ITVI20110005U1 - PORTABLE APPARATUS FOR DYNAMIC SOLID-LIQUID QUICK EXTRACTION. - Google Patents
PORTABLE APPARATUS FOR DYNAMIC SOLID-LIQUID QUICK EXTRACTION.Info
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract
Description
DESCRIZIONE del modello di utilità dal titolo: DESCRIPTION of the utility model entitled:
APPARATO PORTATILE PER L'ESTRAZIONE RAPIDA SOLIDO-LIQUIDO DINAMICA PORTABLE APPARATUS FOR DYNAMIC SOLID-LIQUID QUICK EXTRACTION
TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION
II presente trovato si riferisce ad un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica. The present invention relates to a portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction.
Come noto, l'estrazione solido-liquido è un'operazione che consente di estrarre un soluto contenuto in una matrice solida insolubile nel liquido estraente, mediante un solvente liquido con la capacità di solubilizzare il soluto. As known, solid-liquid extraction is an operation that allows to extract a solute contained in a solid matrix insoluble in the extracting liquid, by means of a liquid solvent with the ability to solubilize the solute.
Il più semplice processo di estrazione solido-liquido è la macerazione, ovvero un procedimento secondo cui la matrice solida, posta in un opportuno contenitore, viene ricoperta dal liquido estraente e lasciata a contatto con quest'ultimo, a temperatura ambiente, per un tempo sufficientemente lungo. The simplest solid-liquid extraction process is maceration, i.e. a process according to which the solid matrix, placed in a suitable container, is covered by the extracting liquid and left in contact with it, at room temperature, for a sufficiently long time. long.
Il tempo necessario a completare l'estrazione per macerazione va da un minimo di ventiquattro ore a diversi giorni in dipendenza della tipologia di materiale sottoposto ad estrazione, mentre il volume di liquido impiegato è proporzionale alla quantità di materiale solido da estrarre in quanto esso deve garantirne la ricopertura completa. The time required to complete the extraction by maceration ranges from a minimum of twenty-four hours to several days depending on the type of material subjected to extraction, while the volume of liquid used is proportional to the amount of solid material to be extracted as it must guarantee it. the complete covering.
Tale processo si basa essenzialmente sulla legge della diffusione di Fick, che parametrizza il fenomeno estrattivo e indica che è possibile aumentare la velocità del processo aumentando la superficie esposta del solido e/o la temperatura. This process is essentially based on Fick's law of diffusion, which parameterizes the extraction phenomenon and indicates that it is possible to increase the speed of the process by increasing the exposed surface of the solid and / or the temperature.
In alternativa alla macerazione è possibile ricorrere alla percolazione, che consente di accelerare il processo estrattivo ponendo il materiale solido da estrarre in una colonna di vetro o di acciaio e facendo percolare su di esso il liquido estraente. As an alternative to maceration, it is possible to resort to percolation, which accelerates the extraction process by placing the solid material to be extracted in a glass or steel column and percolating the extracting liquid on it.
Tuttavia, poiché il materiale solido, per essere meglio estratto, deve essere sminuzzato e per ogni ciclo estrattivo sono trattati grandi quantitativi di materiale, il liquido non riesce a percolare a pressione atmosferica ma deve essere spinto da apposite pompe. However, since the solid material, to be better extracted, must be chopped and large quantities of material are treated for each extraction cycle, the liquid cannot percolate at atmospheric pressure but must be pushed by special pumps.
Tale ultima circostanza pone notevoli limiti allo sminuzzamento del materiale solido da trattare, in quanto la pressione da applicare per muovere il liquido potrebbe diventare eccessivamente elevata, nel caso di materiale finemente triturato. This last circumstance places considerable limits on the shredding of the solid material to be treated, since the pressure to be applied to move the liquid could become excessively high, in the case of finely shredded material.
Un sistema più avanzato di realizzare l'estrazione solidoliquido è costituito dall'estrattore Soxhlet che viene generalmente impiegato nel lavoro di laboratorio chimico, per la preparazione di estratti che devono essere sottoposti ad analisi. A more advanced system for carrying out solid-liquid extraction is constituted by the Soxhlet extractor which is generally used in chemical laboratory work, for the preparation of extracts that must be analyzed.
Il suo funzionamento è basato sul fatto che il solido da estrarre viene a contatto con solvente puro ad ogni ciclo di estrazione in quanto esso è mantenuto separato dal solido stesso in un particolare apparecchio di vetro, detto per l'appunto Soxhlet, dal nome dall'ideatore, in cui condensa in continuo, in un circuito chiuso, il solvente che viene riscaldato alla sua temperatura di ebollizione mediante bagnomaria. Its operation is based on the fact that the solid to be extracted comes into contact with pure solvent at each extraction cycle as it is kept separate from the solid itself in a particular glass apparatus, precisely called Soxhlet, named after the inventor, in which the solvent condenses continuously, in a closed circuit, which is heated to its boiling temperature by means of a water bath.
Anche se questa tecnica consente di avere un'estrazione più veloce rispetto alla macerazione i tempi rimangono comunque lunghi, poiché bisogna realizzare almeno dieci cicli di estrazione; il tempo minimo di estrazione, per il completamento di dieci cicli, è di circa otto ore. Even if this technique allows for a faster extraction than maceration, the times remain long, since at least ten extraction cycles must be carried out; the minimum extraction time, for the completion of ten cycles, is approximately eight hours.
Inoltre, va anche segnalato che utilizzando questo sistema viene consumata una grande quantità di acqua per il funzionamento del condensatore ed una discreta quantità di energia elettrica per il riscaldamento del bagno necessario all'evaporazione del liquido. Furthermore, it should also be noted that using this system a large amount of water is consumed for the operation of the condenser and a fair amount of electricity for heating the bath necessary for the evaporation of the liquid.
Infine, essendo il liquido estraente all'ebollizione per tutto il tempo relativo al processo di estrazione, le sostanze estratte che sono sensibili alla temperatura, trovandosi per lungo tempo nel solvente all'ebollizione, possono andare incontro a fenomeni di degradazione termica. Finally, since the extracting liquid is boiling for all the time related to the extraction process, the extracted substances which are sensitive to temperature, being for a long time in the boiling solvent, can undergo thermal degradation phenomena.
Un altro tipo di estrattore prodotto dall'americana Dionex e commercialmente noto con la sigla ASE, che sta per Accelerated Solvent Extractor, introduce quali parametri aggiuntivi alla macerazione, la variazione della temperatura con conseguente variazione della pressione. Another type of extractor produced by the American Dionex and commercially known by the acronym ASE, which stands for Accelerated Solvent Extractor, introduces as additional parameters to the maceration, the variation of the temperature with consequent variation of the pressure.
Più particolarmente, il materiale solido da estrarre viene posto in un cilindro di acciaio rinforzato e sommerso con il solvente. Successivamente, la temperatura viene innalzata fin oltre il punto di ebollizione del solvente e, per evitare che il liquido passi allo stato gassoso, la pressione deve essere necessariamente aumentata fino oltre 200 bar. More particularly, the solid material to be extracted is placed in a reinforced steel cylinder and submerged with the solvent. Subsequently, the temperature is raised beyond the boiling point of the solvent and, to prevent the liquid from going into a gaseous state, the pressure must necessarily be increased to over 200 bar.
Pur vantaggiosi sotto vari aspetti e sostanzialmente rispondenti allo scopo, gli estrattori solido-liquido di tipo noto presentano alcuni inconvenienti. Although advantageous under various aspects and substantially satisfying the purpose, solid-liquid extractors of the known type have some drawbacks.
In particolare, va sottolineato che la macerazione effettua l'estrazione di composti presenti in matrici solide attraverso il contatto che può stabilire il liquido estraente con le sostanze suddette a pressione atmosferica e temperatura ambiente, dì conseguenza tale tecnica ha lo svantaggio di completarsi in tempi mediamente lunghi. In particular, it should be emphasized that maceration carries out the extraction of compounds present in solid matrices through the contact that the extracting liquid can establish with the aforementioned substances at atmospheric pressure and ambient temperature, consequently this technique has the disadvantage of being completed in an average time. long.
Per aumentare la velocità di estrazione è possibile aumentare la superficie esposta polverizzando il materiale, con tutte le difficoltà del caso, oppure è necessario aumentare la temperatura per aumentare la diffusione delle sostanze estratte, rischiando però di distruggere o deteriorare principi attivi e sostanze termolabili. To increase the extraction speed it is possible to increase the exposed surface by pulverizing the material, with all the difficulties of the case, or it is necessary to increase the temperature to increase the diffusion of the extracted substances, risking however to destroy or deteriorate active ingredients and thermolabile substances.
Per quanto riguarda la percolazione, bisogna rilevare che essa accelera il processo estrattivo in quanto il liquido estraente viene fatto percolare più volte sul solido, ma l'estrazione è comunque regolata dalla legge di Fick. Questa tecnica è impiegata per processi che adoperano grandi quantità di solido; al vantaggio della velocità dell'estrazione si contrappone la scarsa efficienza del processo, il cui rendimento in generale si attesta attorno al 60%, cioè circa il 40% dei principi attivi vengono lasciati nel solido e di conseguenza perduti. As far as percolation is concerned, it should be noted that it accelerates the extraction process as the extracting liquid is percolated several times on the solid, but the extraction is in any case regulated by Fick's law. This technique is used for processes that use large quantities of solid; the advantage of the speed of extraction is contrasted by the poor efficiency of the process, whose yield in general is around 60%, that is, about 40% of the active ingredients are left in the solid and consequently lost.
Per quanto riguarda invece l'estrattore Soxhlet c'è da considerare che esso è un metodo di estrazione da laboratorio e difficilmente viene adottato a livello industriale, date le grandi quantità di energia e di acqua da impiegare, nonché la pericolosità di mettere all'ebollizione lìquidi organici. As for the Soxhlet extractor, it must be considered that it is a laboratory extraction method and is hardly adopted at an industrial level, given the large quantities of energy and water to be used, as well as the danger of boiling. organic liquids.
L'estrazione in Soxhlet trova applicazione nella preparazione di estratti che devono essere analizzati in laboratorio come l'estrazione della componente grassa degli alimenti, l'estrazione di idrocarburi e metalli pesanti da terreni inquinati, ecc. The extraction in Soxhlet finds application in the preparation of extracts that must be analyzed in the laboratory such as the extraction of the fatty component of foods, the extraction of hydrocarbons and heavy metals from polluted soils, etc.
Anche per l'estrattore ASE vale quanto detto per l'estrattore Soxhlet, esso è infatti un apparecchio impiegato esclusivamente per la<'>preparazione di estratti che devono essere sottoposti ad analisi . What has been said for the Soxhlet extractor is also valid for the ASE extractor, it is in fact an apparatus used exclusively for the preparation of extracts that must be analyzed.
Premesso che attualmente non è ancora possibile trovare estrattori solido-liquido di grandi dimensioni basati sul principio di funzionamento dell'ASE, il principale limite dell'estrattore ASE sta nel fatto che esso consente di estrarre solamente sostanze che non vengono degradate con le alte temperature . Given that currently it is not yet possible to find large solid-liquid extractors based on the operating principle of the ASE, the main limitation of the ASE extractor lies in the fact that it allows to extract only substances that are not degraded with high temperatures.
Un ulteriore processo estrattivo, che costituisce arte nota, è l'estrattore con fluidi supercritìci, in particolare con anidride carbonica. In questo caso sono prevalenti gli impianti industriali in quanto è economicamente vantaggioso estrarre ad esempio la nicotina dal tabacco, la caffeina dal caffè e gli oli dai semi in quanto questi processi forniscono prodotti a più elevato valore aggiunto; gli impianti da laboratorio che basano il loro funzionamento su questo processo sono molto costosi e molto complessi da condurre. A further extraction process, which is known art, is the extractor with supercritical fluids, in particular with carbon dioxide. In this case, industrial plants are prevalent as it is economically advantageous to extract, for example, nicotine from tobacco, caffeine from coffee and oils from seeds as these processes provide products with higher added value; the laboratory plants that base their operation on this process are very expensive and very complex to run.
Infine, l'estrazione con anidride carbonica in fase supercritica non è una tecnica estrattiva versatile in quanto vengono estratti in questo processo prevalentemente composti a bassa polarità, cosa dovuta al fatto che la C02in fase supercritica assume le caratteristiche del n-esano, che è un liquido altamente apolare. Finally, the extraction with carbon dioxide in the supercritical phase is not a versatile extraction technique as mainly low polarity compounds are extracted in this process, due to the fact that the C02 in the supercritical phase takes on the characteristics of n-hexane, which is a highly apolar liquid.
Il compito che si propone il trovato è dunque quello di risolvere i problemi sopra esposti realizzando un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica che completi in tempi molto brevi l'estrazione, mediante un solvente liquido, di un soluto contenuto in una matrice solida insolubile nel solvente. The aim of the invention is therefore to solve the above problems by realizing a portable apparatus for the rapid dynamic solid-liquid extraction which completes in a very short time the extraction, by means of a liquid solvent, of a solute contained in a solvent insoluble solid matrix.
Nell'ambito del compito sopra esposto uno scopo particolare del trovato è quello di realizzare un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica che sfrutti la generazione di una differenza di pressione tra l'interno e l'esterno della matrice solida per la realizzazione del processo estrattivo. Within the scope of the above aim, a particular object of the invention is to provide a portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction which exploits the generation of a pressure difference between the inside and the outside of the solid matrix for the realization of the extraction process.
Altro scopo del trovato è quello di realizzare un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica che consenta di estrarre pressoché qualsiasi composto non chimicamente legato alla matrice solida in un liquido in cui esso non sia necessariamente solubile. Another object of the invention is to provide a portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction which allows to extract almost any compound not chemically linked to the solid matrix in a liquid in which it is not necessarily soluble.
Ulteriore scopo del trovato è quello di realizzare un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica che, oltre a consentire di ridurre notevolmente i tempi di estrazione, non alteri chimicamente le sostanze estratte nel caso in cui siano termolabili. A further object of the invention is to provide a portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction which, in addition to allowing the extraction times to be considerably reduced, does not chemically alter the extracted substances if they are thermolabile.
Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito, vengono raggiunti da un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica, caratterizzato dal fatto di comprendere una camera di estrazione definita da un serbatoio munito di un imbocco d'uscita e chiuso superiormente da un coperchio rimovibile; detta camera di estrazione è collegata ad un gruppo di compressione mediante un collettore munito di una valvola di scarico del liquido ed associato a detto imbocco d'uscita; detta camera di estrazione, detto gruppo di compressione e detto collettore sono supportati da un telaio portatile. The aforementioned task, as well as the aforementioned purposes and others which will appear better later, are achieved by a portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction, characterized in that it comprises an extraction chamber defined by a tank equipped with an inlet outlet and closed at the top by a removable lid; said extraction chamber is connected to a compression assembly by means of a manifold equipped with a liquid discharge valve and associated with said outlet mouth; said extraction chamber, said compression group and said manifold are supported by a portable frame.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi risulteranno maggiormente dalla descrizione dettagliata di un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni in cui: Further characteristics and advantages will become clearer from the detailed description of a portable apparatus for the rapid dynamic solid-liquid extraction according to the invention, illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings in which:
la figura 1 è una vista prospettica di un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica secondo il trovato; Figure 1 is a perspective view of a portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction according to the invention;
la figura 2 è una vista prospettica frontale di un portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica secondo il trovato; Figure 2 is a front perspective view of a portable for rapid dynamic solid-liquid extraction according to the invention;
la figura 3 è un'altra vista prospettica frontale di un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica secondo il trovato, parzialmente sezionato. Figure 3 is another front perspective view of a portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction according to the invention, partially sectioned.
Con riferimento alle citate figure, un apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica è indicato globalmente con il numero di riferimento 1. With reference to the aforementioned figures, a portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction is globally indicated with the reference number 1.
Secondo il trovato, l'apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica 1 comprende essenzialmente una camera di estrazione 10 collegata ad un gruppo di compressione 20 tramite un collettore 30; tali componenti sono supportati da un telaio portatile 50. According to the invention, the portable apparatus for the rapid dynamic solid-liquid extraction 1 essentially comprises an extraction chamber 10 connected to a compression assembly 20 by means of a manifold 30; these components are supported by a portable frame 50.
La camera di estrazione 10, concepita per contenere un solvente liquido in cui è immersa una matrice solida contenente un soluto da estrarre, è definita da un serbatoio 11 di forma cilindrica, fissato al telaio portatile 50. The extraction chamber 10, designed to contain a liquid solvent in which a solid matrix containing a solute to be extracted is immersed, is defined by a cylindrical tank 11, fixed to the portable frame 50.
Il serbatoio 11 è chiuso superiormente da un coperchio 12 reso ermetico da una o più guarnizioni in silicone e bloccato in modo rimovibile da un primo morsetto clamp 13a. The tank 11 is closed at the top by a lid 12 made hermetic by one or more silicone gaskets and locked in a removable way by a first clamp 13a.
L'estremità inferiore del serbatoio 11 è invece chiusa da un fondello 19, bloccato in modo rimovibile da un secondo morsetto clamp 13b, la cui ermeticità è assicurata da una o più guarnizioni in silicone. The lower end of the tank 11 is instead closed by a bottom 19, which is locked in a removable way by a second clamp 13b, the tightness of which is ensured by one or more silicone gaskets.
In corrispondenza del fondello 19 è ricavato un imbocco d'uscita 14 al quale è associata una valvola unidirezionale d'uscita 15. In correspondence with the bottom 19 there is an outlet 14 to which a one-way outlet valve 15 is associated.
Sostanzialmente in corrispondenza dell'estremità del serbatoio 11 chiusa dal coperchio 12 è invece ricavato un imbocco d'ingresso 16 al quale è associata una valvola unidirezionale d' ingresso 17. On the other hand, substantially in correspondence with the end of the tank 11 closed by the lid 12 there is an inlet 16 to which a one-way inlet valve 17 is associated.
All'interno del serbatoio 11 è applicato un diffusore 18 essenzialmente composto da un setto traforato collocato a valle dell'imbocco d'ingresso 16 ed a monte dell'imbocco d'uscita 14. Inside the tank 11 there is applied a diffuser 18 essentially composed of a perforated septum located downstream of the inlet 16 and upstream of the outlet 14.
Nella forma di realizzazione descritta, la camera di estrazione 10 è completata da un gruppo di strizzatura 40 concepito per comprimere il contenuto del serbatoio 11 a fine ciclo, in modo da recuperare anche il liquido che imbibisce la matrice solida. In the embodiment described, the extraction chamber 10 is completed by a squeezing unit 40 designed to compress the contents of the tank 11 at the end of the cycle, so as to also recover the liquid which soaks the solid matrix.
Il gruppo di strizzatura 40 si compone essenzialmente di un elemento premente 41 azionato da un attuatore pneumatico 42 fissato al coperchio 12. The squeezing unit 40 essentially consists of a pressing element 41 operated by a pneumatic actuator 42 fixed to the lid 12.
L'elemento premente 41 ha profilo con forma sostanzialmente coniugata a quella del profilo della sezione trasversale del serbatoio 11 ed è alloggiato in modo scorrevole all'interno di quest'ultimo, a monte del diffusore 18. The pressing element 41 has a profile with a shape substantially conjugated to that of the profile of the transverse section of the tank 11 and is housed in a sliding manner inside the latter, upstream of the diffuser 18.
La camera di estrazione 10 viene ciclicamente pressurizzata e depressurizzata dal gruppo di compressione 20 che si concretizza vantaggiosamente in uno stantuffo 21 alloggiato in modo scorrevole in un cilindro 23 ed azionato da un attuatore pneumatico a doppio effetto 22. The extraction chamber 10 is cyclically pressurized and depressurized by the compression assembly 20 which advantageously takes the form of a piston 21 slidably housed in a cylinder 23 and operated by a double-acting pneumatic actuator 22.
Il gruppo di compressione 20 comunica con la camera di estrazione 10 per mezzo del collettore 30 che risulta collegato alla valvola unidirezionale d'ingresso 17, alla valvola unidirezionale d'uscita 15 ed al cilindro 23. The compression assembly 20 communicates with the extraction chamber 10 by means of the manifold 30 which is connected to the one-way inlet valve 17, to the one-way outlet valve 15 and to the cylinder 23.
Il collettore 30 è munito di una valvola di scarico 31 del liquido contenuto nel serbatoio 11. The manifold 30 is equipped with a discharge valve 31 for the liquid contained in the tank 11.
Secondo una preferita forma di realizzazione, i principali componenti dell'apparato portatile per l'estrazione rapida solidoliquido dinamica 1, ovvero la camera di estrazione 10, il gruppo di compressione 20, il collettore 30, il gruppo di strizzatura 40, nonché il telaio portatile 50, sono realizzati in acciaio inox. According to a preferred embodiment, the main components of the portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction 1, namely the extraction chamber 10, the compression group 20, the manifold 30, the squeezing group 40, as well as the portable frame 50, are made of stainless steel.
Il gruppo di compressione 20 e il gruppo di strizzatura 40 sono azionati da un circuito pneumatico 60 alimentato da un generatore d'aria compressa esterno al quale è collegabile mediante un filtro-regolatore di pressione 61, di per sé già noto. The compression unit 20 and the squeezing unit 40 are operated by a pneumatic circuit 60 fed by an external compressed air generator to which it can be connected by means of a pressure filter-regulator 61, already known per se.
Il filtro-regolatore di pressione 61 è collegato a una prima elettrovalvola 62, che serve a comandare l'attuatore pneumatico a doppio effetto 22, e ad una seconda elettrovalvola 63, che consente di immettere aria nel serbatoio 11 per favorire lo svuotamento dello stesso a fine ciclo di estrazione. The pressure filter-regulator 61 is connected to a first solenoid valve 62, which serves to control the double-acting pneumatic actuator 22, and to a second solenoid valve 63, which allows air to be introduced into the tank 11 to facilitate its emptying. end of extraction cycle.
La pressione dell'aria immessa nel serbatoio 11 è modulata da un riduttore di pressione 64 collegato alla seconda elettrovalvola 63. The pressure of the air introduced into the tank 11 is modulated by a pressure reducer 64 connected to the second solenoid valve 63.
Al circuito pneumatico 60 è collegata anche una valvola di comando manuale 65 che regola il funzionamento dell'attuatore pneumatico 42. Also connected to the pneumatic circuit 60 is a manual control valve 65 which regulates the operation of the pneumatic actuator 42.
Il funzionamento dell'apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica 1 è gestito in modo semiautomatico da un dispositivo di controllo 70 che, sostanzialmente, comanda l'apertura e la chiusura della prima elettrovalvola 62 e della seconda elettrovalvola 63. The operation of the portable apparatus for the rapid dynamic solid-liquid extraction 1 is managed semiautomatically by a control device 70 which, substantially, commands the opening and closing of the first solenoid valve 62 and of the second solenoid valve 63.
Il dispositivo di controllo 70, grazie all'ausilio di un'unità logica a microprocessore non evidenziata nelle annesse figure, consente di personalizzare i cicli di estrazione e di ottimizzarli a seconda della matrice solida, del solvente e delle esigenze dell'operatore. The control device 70, thanks to the aid of a microprocessor logic unit not shown in the attached figures, allows the extraction cycles to be customized and optimized according to the solid matrix, the solvent and the operator's needs.
L'interazione dell'utente con il dispositivo di controllo 70 ha luogo mediante una pulsantiera di comando 71, mentre l'alimentazione elettrica dello stesso è regolata da un interruttore generale 72. The user's interaction with the control device 70 takes place by means of a control push-button panel 71, while the power supply of the same is regulated by a general switch 72.
Come anticipato, sostanzialmente tutti i componenti dell'apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica sono supportati dal telaio portatile 50 concepito in modo da risultare poco ingombrante, comodamente spostabile e facilmente collocabile in posti diversi a seconda delle esigenze. As anticipated, substantially all the components of the portable apparatus for the rapid dynamic solid-liquid extraction are supported by the portable frame 50 conceived in such a way as to be not bulky, easily movable and easy to place in different places according to requirements.
Più particolarmente, il telaio portatile 50 è composto da una base piastriforme 51 dalla quale si eleva trasversalmente una parete 52 sostanzialmente piatta. More particularly, the portable frame 50 is composed of a plate-like base 51 from which a substantially flat wall 52 rises transversely.
Mentre la base piastriforme 51 facilita l'appoggio a terra tramite piedini 53, la parete 52 funge da sostegno per i vari componenti e permette l'ancoraggio di una maniglia di trasporto 54. While the plate-like base 51 facilitates the support on the ground by means of feet 53, the wall 52 acts as a support for the various components and allows the anchoring of a carrying handle 54.
Il funzionamento dell'apparato secondo il trovato è nel seguito descritto. The operation of the apparatus according to the invention is described below.
Le operazioni di preparazione dell'apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica 1 iniziano generalmente collegando quest'ultimo all'alimentazione elettrica e collegando il circuito pneumatico 60 ad un generatore d'aria compressa esterno. The operations for preparing the portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction 1 generally begin by connecting the latter to the electrical power supply and connecting the pneumatic circuit 60 to an external compressed air generator.
L'aria di alimentazione deve essere opportunamente disidratata, depolverizzata e disoleata e presentare preferibilmente una pressione compresa fra 5 e 10 bar. The supply air must be suitably dehydrated, dedusted and de-oiled and preferably have a pressure of between 5 and 10 bar.
Quando le preliminari operazioni di allacciamento sono concluse viene preparata la camera di estrazione 10 introducendo dapprima la matrice solida e introducendo successivamente il liquido estraente fino al completo riempimento del serbatoio 11. When the preliminary connection operations are completed, the extraction chamber 10 is prepared by first introducing the solid matrix and subsequently introducing the extracting liquid until the tank 11 is completely filled.
Si è riscontrato essere particolarmente vantaggioso prevedere che la matrice solida sia preventivamente introdotta in un contenitore filtrante riutilizzabile, quale ad esempio un sacchetto. Tale soluzione, oltre a facilitare le operazioni di svuotamento e di lavaggio, fa si che alla fine del processo estrattivo l'estratto risulti già filtrato. It has been found to be particularly advantageous to provide that the solid matrix is previously introduced into a reusable filter container, such as for example a bag. This solution, in addition to facilitating the emptying and washing operations, means that at the end of the extraction process the extract is already filtered.
Dopo aver riempito il serbatoio 11 viene chiuso il coperchio 12, fissandolo con il primo morsetto clamp 13a, e si dà inizio al processo di estrazione che avviene attraverso molteplici cicli di compressione e decompressione del liquido estraente all'interno del circuito. After filling the tank 11, the lid 12 is closed, fixing it with the first clamp 13a, and the extraction process begins, which takes place through multiple compression and decompression cycles of the extracting liquid inside the circuit.
Ciascun ciclo estrattivo alterna una fase dinamica, ottenuta sottoponendo il materiale contenuto nel serbatoio 11 ad una pressione/depressione veloce, ad una fase statica, durante la quale il liquido estraente penetra all'interno della matrice solida e trasferisce i principi attivi nel solvente. Each extraction cycle alternates a dynamic phase, obtained by subjecting the material contained in the tank 11 to a fast pressure / depression, to a static phase, during which the extracting liquid penetrates inside the solid matrix and transfers the active ingredients into the solvent.
Attraverso il dispositivo di controllo 70 è possibile impostare il tempo della fase statica, il numero di ripetizioni della fase dinamica e il numero di cicli totali. Through the control device 70 it is possible to set the time of the static phase, the number of repetitions of the dynamic phase and the number of total cycles.
Completata la fase statica, il serbatoio 11 viene depressurizzato e il liquido all'esterno della matrice solida si porta rapidamente alla pressione atmosferica, mentre il liquido all'interno della matrice solida si trova, seppure per un breve tempo, alla pressione raggiunta precedentemente nella fase statica (8-10 bar); la differenza di pressione tra l'interno e l'esterno della matrice solida genera uno spostamento repentino del liquido dall'interno verso l'esterno del solido stesso, che trasporta meccanicamente i composti, non chimicamente legati alla matrice solida, verso l'esterno, ovvero nel liquido estraente. Once the static phase is completed, the tank 11 is depressurized and the liquid outside the solid matrix rapidly reaches atmospheric pressure, while the liquid inside the solid matrix is, albeit for a short time, at the pressure previously reached in the phase. static (8-10 bar); the difference in pressure between the inside and the outside of the solid matrix generates a sudden movement of the liquid from the inside to the outside of the solid itself, which mechanically transports the compounds, not chemically bound to the solid matrix, towards the outside, or in the extracting liquid.
È importante mettere in luce che la presenza della valvola unidirezionale d'uscita 15 e della valvola unidirezionale d'ingresso 17 unita all'azione aspirante e premente del gruppo di compressione 20 permette di creare un rimescolamento del liquido all'interno del serbatoio 11 favorendo e velocizzando ulteriormente l'estrazione. It is important to highlight that the presence of the one-way outlet valve 15 and the one-way inlet valve 17 combined with the suction and pressing action of the compression group 20 allows to create a mixing of the liquid inside the tank 11, favoring and further speeding up the extraction.
Giunti al termine dei cicli estrattivi, è possibile procedere con lo svuotamento del liquido aprendo la valvola di scarico 31 e immettendo aria nel serbatoio 11. At the end of the extraction cycles, it is possible to proceed with emptying the liquid by opening the drain valve 31 and introducing air into the tank 11.
Durante lo scarico, o successivamente, è possibile recuperare il liquido imbibito nel materiale solido azionando il qruppo di strizzatura 40, agendo sulla valvola di comando 65; l'operazione può essere ripetuta al fine di ottenere una maggiore efficienza nel recupero del liquido imbibito nella matrice solida. During the discharge, or subsequently, it is possible to recover the liquid soaked in the solid material by activating the wringing unit 40, acting on the control valve 65; the operation can be repeated in order to obtain a greater efficiency in the recovery of the liquid soaked in the solid matrix.
Dopo aver effettuato lo scarico del circuito è possibile aprire il coperchio 12 e rimuovere dal serbatoio 11 il contenitore filtrante, smaltendone il contenuto esausto nel rispetto delle vigenti normative, e procedere con il lavaggio dell'apparato portatile per l'estrazione rapida solido-liquido dinamica 1. After draining the circuit, it is possible to open the lid 12 and remove the filter container from the tank 11, disposing of the exhausted contents in compliance with the regulations in force, and proceed with washing the portable apparatus for rapid dynamic solid-liquid extraction. 1.
Da quanto sopra, appare evidente che le sostanze contenute nel solido vengono forzate a fuoriuscire dalla differenza di pressione che le spinge verso l'esterno della matrice solida ad ogni ciclo estrattivo composto da una fase dinamica e una fase statica. From the above, it is evident that the substances contained in the solid are forced to escape by the pressure difference that pushes them towards the outside of the solid matrix at each extraction cycle consisting of a dynamic phase and a static phase.
Ciò consente di ridurre notevolmente i tempi di estrazione, in quanto, intervenendo per forzare l'estrazione, il processo estrattivo diventa attivo e, allo stesso tempo consente di non alterare chimicamente le sostanze estratte nel caso fossero termolabili in quanto l'estrazione può essere realizzata a temperatura ambiente o a temperature inferiori alla temperatura ambiente . This allows to considerably reduce the extraction times, since, by intervening to force the extraction, the extraction process becomes active and, at the same time, allows not to chemically alter the extracted substances if they were thermolabile as the extraction can be carried out. at room temperature or at temperatures below room temperature.
È inoltre da rilevare che il processo estrattivo si basa essenzialmente su un principio fisico, per cui qualsiasi composto non chimicamente legato alla matrice solida può essere estratto in fase eterogenea, cioè in un liquido in cui esso non è solubile. It should also be noted that the extraction process is essentially based on a physical principle, whereby any compound not chemically linked to the solid matrix can be extracted in a heterogeneous phase, that is, in a liquid in which it is not soluble.
In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni e le forme contingenti potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica In practice, the materials employed, so long as they are compatible with the specific use, as well as the contingent shapes and dimensions, may be any according to the requirements and the state of the art.
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