет регулирования параметров процесса в реакторах.

Газы, используемые для экстракции

Различные газы могут применяться в зависимости от свойств экстрагируемых веществ и требований к процессу. Наиболее часто применяемые газы:

• Углекислый газ (CO₂) – один из самых популярных растворителей для экстракции в сверхкритическом и сжиженном состояниях, благодаря высокой растворяющей способности и инертности. Подробнее о сверхкритической флюидной углекислотной экстракции читайте в нашей статье.
• Пропан (C₃H₈) и бутан (C₄H₁₀) – применяются для экстракции масел, ароматических соединений и липидов.
• Этан (C ₂ H ₆) – используется в фармацевтической промышленности благодаря мягкому воздействию на экстрагируемые вещества.
• Азот (N₂) – применяется как вспомогательный газ для инертной среды и снижения окислительных процессов.

Выбор газа определяется растворимостью целевого вещества в газе, устойчивостью экстрагируемого соединения к температуре и давлению, а также безопасностью работы с данным газом. На эффективность экстракции газом прямо и значительно влияет оптимальность температуры и давления, поэтому указанные параметры подбираются под конкретный выбранный газ:

• Сверхкритический углекислый газ – давление 71-400 бар, температура 30-50°C.
• Сжиженный пропан – давление 5-15 бар, температура 0-30°C.
• Сжиженный этан – давление 40-60 бар, температура -10-30°C.

Выбор температуры и давления определяется особенностями экстрагируемого вещества, целевыми свойствами конечного продукта и экономической эффективностью процесса.

Применение газовой экстракции

Методы газовой экстракции широко применяются в следующих отраслях:

• Фармацевтическая промышленность – получение активных лекарственных соединений из растительного сырья.
• Пищевая промышленность – извлечение кофеина, эфирных масел, ароматических веществ.
• Косметология – производство экстрактов для парфюмерии и косметики.
• Нефтехимия – отделение углеводородных фракций, очистка нефтепродуктов.
• Экология – удаление загрязняющих веществ из почвы и воды.

Процесс газовой экстракции

Процесс экстракции газом включает несколько последовательных этапов:

1. Подготовка сырья – измельчение, высушивание, гомогенизация.
2. Загрузка в химический реактор– помещение сырья в герметичную реактор, предназначенный для работы в условиях высокого давления.
3. Введение сжиженного газа – заполнение реактора с соблюдение необходимой температуры и давления.
4. Экстракция и разделение фаз – взаимодействие газа-растворителя с сырьем под давлением, в результате которого происходит отделение экстракта от растворителя.
5. Рекуперация газа – возврат и повторное использование сжиженного газа.
6. Очистка конечного продукта – удаление примесей, финальная обработка.

Оборудование для газовой экстракции

Обычно комплекс оборудования для экстракции сжиженными газами включает реакторы высокого давления – основное устройство системы, где происходит процесс взаимодействия газа-растворителя и сырья, компрессоры и насосы для подачи газа в реактор и регулирования давления, теплообменники для поддержания необходимой температуры, системы рекуперации (регенерации газа) для удержания газа из устройства для его повторного использования. Реакторы высокого давления, применяемые для газовой экстракции, позволяют нагнетать в системе давление до 700 бар и поддерживать сверхвысокие температуры порядка 200-300°C. Использование экстракции сжиженными газами в реакторах высокого давления позволяет получать экологически чистые, высококачественные экстракты с минимальными затратами сырья и растворителя.

Ознакомиться с каталогом реакторов высокого давления (в том числе собственного производства) можно по ссылке. Для получения консультации, оформления заявки на поставку, уточнения технических параметров и стоимости, обращайтесь к нам по телефонам +7 (495) 223-18-03, 8-800-600-18-03, пишите на email info@tirit.org или заполняйте форму заявки.