DK161432B - Fremgangsmaade til ekstraktion af formlabile, flydedygtige masser samt blandeapparat til anvendelse ved fremgangsmaaden - Google Patents

Description

i

DK 161432 B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til ekstraktion af formlabile, f lydedygtige masser ved hjælp af højtryksekstraktion samt et apparat til udførelse af fremgangsmåden.

Højtryksekstraktion er en fremgangsmåde til adskillelse af 5 stoffer, ved hvilken et substrat behandles med en ved an vendelse af tryk fortættet gas som opløsningsmiddel. Gassen befinder sig herved svarende til sit fasediagram i fordråbet eller overkritisk tilstand og udmærker sig heri ved gunstige, alt efter de indstillede tryk- og temperaturbetingel-10 ser, mere eller mindre selektive opløsningsegenskaber og massetransportegenskaber. Den gunstige opløsningsadfærd af sådanne fortættede gasarter har længe været kendt, men den industrielle anvendelse befinder sig stadig kun på et udviklingsstadium og er begrænset til nogle få eksempler, f.eks.

15 til fjernelse af koffein fra råkaffe og ekstraktion af humle.

Fordelene ved højtryksfremgangsmåden, især ved anvendelse af carbondioxid (C02) som opløsningsmiddel, sammenlignet med de klassiske ekstraktionsmetoder med benzinfraktioner eller chlo-rerede hydrocarboner, er tilstrækkeligt kendt: C02 er ikke 20 brændbar, står til rådighed billigt i stor mængde, er fysiolo gisk uskadelig, kan let og fuldstændigt skilles fra ekstrat og raffinat og forårsager ingen miljøproblemer. Ved optimal udførelse af fremgangsmåden fås straks værdifulde produkter, som helt eller delvis overflødiggør påfølgende raffinerings-25 trin og rensningstrin. Derved spares energi og udgifter til fremgangsmåden, og stoftab ved raffinering undgås. Højtryksfremgangsmåden er derfor et værdifuldt alternativ til de sædvanlige ekstraktionsmetoder.

Der kendes allerede fremgangsmåder, ved hvilke der ved anven-30 delse af fortættede gasarter i flydende eller overkritisk tilstand bevirkes en ekstraktion af indholdsstoffer fra naturlige råstoffer. Således udvindes ifølge DE-PS 21 27 611 krydderiekstrakter af sønderdelt eller knust vegetabilsk ud- 2

DK 161432 B

gangsmateriale. DE-PS 27 09 033 beskriver en fremgangsmåde til ekstraktion af kamille med overkritiske gasarter og DE-OS 21 27 596 en fremgangsmåde til udvinding af vegetabilske olier, ved hvilken fedtet ekstraheres med overkritiske gasarter, 5 fortrinsvis af frø som råstof. Fælles for disse og andre fremgangsmåder er, at indholdsstofferne udvindes af et sønderdelt råmateriale med fast eller formstabil konsistens og større overflade. Råmaterialet anbringes først i en ekstraktionsbeholder, og indholdsstofferne opløses så og transporteres 10 videre af den gennemstrømmende fortættede gas ved perkolation. DE-PS 14 93 190 beskriver en fremgangsmåde til adskillelse af flydende og/eller faste stofblandinger ved hjælp af overkritiske gasarter. Ekstraktionen af flydende stofblandinger sker derved på den måde, at væsken i et blandingstrin af type som 15 en kolonne med fyldlegemer bringes i kontakt med den overkritiske gas, hvorved denne helt eller delvis optager væsken. En anden udførelsesform består i, at en bestemt mængde af den flydende stofblanding, der skal skilles, anbringes først i apparatet, og den gasformige fase med henblik på ladning le-20 des i bobleform gennem væsken. En ubegrænset forøgelse af den flydende fase skal,om nødvendigt, forhindres ved særlige foranstaltninger. DE-AS 23 32 038 beskriver en fremgangsmåde til desodorisering af fede olier, idet disse under anvendelse af en kolonne med fyldlegemer bringes i kontakt med den overkriti-25 ske gas i modstrøm. Også DE-OS 28 43 490 beskriver en fremgangsmåde til behandling af rå, vegetabilske fede olier, ved hvilken gassen pumpes ind forneden og materialeblandingen foroven i ekstraktions-autoklaven.

Der har ikke hidtil været kendt nogen egnet metode, som mulig-30 gør en anvendelse af højtryksekstraktion til viskose medier, stive pastaer eller seje masser, der holdes sammen af stærke indre kohæsionskræfter.

Vanskeligheden ved ekstraktion af flydende eller viskose, ikke formstabile medier består i tilvejebringelse af store in- 3

DK 161432 B

dre overflader. Til dette formål må der tilvejebringes en bestemt mængde kinetisk energi, der tjener til at overvinde overfladeenergien i det anvendte medium. Med tyndtflydende medier, hvor der virker forholdsvis ringe kohæsionskræfter, 5 er under visse omstændigheder den potentielle energi af det indsatte medium selv tilstrækkelig til, når det flyder ned i en kolonne med fyldlegemer, at levere den til tilvejebringelse af en stor overflade nødvendige bevægelsesenergi.

Denne fremgangsmåde er dog kun egnet i de tilfælde, hvor sub-10 strat og raffinat har en tilstrækkeligt flydende konsistens.

Hvis den frembragte overflade ikke er tilstrækkelig, og søjlepakningen ikke er tæt nok, er der fare for, at gassen strømmer forbi væskefilmen uden at blive ladet til den maksimalt mulige ligevægtskoncentration. En blot og bar gennemledning af 15 ekstraktionsgassen gennem det anvendte medium er heller ikke universelt anvendelig og kun af ringe effektivitet. Tilføring af mekanisk bevægelsesenergi i form af mekanisk bevægelse af substratet, f.eks. med et røreværk, har den ulempe, at sådanne foranstaltninger under tryk i teknisk målestok er meget 20 omkostnings-intensive og vedligeholdelses-intensive, medfører mange begrænsninger, f.eks. med hensyn til omdrejningstal og muligt ekstraktionstryk etc., og at en derved fremkaldt mekanisk videretransport af den indsatte blanding i anlæggets udskillelsesdel må forhindres ved særlige foranstaltninger.

25 Det er den foreliggende opfindelses opgave at tilvejebringe en fremgangsmåde til ekstraktion af formlabile, flydedygtige masser, ved hvilken der ikke haves de i det foregående nævnte ulemper, og som også egner sig godt til ekstraktion af viskose og seje substrater, der holdes sammen af stærke indre 30 kohæsionskræfter. Denne opgave løses med fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til ekstraktion af formlabile, flydedygtige masser med en fordråbet eller overkritisk gas, som er ejendommelig ved, at man tilfører den flydedygtige 4

DK 161432 B

masse og ekstraktionsgassen til et blandekammer, hvis længde er flere gange dets bredde henholdsvis dets diameter, og som ikke har noget røreværk, i den ene ende under grundig gennem-blanding og udtager den i den modsatte anden ende, afblander 5 den ekstraktholdige gas i et udskilningstrin ved nedsættelse af vægtfylden og aftrækker ekstrakten og raffinatet.

De formlabile, flydedygtige masser kan f.eks. foreligge som molekular-dispers blanding (opløsning), emulsion eller dispersion af forskellige komponenter, idet enkelte komponenter 10 kan være luftformige, flydende eller faste, eller ekstrakt eller raffinat kan udvise fast eller flydende konsistens. Højtryksekstraktionen ifølge opfindelsen tjener derved det formål at fraskille ønskede eller uønskede bestanddele af det indsatte substrat i form af en udvinding af et bærerstof 15 eller en ekstrakt eller en kombination af begge muligheder.

Den indsatte blanding kan endvidere bestå af en flydedygtig dispersion, d.v.s. af en større eller mindre mængde findelte faststofpartikler, som ved adhæsionskræfter fastholdes i en flydende eller viskos grundmasse. Desuden kan også væsker 20 ekstraheres på en væsentligt mere effektiv måde ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen end svarende til den kendte teknik, ligesom faste stoffer, der som støv-gas-blanding kan udvise en flydedygtig adfærd. Konsistensen af den indsatte blanding kan inden for visse grænser ændres ved indstilling af en be-25 stemt temperatur. Den pågældende temperatur er uafhængig af temperaturen af ekstraktionsgassen i ladningstrinet og begrænses kun af størkningspunktet for det indsatte materiale og dets termiske holdbarhed.

Det har vist sig, at man med fordel kan udnytte trykket af 30 ekstraktionsgassen selv til at levere den til frembringelse af en større overflade nødvendige kinetiske energi, idet man fører ekstraktionsgassen og den indsatte blanding gennem et blandekammer, d.v.s. udfører ladningen i et blandekammer.

Som blandekammer anvendes således et til sådanne formål egnet 35 apparat, som har passende tilførselsledninger for den indsatte blanding og ekstraktgassen og en udførselsledning for 5

DK 161432 B

komponenterne efter ekstraktionen. Til en tilstrækkelig ekstraktion er længden af blandekammeret hensigtsmæssigt flere gange bredden eller diameteren af blandekammeret, idet tilførselen for den indsatte blanding og ekstraktionsgassen befinder 5 sig i den ene ende og udgangen i den modsatte ende af blande kammeret. Fortrinsvis bliver den indsatte blanding (substrat) og/eller ekstraktionsgassen indført i blandekammeret gennem dyser. I en udførelsesform kan strøinningsretningen af ekstraktionsgassen ved indgangen i blandekammeret være i det væ-10 sentlige vinkelret på strømningsretningen af den indsatte blan ding .

Ganske særligt gode resultater opnås med en anden udførelsesform, i hvilken den indsatte blanding og ekstraktionsgassen føres gennem hver en af to koncentrisk som en dobbeltblande-15 dyse indrettede og delvis i hinanden indskudte dyser, som f.eks.

to ædelstålkapillarer. Denne opbygning belyses nærmere i forbindelse med figur 1 og 2. Med en sådan anordning opnås i reglen bedre resultater end med et blandekammer, hvormed kun det indsatte medium indsprøjtes i gasfasen, eller kun eks-20 traktionsgassen indsprøjtes i den flydedygtige blanding.

Ved hjælp af den foretrukne anordning ifølge opfindelsen bliver ekstraktionsgassens tryk omsat til hastighed, d.v.s. bevægelsesenergi. Den af tværsnitsindsnævringen betingede hastighedsvækst af den strømmende fortættede gasfase svarer 25 til et trykfald af denne, som, alt efter dysens udformning, udgør en større eller mindre størrelse. Til rådighed for ekstraktionen står følgelig det af fortætteren frembragte og med denne størrelse formindskede tryk af den fortættede gasfase. Dette trykfald er i reglen af mindre betydning sara-30 menlignet med de anvendte høje ekstraktionstryk og kan endog, som vist i forbindelse med fig. 3, udnyttes på fornuftig måde i en særlig udførelsesform for fremgangsmåden.

6

DK 161432 B

Det flydedygtige substrat tilføres gennem kapillarerne 1 med ringe indre diameter. Herved har det vist sig, at viskose medier uden videre kan trykkes gennem kapillarer med kun 200 yum indre diameter ved passende tidsmæssig masse- i 5 gennemgang. Den nøjagtige dimensionering af kapillarerne retter sig efter forskellige synspunkter og kan, alt efter det pågældende tilfælde, være forskellig. Over udgangsenden af denne substratdyse er koncentrisk indskudt en anden kapillar 2., hvis indre diameter kun er lidt større 10 end den ydre diameter af kapillaret 1 , således at der over en vis strækning, der fortrinsvis ikke er mindre end 0,3 cm, og især 0,5 - 2 cm, er en overlapning af de to kapillarer. Ekstraktionsgassen tilføres nu på en sådan måde, at den må strømme gennem det herved dannede snævre ringformede mellem-15 rum mellem indervæggen af det ydre og ydervæggen af det in dre kapillarrør, hvorved der frembringes store hastigheder.

På det punkt,hvor den indre substratførende dyse ender, optræder stærke hvirveldannelser med uregelmæssig fordelt hastighedsprofil. Derved bliver massen, som ekstraheres, på for-20 delagtig måde findelt og omskyllet på alle sider, hvilket sker automatisk i kraft af' den optrædende turbulens i strømningen. På grund af den intensive blanding og den dermed forbundne høj-e opløsningshastighed kan gas-substrat-blandingen allerede efter en kort ekstraktionsstrækning inde i kapilla-25 ret 2. ledes direkte ind i en højtryksbeholder, hvori det ikke opløste raffinat samles, medens den med ekstrakt ladede gasfase føres videre til anlæggets udskillelsesdel.

Længden af ekstraktionsstrækningen afhænger i første række af hastigheden af den indsatte blanding og hastigheden og 30 trykket af ekstraktionsgassen, af diameteren af dyserne og, hvis det drejer sig om en dobbeltblandedyse, af det indbyrdes forhold mellem diametrene, samt endvidere af arten af den indsatte blanding og ekstraktionsgassen. Fortrinsvis er længden af ekstraktionsstrækningen 3 cm og især 6 - 10 cm.

35 I udskillelsesdelen bevirkes på i og for sig kendt måde

DK 161432B

7 udskillelse af den opløste ekstrakt ved nedsættelse af vægtfylden af ekstraktionsmidlet. Den regenererede gas bliver derefter på kendt måde ved fortætning og termostatisering igen bragt i den ønskede ekstraktionstilstand og kan tilbage-5 føres igen som i en kredsproces.

I den foretrukne udførelsesform ifølge opfindelsen bliver den til virkningsfuld ekstraktion af det flydedygtige substrat nødvendige store overflade opnået ved hjælp af et første trin eller trinvis ved kombination af to hinanden supple-10 rende virkningsmekanismer (første og andet trin). Det første trin til overfladeforøgelse af den formlabile masse består i, at man presser den gennem en fin kapillar, hvorved der fås en trådagtig struktur. Den trådformede masse bliver så i et andet trin sønderdelt til ganske små segmenter af de i den 15 ydre kapillar optrædende turbulenser i den hurtigt strømmende gas, hvorpå der sker en blanding af massepartiklerne med frisk ekstraktionsmiddel, hvorved der kan opnås en meget effektiv ensartet god ekstraktion uden hjælp af mekanisk bevæge- · de apparatdele.

20 Opfindelsen er nærmere anskueliggjort på tegningen, hvor fig. 1 viser et blandeapparat til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 2 viser dyserne i blandeapparatet i større målestok, og fig. 3 viser et ekstraktionsanlæg til udførelse af frem-25 gangsmåden ifølge opfindelsen.

Den på fig. 1 viste anordning er en mulig udførelsesform for det ifølge opfindelsen fortrinsvis anvendte blandeapparat, der har vist sig velegnet i et pilotanlæg og tjener det formål at belyse den principielle funktionsmåde af fremgangsmåden 30 ifølge opfindelsen. På fig. 1 betegnes med 1 dysen, hvorigen-

DK 161432 B

8 nem substratet strømmer. 2 er en dyse, der er skudt ind over dysen 1 og delvis overlapper denne, og hvorigennem ekstraktionsgassen indtræder. Fig. 2 viser en større detailfremstilling af dyserne (kapillarerne) 1 og 2. Den indre diameter 5 af dysen 1 er i reglen 100 - 1000 yum, især 100 - 400 /um. Den indre diameter af dysen 2 er i reglen kun lidt større end den ydre diameter af dysen 1. Den er fortrinsvis 250 - 1200 ,um og især 250 - 700 /um. Den vejstrækning, hvorover de to dyser 1 og 2 overlapper, har til formål ved tværsnitsindsnævring 10 at omsætte trykket af ekstraktionsgassen delvis til hastighed, d.v.s. bevægelsesenergi. I reglen er overlapningsstrækningen, der skal være mindst mulig, 0,3-4 cm, især 0,5-2 cm. Afgørende for den derved opnåede omsætning af tryk til bevægelsesenergi er især tværsnitsindsnævringen.

15 I en anden udførelsesform kan der med fordel være indrettet mange sådanne dyser parallelt. En enkelt realisering med en enkelt central gastilførsel kan f.eks. tænkes ved, at funktionen af dysen 2 overtages af en massiv hulplade med fine parallelle boringer, hvori de substratførende fine ka-20 pillarer 1 indskydes et stykke.

Opfindelsen angår derfor også et blandeapparat af den foran beskrevne art til anvendelse i ekstraktionsfremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Fig. 3 viser til nærmere belysning en udførelsesform af 25 hoveddelen af et ekstraktionsanlæg, som indeholder de på fig. 1 og 2 viste blande- og ekstraktionstrin som bestanddel og er egnet til ekstraktion af viskose medier. Trykfrembringelse og regulering inklusive gasforrådsbeholder, kompressor eller pumpe, regulerings- og afspærringsventiler etc, er 30 ikke vist, da det her drejer sig om kendte foranstaltninger. Ligeledes er der givet afkald på at vise den i og for sig kendte udskillelsesdel (et eller flere trin} i højtryksanlægget med tilsluttet gastilbageføring.

DK 161432B

9

Fra fortætteren kommer den komprimerede gas via afspærrings-ventilen VI ind i anlægget og udøver her på den ene side, eventuelt via et bevægeligt stempel, et tryk på det substrat, som skal ekstraheres, og som befinder sig i en eventuelt 5 termostatiserbar autoklav Al. På den anden side strømmer gassen via afspærringsventilen V2 og varmeudveksleren W, som bestemmer ekstraktionstemperaturen T, ind i blande- og ekstraktionstrinene ifølge opfindelsen, svarende til fig. 1 og 2, bliver ladet med ekstraherbare stoffer og fører ekstrak-10 ten direkte via trykbeholderen A2 og afspærringsventilen V5 til anlæggets udskillelsesdel. Den som raffinat betegnede del af substratet, der ikke er opløselig i ekstraktionsmidlet, bliver tilbage i trykbeholderen A2 og kan aftrækkes herfra portionsvis eller kontinuerligt via den forneden 15 anbragte afspærringsventil V4. Autoklaven A2 udøver derfor i en vis forstand funktionen af en udskiller, selv om raf-finatet ikke er blevet optaget af opløsningsmidlet.

Ved udførelse af fremgangsmåden bliver det givne tryk først indstillet i autoklaven A2 ved åbning af ventilerne VI og V2, 20 og derefter åbnes ventilen V5, og den ønskede cirkulationshastighed af den fortættede gasfase indstillet. Derefter åbner man ventilen V3, således at adgangen for det i Al værende substrat, der skal ekstraheres, muliggøres. I de fleste tilfælde er den beskrevne af dysevirkningen forårsagede tryk-25 forskel mellem Al og A2, som er afhængig af strømningshastigheden af den fortættede gas, tilstrækkelig til at bevirke tilstrømningen af den viskose blanding. En forstærket tilstrømning kan bevirkes ved indbygning af en reduktionsventil RV ifølge fig. 3, ved hvis hjælp den tilstedeværende ringe tryk-30 forskel forøges yderligere. Man skal blot drage omsorg for, at forholdet mellem den tilførte massestrøm af substrat og den tilførte massestrøm af ekstraktionsmiddel er således, at den fortættede gas i overensstemmelse med sin af tryk og temperatur betingede optagelsesevne har mulighed for at op-35 løse de ønskede komponenter og derved skille dem fra den indsatte blanding.

10

DK 161432 B

Som en afvigelse fra fig. 3 bliver den indsatte blanding i teknisk målestok fortrinsvis tilført kontinuerligt ved hjælp af en doseringsenhed, der kan være udformet som en membranpumpe eller kan bestå af to parallelt indskudte spindel-5 pumper med langt slag, som ved hjælp af en styring er reguleret således, at til enhver tid den ene udfører trykslaget, medens den anden lades til det næste trykslag.

Ved hjælp af det beskrevne apparat muliggøres højtryksekstraktion af flydende og viskose medier eller andre flydedygtige 10 blandinger også med viskos eller fast raffinatfase på en simpel måde, der uden anvendelse af en mekanisk omrører og de dermed forbundne investerings- og driftsomkostninger muliggør en væsentligt mere effektiv blanding og ekstraktion af det indsatte materiale med fortættede gasarter, end det var 15 muligt med den hidtil kendte teknik.

Forløbet af ekstraktionen kan ikke sammenlignes med de sædvanlige . høj tryk s fremgangsmåder, som i det normale tilfælde kræver en ekstraktionsautoklav, og ved hvilken ekstraktionen udgør perkolering af substratet med fortættede gasarter som opløs-20 ningsmiddel. Disse fremgangsmåder har derfor en tidsmæssig ekstraktionsgradient, idet f.eks. ved begyndelsen af ekstraktionen gasfasen er ladet med de lettere opløselige stoffer og mod slutningen i stigende grad med dele af tungere opløselige komponenter. Samtidig opnås ganske vist til at begynde 25 med den til ekstraktionsbetingelserne svarende maksimalt mulige ladning af gasfasen, men med stigende udtømning af den indsatte blanding falder stofmængden i gasfasen og dermed effektiviteten af fremgangsmåden. Denne ulempe forsøger man ofte at udligne ved efter hinanden at indskyde flere ekstrak-30 tionsbeholdere med forskellig ekstraktionsgrad. I modsætning hertil anvendes ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ikke en ekstraktionsautoklav i sædvanlig forstand. Ladningen af gasfasen sker tværtimod i et blandekammer og fortrinsvis et lille rumfangsafsnit deraf, og især inde i eller i tilslut-35 ning til den beskrevne dobbeltblandedyse. Derved fås et eks- 11

DK 161432 B

traktionsforløb, der kan opfattes som tidsmæssig rækkefølge af flere mikroekstraktioner af differentielt mindre massedele af den indsatte blanding. Alle mikroekstraktioner har den samme ekstraktionsgrad, der kun er afhængig af tilstan-5 den og opløsningsevnen af den fortættede gasfase. Man får derved en ekstraktfase, som under hele ekstraktionens forløb kvalitativt og kvantitativt er konstant, og som altid svarer til den maksimale virkningsgrad af fremgangsmåden.

Tryk og temperatur i ladningstrinet og også i udskillelses-10 trinet retter sig især efter den til ekstraktion anvendte fordråbede eller overkritiske gas og efter de stoffer, der skal ekstraheres. Således anvendes til ekstraktion af rå-lecithin med CO 2 følgende betingelser: I ladningstrinet arbejder man fortrinsvis ved et tryk på 600 - 1200, og især 15 fra 800 til 1000 bar, og fortrinsvis ved en temperatur fra 70 til 150°C, især 80 - 100°C. Trykket i udskillelsestrinet er fortrinsvis 40 - 120 bar, især 40 - 80 bar, og temperaturen er fortrinsvise 20 - 120°C og især 40 - 80°C.

Som ekstraktionsgas i fordråbet eller overkritisk tilstand 20 kan i reglen anvendes enhver til højtryksekstraktion kendt gas, idet der fortrinsvis anvendes gasarter, som er ufarlige og lette at have med at gøre, som er miljøvenlige, prisgunstige og, afhængende af arten og anvendelsen af raffinat og ekstrakter, især også sundhedsmæssigt uskadelige. Gas-25 arter, der foretrækkes ifølge opfindelsen, er alkaner eller alkener med 1-3 carbonatomer, såsom f.eks. methan, ethan, propan, ethen, deres delvis eller fuldstændigt fluorerede derivater, f.eks. mono-, di- eller trifluormethan, mono-, di-, tri-, tetra-, penta- eller hexafluorethan etc., difluorethylen, 30 tetrafluorethylen etc., ^0, SFg, argon, nitrogen, og især carbondioxid. Der kan arbejdes med en enkelt gas eller også med en blanding af to eller flere gasarter. Gasarterne kan anvendes i overkritisk eller i fordråbet tilstand.

Som repræsentative eksempler på det store antal anvendelses-35 muligheder for ekstraktionsfremgangsmåden ifølqe opfindelsen skal nævnes: Ekstraktion af vaseline til fraskillelse af 12

DK 161432 B

cancerogene ledsagestoffer, eksempelvis polykondenserede aromatiske forbindelser, ekstraktion af uldvoks til fjernelse af pesticider, polyehlorerede hydrocarboner, allergener, frie fedtsyrer etc., ekstraktion af lupinolie til fjernelse 5 af de indeholdte giftige quinolizidinalkaloider etc., og især ekstraktion af rålecithin.

Med ekstraktion af rålecithin med carbondioxid som eksempel skal opregnes de fordele, der kan opnås med fremgangsmåden ifølge opfindelsen sammenlignet med den.kendte teknik: 10 Pra DE-OS 30 11 185 kendes en fremgangsmåde til udvinding af til fysiologiske formål direkte anvendelig ren lecithin ved ekstraktion med overkritiske gasarter. Denne fremgangsmåde er dog meget dårlig til ekstraktiv fjernelse af olie fra rålecithin og praktisk taget uigennemførlig i teknisk måle-15 stok, da overfladen af rålecithinen allerede ved en ringe ekstraktionsgrad overtrækker sig med et gummiagtigt lag, som umuliggør ethvert yderligere angreb af det overkritiske opløsningsmiddel eller i det mindste stærkt svækker dets effektivitet. Ifølge opfindelsen kan ekstraktionen af rå-20 lecithin - et tilfælde hvor der haves viskost substrat (rålecithin) , fast raffinat (ren lecithin) og flydende ekstrakt (fed olie) - derimod udføres hurtigt, virkningsfuldt og fuldstændigt. Ifølge DE-OS 30 11 185 udføres ekstraktionen med carbondioxid som ekstraktionsmiddel ved et tryk i området 25 72 - 800 bar, fortrinsvis 200 - 500 bar og især 300 - 400 bar, og ved temperaturer på fortrinsvis 35 - 80°C, især 40 -60°C. Ifølge opfindelsen opnås i et pilotanlæg en fuldstændig og hurtig ekstraktion af rålecithinet imidlertid særligt godt i trykområdet fra 700 til 1200 bar og ved temperaturer 30 over 70°C. Disse ekstraktionsbetingelser ifølge opfindelsen muliggør ikke blot en fuldstændig og hurtig fjernelse af olie fra rålecithine.t, men har samtidig den fordel, at sammen med olien medekstraheres hovedmængden af de indeholdte farvestoffer, f.eks. carotinoider, således at der som raffinat fås en 35 i farvemæssig henseende meget lys, ren lecithin. Phospho- lipiderne selv er også ved de anførte høje tryk- og temperaturværdier næsten uopløselige og kun som spor indeholdt i den 13

DK 161432 B

intensivt mørkegule ekstraherede olie. Den højere temperatur-belastning udøver på ingen måde en kvalitetsforringende indflydelse på det fremkomne rene lecithin, da den forhøjede temperatur udelukkende virker under carbondioxid som beskyttelses-5 gas. Endelig har det vist sig, at ved udførelse af højtryksekstraktion ifølge fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse under de anførte betingelser kan det rene lecithin udvindes direkte i ensartet pulverformet og strøbar form og derfor både farveraæssigt og konsistensmæssigt umid-10 delbart svare til det hidtil kendte pulverformede, oliefri rene lecithin eller endog er bedre end dette. Den afgørende fordel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen består i, at der i et enkelt trin, udgående fra råproduktet, umiddelbart kan fås et for olie befriet lyst, strøbart, værdifuldt og 15 direkte anvendeligt rent produkt. Man undgår altså de mange fremgangsmådetrin, som efter den hidtil kendte teknik har været nødvendige til fjernelse af olie, rensning, fjernelse af opløsningsmiddelrester, tørring, pulverisering etc. for af rålecithin at få et sammenligneligt værdifuldt, rent 20 produkt. Forbundet hermed er en tilsvarende formindskelse af udgifterne til apparatur, drift og vedligeholdelse af dette (personale- og energiomkostninger) samt en nedsættelse af stoftab ved raffinering.

1 de følgende eksempler belyses opfindelsen nærmere. Hvis 25 ikke andet er angivet, er procentangivelserne vægtprocent.

EKSEMPEL 1.

Der blev arbejdet under anvendelse af et pilotanlæg med den på fig. 1, 2 og 3 viste opbygning. Blandeapparatet var for-30 synet med en substratdyse 1 med en indre diameter på 200 Aim og en ydre diameter på 450 Aim. Den indre diameter af dysen 2 var 600 Aim. I autoklaven Al, der var forsynet med en bevægelig cylinder, men ikke var termostatiseret, og som befandt sig ved stuetemperatur, blev der indfyldt 50 g råleci- 35 thin. Varmeudveksleren W, dobbeltblandedysen samt autokla- 14

DK 161432 B

ven A2 blev indstillet til en temperatur på 90°C og ekstraktionstrykket af C02 til 920 bar. Adskillelsen af ekstrakten i dens dele blev bevirket i ét trin ved et tryk på 60 bar og en temperatur på 60°C. Efter åbning af ventilen V3 skete 5 tilsætningen af rålecithinet i løbet af en time uden yderligere foranstaltninger. Efter endt tilsætning kunne der af autoklaven A2 udtages ca. 32,5 g af et lyst, pulverformet, rent lecithin,- medens der i udskillelsesdelen fandtes ca.

17,5 g af en næsten klar, intensivt gulfarvet olie. Bestem-10 melsen af lecithinmængden i den ekstraherede olie gav en værdi på 4%, som delvis var betinget af medrivningsvirkninger af den strømmende gas i det anvendte apparatur. Olieindholdet i det indsatte rålecithin var 35% og kunne gennem ekstraktionen nedsættes til en værdi på kun 1,5%. Et i handelen værende 15 pulverformet, raffineret rent lecithin af høj kvalitet har til sammenligning en mængde restolie på 2%.

EKSEMPEL 2.

Blandeapparatet (fig. 1 og 2) blev forsynet med en substratdyse 20 1 med en indre diameter på 105 yum og en ydre diameter på 200 /am. Som dyse 2 blev valgt en ædelstålkapillar med en indre diameter på 260 /am. Det anvendte materiale var en stærkt bittert smagende rålolié fra lupinfrø med et indhold af quino-lizidinalkaloider på 2,8%. Der blev først indstillet et 25 veldefineret gaskredsløb, idet CC>2 som ekstraktionsmiddel i blande- og ekstraktionstrinet udviste et tryk på 90 bar og en temperatur på 40°C. Derefter blev lupinolien ved hjælp af en væskemembranpumpe doseret ind i gaskredsløbet via substratdysen 1. I blandetrinet blev olien så omhvirvlet intensivt 30 med ekstraktionsmiddel, således at de indeholdte og under de valgte betingelser let opløselige frie alkaloidbaser blev optaget i gasfasen og sammen med en ringe mængde andre oliekomponenter transporteret til anlæggets udskillelsesbeholder.

Claims (20)

1. Fremgangsmåde til ekstraktion af formlabile, flydedyg tige masser ved hjælp af højtryksekstraktion med en fordråbet eller overkritisk gas, kendetegnet ved, at man tilfører den flydedygtige masse og ekstraktionsgassen til et blandekammer, hvis længde er flere gange dets bredde 20 henholdsvis dets diameter, og som ikke har noget røreværk, i den ene ende under grundig gennemblanding og udtager den i den modsatte anden ende, afblander den ekstraktholdige gas i et udskilningstrin ved nedsættelse af vægtfylden og aftrækker ekstrakten og raffinatet.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man indfører blandingen (substrat) og/eller ekstraktionsgassen i blandekammeret gennem dyser.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at strømningsretningen af ekstraktionsgassen ved indgang i 30 blandekammeret er vinkelret på strømningsretningen af den ind satte blanding ved indgangen i blandekammeret. DK 161432 B

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man indfører den indsatte blanding og ekstraktionsgassen gennem to koncentrisk anbragte, delvis over hinanden indskudte dyser med forskellig diameter.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at den indsatte blanding indføres gennem en dyse (1) i en koncentrisk derover indskudt dyse (2),som delvis overlapper dysen (1), gennem hvilken dyse (2) ekstraktionsgassen strømmer i samme retning.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, kendetegnet ved, at der i en del på udgangssiden af blandekammeret eller blandedysen i kraft af turbulens sker en intensiv blanding af gasarten med den findelte indsatte blanding (substrat).

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1-6, kendetegnet 15 ved, at man aftrækker ekstrakten og/eller raffinatet konti nuerligt.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1-7, kendetegnet ved, at man regenererer ekstraktionsgassen og tilbagefører den til ekstraktionen.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1-8, kendetegnet ved, at man som ekstraktionsmiddel anvender carbondioxid, alkaner eller alkener med 1-3 carbonatomer, deres delvis eller fuldstændigt fluorerede derivater, N20, SFg, argon og/eller nitrogen.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 1-9, kendetegnet ved, at man til ekstraktion af rålecithin med CO„ arbejder i ladningstrinet ved et tryk på 600 '- 1200 bar, især 800 -1000 bar.

11. Fremgangsmåde ifølge krav 10, kendetegnet 30 ved, at man i ladningstrinet arbejder ved en temperatur på 70 - 150°C, især 80 - 100°C. DK 161432 B

12. Fremgangsmåde ifølge krav 1 - 11, kendetegnet ved, at man i udskillelsestrinnet arbejder ved et tryk på 40 -120 bar, især 40 - 80 bar.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 1 - 12, kendetegnet ved, at man i udskillelsestrinnet arbejder ved en temperatur på 30 - 120°C, især 40 - 80°C.

14. Blandeapparat til anvendelse i en ekstraktionsfremgangs-10 måde ifølge krav 1 - 13, bestående af to koncentrisk anbragte, hinanden delvis overlappende kapillarer (1) og (2) med forskellig diameter.

15. Blandeapparat ifølge krav 14, kendetegnet ved, 15 at den indre diameter af det indre kapillar (1) er 100 - 1000 pm, især 100 - 400 pm.

16. Blandeapparat ifølge krav 14 eller 15, kendetegnet ved, at den indre diameter af det ydre kapillar (2) er 20 250 - 1200 pm, især 250 - 700 pm.

17. Blandeapparat ifølge krav 14 - 16, kendetegnet ved, at overlapningsstrækningen er 0,3 - 4, især 0,5 - 2 cm.

18. Blandeapparat ifølge krav 14 - 17, kendetegnet ved, at kapillaret (2) rager 3 - 15, især 6 - 10 cm ud over udgangsenden af kapillaret (1).

19. Blandeapparat ifølge krav 14 - 18, kendetegnet 30 ved, at det består af mange parallelt anbragte, hinanden overlappende kapillarer (1) og (2).

20. Blandeapparat ifølge krav 18, kendetegnet ved, at de parallelt anbragte kapillarer (2) er dannet af en hul- 35 plade med parallelle boringer, i hvilke boringer kapillarerne (1) er indskudt.