NO175235B - Fremgangsmåte og anordning innrettet til å bringe overkritisk fluid i kontakt med et partikkelformig materiale - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse har befatning med en fremgangsmåte og anordning som er innrettet til å bringe partikkelformig materiale i kontinuerlig kontakt med et fluid under høyt trykk. Nærmere bestemt vedrører oppfinnelsen en slik fremgangsmåte og anordning innrettet til å bringe partikkelformig materiale, f.eks. fuktige, grønne kaffebønner, i kontinuerlig kontakt med et overkritisk fluid. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en slik fremgangsmåte og anordning innrettet til ekstrahering av koffein fra grønne kaffebønner ved anvendelse av overkritisk karbondioksid.

Metoder og apparater innrettet til opprettelse av kontakt mellom faste stoffer og væsker er kjent. Som typisk eksempel kan nevnes fremføring av et fluid gjennom et leie av faste partikler i en kolonne. Ved de fleste slike kolonneprosesser kan partikkelformige stoffer eller materialer i et fast leie eller en porsjon behandles med en kontinuerlig strømmende væske. Det er også kjent å holde det partikkelformige materiale i uavbrutt bevegelse og i kontinuerlig kontakt med et nedstrøms- eller motstrømsflytende fluid. Videre er det kjent å bringe det partikkelformige materiale i kontakt med fluid som befinner seg under et relativt høyt trykk, opptil 100 atmosfærer eller mer. For å kunne innføres i en høytrykks-tank, for kontakt med behandlingsfluidet, må det partikkelformige materiale passere gjennom luftsluser e.l. Selv om slike systemer er kjent, har de ikke funnet anvendelse i større omfatning, særlig på grunn av de økende behandlings-trykk.

US patentskrift 4 820 537 beskriver en prosess hvorved det opprettes kontinuerlig kontakt mellom partikkelformig materiale i form av grønne, fuktige kaffebønner og overkritisk karbondioksid av ca. 250 atmosfærers trykk. Det henvises til beskrivelsen i ovennevnte patentskrift. Ytterligere detaljer vedrørende pulseringskolonneprosessen som er beskrevet i ovennevnte patentskrift, fremgår av US patent 4 911 941, hvortil det henvises.

Ved den kjente pulseringskolonneprosess ledes et overkritisk fluid kontinuerlig gjennom en langstrakt trykktank over underkritisk trykk, mens partikkelformig materiale pulserer periodisk inn i og ut av trykktanken gjennom øvre og nedre, isolerbare beholdere eller trykkar som kan bringes under trykk. I trykkarene opprettes samme trykk som driftstrykket i hovedtrykktanken, når et kvantum partikkelformig materiale fra det øvre trykkar skal innføres i hovedtrykktanken under samtidig uttømming av et motsvarende kvantum partikkelformig materiale fra hovedtanken til det nedre trykkar. Dette innebærer, at for å føre et kvantum partikkelformig materiale inn i og ut av hovedtrykktanken, må det i to hjelpe-trykkar opprettes samme trykk som driftstrykket. Under tyngdekraftpåvirkning kan de partikkelformige materialer deretter strømme inn i og ut av hovedkolonnen. Videre må trykkarene trykkavlastes for å muliggjøre innføring av et nytt kvantum partikkelformige materialer i det øvre trykkar og uttømming av behandlede partikler fra det nedre trykkar (som atter er bragt under trykk).

Ved anvendelse av dette system innrettet til ekstrahering av koffein fra fuktige, grønne kaffebønner, ved bruk av overkritisk karbondioksid, behøves relativt store trykkar, og det medgår en betydelig mengde av overkritisk karbondioksid. Hvis hele mengden av overkritisk karbondioksid helt enkelt skulle utstrømme for å trykkavlaste trykkarene, ville dette medføre betydelige kostnader i forbindelse med materiale og energi, når det atter skulle opprettes driftstrykk i trykkarene, innrettet til transportering av kaffebønnene inn i og ut av ekstraksj onskolonnen.

Det er et formål ved oppfinnelsen å frembringe en forbed-ret fremgangsmåte og anordning innrettet til opprettelse av kontinuerlig kontakt mellom overkritisk fluid og et partikkelformig materiale. Et annet formål er å frembringe en for-bedret fremgangsmåte for trykkøking og trykkminsking i trykkar som anvendes i slike prosesser. Et ytterligere formål er å frembringe en fremgangsmåte og apparat til forflytting av partikkelformig materiale i slike systemer.

Ovennevnte formål oppnås ifølge oppfinnelsen ved en fremgangsmåte som angitt i de etterfølgende krav 1-8. Oppfinnelsen omfatter også en anordning innrettet til utførelse av fremgangsmåten, som angitt i de etterfølgende krav 9-12.

En foretrukket versjon av oppfinnelsen er detaljert beskrevet i det etterfølgende i tilknytning til den medfølgende tegning som viser et flyteskjema for anordningen og en fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen.

Den viste anordning er av samme type som generelt beskrevet i ovennevnte US patenter 4 820 537 og 4 911 941. Anordningen omfatter en hovedtrykktank 10 i form av en langstrakt, stort sett vertikal kolonne. Den første, øvre beholder eller et trykkar 12 som kan bringes under trykk, er plassert ovenfor den øvre ende 14 av kolonnen 10. Dette øvre trykkar 12 tjener for innføring av et kvantum av partikkelformig materiale, i dette tilfelle fuktige, grønne kaffebønner, i trykktanken 10. Et andre, nedre trykkar 16 er plassert under den nedre ende 18 av hovedtrykktanken 10 i stilling innrettet til å motta et kvantum av partikkelformig materiale som utstrømmer fra den nedre ende av hovedtrykktanken. Ved hjelp av en sirkulasjons-pumpe 2 0 ledes et fluid av høyt driftstrykk, f.eks. overkritisk karbondioksid av 200-300 atmosfærers trykk, inn i og gjennom trykktanken, for å bringes i kontakt med det innførte partikkelformige materiale, f.eks. fuktige, grønne kaffebøn-ner.

For å opprette kontakt mellom de fuktige kaffebønner og det overkritiske karbondioksid, innpumpes det overkritiske fluid gjennom en ledning 22 i den nedre ende av trykktanken og utstrømmer fra tankens øvre ende gjennom en ledning 24. Det overkritiske karbondioksid som innføres i den nedre ende av hovedtrykktanken 10, bringes i kontakt med de fuktige, grønne kaffebønner i kolonnen og ekstraherer koffein. Den overkritiske karbondioksidstrøm som forlater tanken gjennom ledningen 24, inneholder følgelig koffein. Koffeinet fjernes fra fluid-strømmen på hensiktsmessig måte, eksempelvis ved innføring i en vannkolonne 26.

I kolonnen 2 6 bringes det overkritiske karbondioksid i kontakt med vann som er tilført gjennom en ledning 28. Koffeinet ekstraheres av vannet, og det koffeinanrikede vann ut-strømmer gjennom en ledning 30. Overkritisk karbondioksid hvorfra koffeinet er fjernet, forlater vannkolonnen gjennom en ledning 32 og ledes til og gjennom kolonnen 10 og videre til innløpet til sirkulasjonspumpen 20. Supplerende, overkritisk karbondioksid tilføres gjennom en ledning 34.

Selv om forskjellige metoder står til rådighet for fjerning av koffeinet fra det overkritiske karbondioksid, vil det foretrekkes å bevare karbondioksidet i overkritisk tilstand og resirkulere det, gjennom pumpen 20, til hovedbehandlingstanken 10, for ekstrahering av koffein fra de grønne kaffebønner. Vannabsorbsjon er en foretrukket teknikk, og et foretrukket vannabsorberings-kolonnesystem er beskrevet i US patent 4 996 317, hvortil det henvises.

Det fremgår av det ovenstående at en kontinuerlig strøm av overkritisk karbondioksid beveges oppad gjennom kolonnen 10, for ekstrahering av koffein fra de fuktige, grønne kaffe-bønner i kolonnen. Som tidligere nevnt, transporteres bønnene periodisk nedad, i pulser, gjennom kolonnen. Overkritisk karbondioksid vil følgelig strømme kontinuerlig gjennom be-handlingskolonnen, og det er ikke nødvendig å stenge kolonnen for å behandle nye bønner. Fuktige kaffebønner innføres fra en ikke vist trakt, gjennom en ledning 4 0 og en ventil 42 i det øvre trykkar 12. Av egnede, grønne bønner kan nevnes Arabicas fra Brasil, Columbian Milds, African Robustas eller blandinger av disse. Bønnene fuktes på egnet måte til en fuktighetsgrad av 25-50%. Bønnene blir vanligvis først damp-behandlet til en fuktighetsgrad a ca. 15% ved en bønnetempera-tur av ca. 65°C. Vann tilsettes deretter gradvis, til den ønskede fuktighetsgrad er oppnådd. Agner kan på hensiktsmessig måte fjernes, eksempelvis ved at de fuktige bønner ledes gjennom en vasker.

Det er et viktig trekk ved prosessen at bønnene som tilføres ved atmosfæretrykk, må innføres i et ekstraksjonssys-tem som typisk fungerer ved trykk av ca. 308 kg/cm<2>, og at det ekstraherte (koffeinbefridde) bønneprodukt deretter må føres tilbake til atmosfæretrykk, for å forlate systemet. Dette medfører at bønnene behandles i porsjoner eller "pulser" ved anvendelse av trykkar eller slusetrakter som trykkavlastes periodisk for å motta eller avlevere bønner, og deretter bringes under trykk med C02 til samme trykk som i ekstraksjonssystemet for å muliggjøre falltransportering av bønner inn i og ut av høytrykksystemet. Ekstraksjonssystemet drives i mellomtiden kontinuerlig, idet overkritisk C02 sirkulerer i motsatt retning av bønnestrømmen gjennom ekstraheringskolonnen 10 som alltid inneholder flere bønneporsjoner, fortrinnsvis 5-15 porsjoner og helst ca. 10 porsjoner.

Etter å ha ekstrahert ca. 98% av koffeinet fra bønnene blir det kontinuerlig sirkulerende, overkritiske C02 i sin tur bragt i motstrømskontakt med vannet i vannabsorbereren 26 under fullt systemtrykk, for overføring av koffeinet fra C02 til vann. Det koffeinfrie C02 tilbakeføres til ékstraherings-kolonnen 10 og den vanndige koffeinløsning bringes trinnvis ned til ca. 2,5 kg/cm<2> og behandles for fjerning av koffein, fortrinnsvis ved omvendt osmose.

Det kontinuerlig drevne høytrykks-ekstraksjonssystem bestående i hovedtrekk av ekstraktoren, vannabsorbereren 26 og C02-sirkulasjonspumpen 20, kan for enkelhets skyld betegnes som høytrykkskretsen. Denne høytrykkskrets opprettholdes fortrinnsvis under stort sett isotermiske og isobariske for-hold, da det er en fordel ved det foreliggende system at høytrykkskretsen, i motsetning til et porsjonsbehandlingssystem, ikke behøver å gjennomgå periodiske varme- eller trykkendringer. Ved behandling av fuktige, grønne kaffebønner kan det benyttes et driftstrykk av ca. 250 atmosfærer og en driftstemperatur av ca. 100°C. I et porsjonsbehandlingssystem vil således hovedtrykktanken utsettes for store varme- og trykkvariasjoner under hver syklus. I det foreliggende system kan hovedtrykktanken drives ved stort sett konstant temperatur og trykk, og periodiske varme- og trykkendringer begrenses til de jevnføringsvis mindre trykkar. Ved det foreliggende system vil det derfor oppnås optimal kapasitet og produktivitet samtidig med reduserte driftsutgifter.

Den sykliske trykkminsking og trykkøking i trykkarene krever et støttesystem, for at C02 skal kunne gjenvinnes under trykkavlastingen, kondenseres og tilbakeføres til trykkarene og høytrykkskretsen. Systemet fungerer ved underkritiske tilstander som er valgt for å muliggjøre kondensering av flytende C02. Den nødvendige svingningskapasitet, for oppta-king av svingninger i C02-bestanden i trykkarene under trykk-minskings/trykkøkings-syklusen er oppnådd ved lagring av flytende C02 i en C02-driftstank. For C02-kondenseringen velges fortrinnsvis et temperaturnivå som er forenelig med et tilgjengelig kjølemedium (eksempelvis kaldt vann av 8°C) og som vil opprettholdes over det temperaturområde (7-13°C) som vil medføre danning av C02-H20-hydrater.

I en typisk driftsprosess blir grønne bønner, som er fuktet til ca. 40 vekt-% H20 og renset, for fjerning av agner, innført pneumatisk og kontinuerlig i en bønne-matertrakt. Under tyngdekraftpåvirkning faller bønnene periodisk ned i det øvre trykkar 12.

Bønneinnmatingen i behandlingssystemet starter med det øvre trykkar 12 tomt (bortsett fra en liten rest av bønner) og stort sett ved atmosfæretrykk og med det nedre trykkar 16 fullt av bønner under et trykk av ca. 2 kg/cm<2>. En avledings-kanal 50 i trykkaret 12 er åpen mot ytterluften, mens ytter-ventiler 42 og 44 og innerventiler 46 og 48 samtlige er stengt. Ytterventilene åpnes slik at bønnene under tyngdekraftpåvirkning kan falle ned i det øvre trykkar 12, mens fortrengt C02 avledes gjennom kanalen 50 til ytterluften.

Bønner fra det nedre trykkar 16 faller samtidig ned i en produkttrakt 52 under medvirkning av C02-trykket i trykkaret 16. Karbondioksidet blir fortrinnsvis ikke avledet verken fra trykkaret 16 eller produkttrakten 52, og det oppnås derved trykkutjevning i de to beholdere ved et trykknivå av 0,7-1 kg/cm<2>. Deretter stenges ytterventilene 42 og 44 samt kanalen 50.

Koffeinbefridde bønner utstrømmer kontinuerlig fra trakten 52 gjennom ledningen 54. Det resterende C02-trykk i trakten 52 faller til atmosfæretrykk når bønnene utstrømmer før den etterfølgende syklus.

På dette stadium er det øvre trykkar 12 fullt av fuktige bønner mens det nedre trykkar 16 er tomt. I begge trykkar økes deretter trykket med C02 til samme nivå som systemtryk-ket, som nærmere beskrevet i det etterfølgende. Bønnene kan deretter forflyttes fra det øvre trykkar til ekstraktorkolonnen og fra denne til det nedre trykkar, denne prosess kalles pulsering. Innerventilene 4 6 og 48 åpnes slik at bønneleiet i ekstraktoren kan innlede nedadgående bevegelse. Bønnepulse-ringen beguntiges ved at C02 som fortrenges ved at bønnene innstrømmer i det nedre trykkar 16, overføres til det øvre trykkar 12, for å erstatte bønnene som forlater det øvre trykkar 12, og/eller ved at C02-strømmen økes over den enkle fortrengningsmengde. Begge deler kan gjennomføres ved kortva-rig akselerering av C02-sirkulasjonspumpen 2 0 med samtidig åpning av strømningsreguleringsventilene 56 og 58, for at en strøm av overkritisk C02 skal ledes fra det nedre trykkar 16 til pumpeinnløpet og fra pumpeutløpet til det øvre trykkar 12. Under påvirkning av denne puls-strøm vil en porsjon eller puls av koffeinbefridde bønner forflyttes fra ekstraktorkolonnen 10 og fylle det nedre trykkar 16, mens et tilsvarende kvantum av bønner utstrømmer fra det øvre trykkar 12 og fyller ekstraktoren. C02-sirkulasjonen og koffeinekstraksjonen foregår uavbrutt under pulseringen, selv om det kan forekomme en kortva-rig reduksjon i nettomengden av oppadstrømmende C02 gjennom ekstraktoren. Reguleringsventilene 56 og 58 for pulserings-strømmen stenges, etterfulgt av innerventilene 46 og 48. Trykkarene er dermed klar for trykkavlasting, hvoretter den beskrevne bønnebevegelses-syklus atter kan starte.

Begge trykkar befinner seg under ekstraheringstrykk, og det øvre trykkar 12 er tømt for bønner (bortsett fra en liten rest) mens det nedre trykkar 16 er fullt av bønner. Samtlige tilknyttede ventiler er stengt. Trykkavlastingen foregår i fire trinn, nemlig C02-utslipp til en C02-driftstank 60, videre utslipp til innsugingssystemet for C02-gjenvinningskompresso-rer 74, avleding fra trykkarene til et relativt lavt trykk ved hjelp av kompressorene 74 og utstrømming til ytterluften fra det øvre trykkar.

Under det første trinn vil C02 ved et trykk av 280 kg/cm<2 >strømme samtidig fra begge trykkar, fortrinnsvis i regulerte mengder gjennom strupeventiler 62 og 64 som fortrinnsvis er utjevningsventiler. Dette C02 strømmer gjennom en C02-kjøler 66 hvor den avkjøles med kjølevann til ca. 40°C, kondenserer ved ca. 22°C i en kondensator 68, avkjøles med kaldt vann og oppsamles som væske i C02-driftstanken 60 under et mellomtrykk av eksempelvis 60 kg/cm<2>. Når trykket i trykkarene har sunket til litt over trykket i mellomtrykktanken 60, er dette pro-sesstrinn fullført.

Under det andre trinn økes trykket i begge trykkar i innsugingssystemet gjennom et andre sett utjevningsventiler 70 og 72. C02-gjenvinningskompressorene 74 har hittil gått på tomgang med innsuging og utstøting ved trykk av ca. 7 kg/cm<2>, med total tilbakeføring fra hvert utstrømningstrinn til sugesiden. Under C02-innstrømningen fra trykkarene går kompressorene på tomgang, men trykket på sugesiden og gjennom systemet øker fremdeles. Når trykket minsker i C02-strømmen fra trykkarene, faller C02-temperaturen brått. Temperaturen faller først godt under -18°C, og C02-mengden er derved i realiteten delvis flytende. I et varmeelement 76 oppvarmes C02-strømmen til 21°C, innen den komprimeres, for å fordampe væske samt eventuelt tilstedeværende fast C02-H20-hydrat. Når trykket øker i kompressorens sugesystem blir imidlertid det trykkavlastede C02 varmere og kan i realiteten oppvarmes til temperaturer over det akseptable nivå (ca. 32°C) for innføring i kompressorene. Det vil derfor vanligvis sørges for bråav-kjøling med flytende C02 fra tanken 60.

Når trykkene i trykkarene og kompressorsugesystemet nærmer seg utjevningsnivået som eksempelvis kan ligge på ca.

42 kg/cm<2>, begynner det tredje trykkavlastingstrinn. Dette innledes helt enkelt ved å stenge tilbakeførings- (tomgangs-) ventilene i kompressoren 74, slik at C02-strømmen kan komprimeres og fremføres til tanken 60. Det komprimerte C02 avkjø-les i kjøleren 66, kondenseres i kondensatoren 68 og oppsamles som væske i tanken 60. Under dette trinn blir trykkarene og kompressorsugesystemet fortrinnsvis trykkavlastet til et nivå av 3,5 kg/cm2 eller lavere. Dette trykknivå er valgt av økonomiske grunner, idet det ved et lavere trykknivå vil etterlates mindre C02 for utstrømming til atmosfæren men kreves større komprimeringskapasitet og flere trinn. Når det ønskede trykknivå er nådd, tilbakevender kompressorene til tomgang og samtlige trykkarventiler stenges.

Det siste trykkavlastingstrinn består helt enkelt i trykkavleding til ytterluften fra det øvre trykkar 12 som deretter er klart for å motta en ny porsjon bønner. Som tidligere beskrevet, blir trykket i det nedre trykkar 16 ikke senket under 3,5 kg/cm<2> før bønnene utstrømmer.

Som tidligere nevnt, må trykket i trykkarene økes til systemtrykk, innen bønnene kan forflyttes gjennom ekstraktoren. Det øvre trykkar 12 befinner seg på dette stadium under atmosfæretrykk og er fylt med bønner, det nedre trykkar 16 befinner seg under atmosfæretrykk av 1 kg/cm<2> og er tømt for bønner, og begge kar er isolert mot høytrykkskretsen. Trykk-økingen gjennomføres i tre trinn, nemlig fylling med C02-gass fra tanken 60, fylling med C02-væske fra tanken 60 og fylling med overkritisk C02 fra høytrykkskretsen.

Under det første trinn blir C02-gass fra tanken 60 foroppvarmet til ca. 35°C i varmeelementet 78 for C02-ifylling, og samtidig ledet til trykkarene 12 og 16 gjennom utjevningsventiler 80 og 82, til kartrykket har nådd en størrelse av ca. 10 kg/cm<2>. Den lette foroppvarming benyttes for å unngå at C02-strømmen blir for kald og kondenseres under trykkreduse-ringen fra driftstanktrykket. Deretter stenges utjevningsventilene 80 og 82. Under dette trinn stiger temperaturen i trykkarene til en verdi som i betydelig grad reduserer den avkjølingsvirkning som ellers ville oppstå, dersom flytende eller overkritisk C02 ble innført i trykkaret, uten at trykket på forhånd var øket i dette.

Under det andre trinn ledes flytende C02 samtidig til det øvre og det nedre trykkar henholdsvis 12 og 16 ved trykksenking og falltilførsel gjennom utjevningsventilene 84 og 86. Under dette trinn innføres en betraktelig mengde C02 i trykkarene, hvorved trykket i disse øker stort sett til samme nivå som mellomtrykket i tanken 60 og derved i vesentlig grad reduserer det trykkfall og temperaturfall som ville oppstå i høytrykkskretsen, dersom overkritisk C02 ble innført i trykkarene, uten at trykket først var øket i disse. Ved hjelp av varmeelementer 88 og 90 blir det flytende C02 som strømmer til trykkarene 12 og 16, foroppvarmet i nødvendig grad for å forebygge danning av faste stoffer. C02-innstrømningen fort-setter til C02-trykket i trykkarene 12 og 16 er temmelig nær driftstanktrykket. Deretter stenges utjevningsventilene 84 og 86. Trykket i C02-driftstanken vil normalt synke til ca. 10 kg/cm<2> under disse trinn grunnet den hurtige ekstrahering av C02-damp og -væske fra tanken 60.

Under det siste trykkøkingstrinn bringes kartrykkene opp til samme nivå som ekstraktortrykket ved ekstrahering av overkritisk C02 fra høytrykkskretsen gjennom utjevningsventiler 92 og 94. Det øvre trykkar forsynes fra C02-hovedsirkulasjons-ledningen 24 som utgår fra ekstraktoren, og det nedre trykkar forsynes fra C02-hovedsirkulasjonsledningen 22 som utmunner i ekstraktoren. Når kartrykket nærmer seg kretstrykket, er det oppnådd maksimal ifylling, og ventilene 92 og 94 stenges. Under dette trinn vil kretstrykket vanligvis synke, eksempelvis til ca. 32 kg/cm<2>, grunnet den hurtige ekstrahering av C02. Trykkarene kan deretter gjenoppta bønnepulseringen, som tidligere beskrevet.

Volumet av hvert trykkar utgjør generelt 1/5-1/2 0 av hovedtrykktankens 10 volum. For koffeinfjerningen fra kaffe-bønnene er et trykkarvolum tilsvarende ca. 1/10 av hovedtrykktankens volum tilstrekkelig. De to trykkar har generelt samme volum. Hvis kolonnen skal holdes fylt med partikkelformig materiale under behandlingen, kan imidlertid en "rest" av partikkelformig materiale bibeholdes i bunnen av det øvre trykkar. Det øvre trykkar bør i såfall være ca. 2 0% større enn det nedre trykkar.

I overensstemmelse med oppfinnelsen er det anordnet en mellomtrykktank 60 for lagring av behandlingsfluidet ved et ikke-overkritisk mellomtrykk som er betydelig høyere enn atmosfæretrykket og betydelig lavere enn det overkritiske driftstrykk. Ved hjelp av en pumpe 96 innføres fluidet i mellomtrykktanken 60, hvor det er tilstede både i væskeform 98 og i gassform 100.

Det overkritiske driftstrykk i kolonnen 10 kan ha en størrelse av 210-350 kg/cm<2> og vanligvis 245-315 kg/cm<2> i forbindelse med karbondioksid. Mellomtrykket i tanken 60 kan ha en størrelse av 42-76 kg/cm<2> og vanligvis 56-63 kg/cm<2>. Som tidligere nevnt, benyttes det flytende karbondioksid i mellomtrykktanken 60 for å medvirke når trykkarene skal bringes under trykk og trykkavlastes. Under den innledende øking av kartrykkene med gass fra tanken 60 reduseres imidlertid den kjølevirkning som vil oppstå ved avleding av mellomtrykkvæsken i trykkaret stort sett ved atmosfæretrykk. Men for å øke trykket i trykkarene til det overkritiske driftstrykk, må det innføres en betydelig mengde karbondioksid i trykkarene. Det foretrekkes derfor at trykkøkingen i trykkarene gjennomføres ved anvendelse av en betydelig mengde karbondioksid i flytende form. For å oppnå dette, er det nødvendig å opprettholde en betydelig trykkforskjell mellom tanken 60 og trykkarene. Ved bruk av overkritisk karbondioksid for fjerning av koffein fra fuktige kaffebønner, må det følgelig benyttes karbondioksid i gassform for å opprette et innledende kartrykk av eksempelvis 3-21 kg/cm<2>, fortrinnsvis 5-14 kg/cm<2> og helst 5-11 kg/cm<2>.

Etter den innledende trykkøking med gass, stenges ventilene 80 og 82 mens ventilene 84 og 86 åpnes, for innføring av flytende karbondioksid i trykkarene 12 og 16. Derved heves det i trykkarene 12 og 16 herkskende trykk omtrent til nivå med trykket i tanken 60.

Deretter stenges ventilene 84 og 86, og ventilene 92 og 94 åpnes, for å bringe trykket i trykkarene på høyde med det overkritiske driftstrykk i hovedtrykktanken 10. For trykkavlasting av trykkarene, åpnes ventilene 62 og 64 slik at karbondioksidet av det høye trykk kan innstrømme i mellomtrykk-tanken 60 fra trykkarene. Når trykket i trykkarene har sunket tilstrekkelig, startes kompressoren 74, for utpumping av trykkarene til et lavere trykk som kan avledes til ytterluf-

ten. Supplerende karbondioksid for innføring i karbondioksid-sirkulasjonskretsen ved 34, kan passende leveres av pumpen 102 som suger flytende karbondioksid fra mellomtrykktanken 60. Da det flytende C02 i tanken 60 befinner seg under forhøyet

trykk, vil kravene til pumping for tilsetting av supplerende C02 til høytrykkskretsen ved hjelp av pumpen 102, reduseres betydelig med derav følgende, reduserte driftskostnader og kapitalkostnader for pumpen 102.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte for å bringe et partikkelformig materiale, fortrinnsvis fuktige, grønne kaffebønner, i kontakt med et fluid i en langstrakt trykktank, hvorved et overkritisk fluid ledes kontinuerlig ved overkritisk trykk gjennom trykktanken under periodisk transportering av det partikkelformige materiale gjennom trykktanken gjennom isolerbare trykkar som periodisk bringes under samme trykk som det overkritiske fluid-

trykk, for å lette det partikkelformige materialets periodiske bevegelse mellom trykkarene og trykktanken, og trykkavlastes, for å lette det partikkelformige materialets periodiske bevegelse inn i og ut av trykkarene,karakterisert ved at den omfatter følgende trinn (a) opprettholdelse av et fluidforråd av et ikke-kritisk mellomtrykk av 42 - 76 kg/cm<2> slik at fluidet er tilstede både i væske- og gassform, (b) innføring, i trykkarene, av fluidet i gassform fra fluidforrådet av det opprettholdte mellomtrykk, for trykkøking i trykkarene til 3 - 21 kg/cm<2>, (c) innføring, i trykkarene, av fluidet i væskeform fra fluidforrådet, for ytterligere trykkøking i trykkarene tilnær-melsesvis til samme trykk som i fluidforrådet, og (d) innføring, i trykkarene, av fluidet ved et overkritisk trykk av størrelse 210-350 kg/cm<2>, for trykkøking i trykkarene til overkritisk tilstand.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at trykkarene trykkavlastes ved (a) avleding av overkritisk fluid fra trykkarene til fluidforrådet, hvorved trykket i trykkarene senkes stort sett til mellomtrykket, (b) pumping av fluid til fluidforrådet, hvorved trykket i trykkarene senkes under mellomtrykket, og (c) avleding til ytterluften fra minst ett av trykkarene.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det anvdendes et fluid bestående av karbondioksid.

4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 4, karakterisert ved at det anvendes et overkritisk trykk av størrelse 245-315 kg/cm<2>.

5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at det overkritiske fluid opprettholdes ved stort sett konstant temperatur og trykk.

6. Anordning innrettet til kontinuerlig fremføring av et fluid av høyt driftstrykk gjennom en trykktank hvori det bringes i kontakt med partikkelmateriale som periodisk beveges nedad gjennom trykktanken, omfattende en trykktank (10), et øvre trykkar (12) som er innrettet til å motta fast, partikkelformig materiale stort sett under atmosfæretrykk, for overføring av materialet til trykktanken (10) under det høye driftstrykk, et nedre trykkar (16) som er innrettet til å motta et kvantum av partikkelformig materiale som utstrømmer fra trykktanken (10) under det høye driftstrykk, og avlevere materialet under lavt trykk, midler (20) innrettet til kontinuerlig fremføring av et fluid av høyt driftstrykk gjennom trykktanken (10) hvori det bringes i kontakt med innført, partikkelformig materiale, midler som er innrettet til å fremkalle periodisk trykk-øking i det øvre og det nedre trykkar, for å lette periodisk overføring av partikkelformig materiale fra det øvre trykkar (12) til trykktankens (10) øvre ende, og periodisk overføring av partikkelformig materiale fra trykktankens (10) nedre ende (18) til det nedre trykkar (16), midler som er innrettet til å fremkalle periodisk trykkminsking i det øvre og det nedre trykkar (12, 16), for å lette innføringen av partikkelformig materiale i det øvre trykkar (12) under atmosfæretrykk og periodisk utstrømning av partikkelformig materiale under lavt trykk fra det andre trykkar (16) ,karakterisert ved at det er anordnet en mellomtrykktank (60) for oppbevaring av fluidet under et mellomtrykk som er betydelig høyere enn atmosfæretrykket og betydelig lavere enn det høye driftstrykk, og at midlene for periodisk trykkøking ved det øvre og det nedre trykkar (16) omfatter midler innrettet til overføring av fluid i gassform og i væskeform fra mellomtrykktanken (60) til det øvre og det nedre trykkar (12, 16), for øking av trykket i karene til mellomtrykk , og midler innrettet til overføring av fluid av det høye driftstrykk til det øvre og det nedre trykkar (12, 16), for øking av trykket i karene til det høye driftstrykk, og at midlene for trykkminsking i det øvre og det nedre trykkar (12, 16) omfatter midler innrettet til overføring av fluid av det høye driftstrykk fra det øvre og det nedre trykkar til mellomtrykk-tanken (60), for trykksenking til mellomtrykk, og midler innrettet til innpumping av fluid fra det øvre og det nedre trykkar (12, 16) i mellomtrykktanken (60), for trykksenking under mellomtrykket.

7. Anordning i samsvar med krav 6, karakterisert ved at midlene for trykksenking omfatter midler innrettet til avleding av trykket i det øvre trykkar (12) til atmosfæren.

8. Anordning i samsvar med krav 6, karakterisert ved at midlene for øking av trykket i trykkarene (12, 16) til mellomtrykket omfatter et gassoverføringssystem innrettet til overføring av fluidet i gassform fra mellomtrykktanken til trykkarene (12, 16), for øking av trykket i disse til et trykk under mellomtrykket , en mellomtrykktank (60) innrettet til lagring av fluidet under et ikke-kritisk mellomtrykk som er betydelig høyere enn atmosfæretrykket og betydelig lavere enn det høye driftstrykket , og midler innrettet til sammenkopling av det første og det andre trykkar (12, 16) i fluidforbindelse med mellomtrykktanken (60), for at trykket i trykkarene (12, 16) skal kunne økes eller senkes til mellomtrykket.

9. Anordning i samsvar med krav 6, karakterisert ved at systemet for kontinuerlig fremføring av fluidet gjennom trykktanken (10) under høyt driftstrykk omfatter en pumpe (20) innrettet til sirkulering av fluidet av høyt trykk gjennom en høytrykks-sirkulasjons-krets innbefattende tanken, og at anordningen videre omfatter midler innrettet til opprettelse av fluidforbindelse mellom det øvre trykkar (12) og pumpens (20) utløpsside, for å begunstige ifyllingen av partikkelformig materiale fra det øvre trykkar (12) i trykktanken (10), og midler innrettet til opprettelse av fluidforbindelse mellom det nedre trykkar og pumpens innløpsside, for å begunstige utstrømmingen av partikkelformig materiale fra trykktanken til det nedre trykkar (16) .

10. Anordning i samsvar med krav 6,karakterisert ved at det øvre og det nedre trykkar (12, 16) kan bringes i fluidforbindelse, for at fluid som fortrenges fra det nedre trykkar (16) ved at dette mottar partikkelformig materiale fra trykktanken (10), skal ledes til det øvre trykkar (12).