NO972693L - Prosess og anlegg for separasjon av lette og tunge komponenter ved ekstruksjon med et superkritisk fluid og nanofiltrering - Google Patents
Prosess og anlegg for separasjon av lette og tunge komponenter ved ekstruksjon med et superkritisk fluid og nanofiltrering Download PDFInfo
- Publication number
- NO972693L NO972693L NO972693A NO972693A NO972693L NO 972693 L NO972693 L NO 972693L NO 972693 A NO972693 A NO 972693A NO 972693 A NO972693 A NO 972693A NO 972693 L NO972693 L NO 972693L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- compounds
- supercritical fluid
- light
- nanofiltration
- compound
- Prior art date
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims description 53
- 238000001728 nano-filtration Methods 0.000 title claims description 45
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 31
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims description 26
- 238000000926 separation method Methods 0.000 title description 24
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 title 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 68
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 60
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 30
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 22
- 239000012465 retentate Substances 0.000 claims description 19
- 150000003626 triacylglycerols Chemical class 0.000 claims description 13
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 12
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims description 9
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 claims description 8
- 235000021323 fish oil Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 8
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 3
- 229920003936 perfluorinated ionomer Polymers 0.000 claims description 3
- -1 polybenzimidazonones Polymers 0.000 claims description 3
- UYHNDEQBDLNIJY-UHFFFAOYSA-N 2,2-diaminoethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(N)N UYHNDEQBDLNIJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000004668 long chain fatty acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000013335 mesoporous material Substances 0.000 claims description 2
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 claims description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 18
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 12
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 8
- 238000005194 fractionation Methods 0.000 description 7
- HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N cholesterol Chemical compound C1C=C2C[C@@H](O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 HVYWMOMLDIMFJA-DPAQBDIFSA-N 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MBMBGCFOFBJSGT-KUBAVDMBSA-N all-cis-docosa-4,7,10,13,16,19-hexaenoic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCC(O)=O MBMBGCFOFBJSGT-KUBAVDMBSA-N 0.000 description 4
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 4
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 4
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 4
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 4
- UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N triformin Chemical compound O=COCC(OC=O)COC=O UFTFJSFQGQCHQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 3
- 229920000604 Polyethylene Glycol 200 Polymers 0.000 description 3
- 229920002582 Polyethylene Glycol 600 Polymers 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012000 cholesterol Nutrition 0.000 description 3
- 235000020669 docosahexaenoic acid Nutrition 0.000 description 3
- 235000020673 eicosapentaenoic acid Nutrition 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000000194 supercritical-fluid extraction Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000006184 cosolvent Substances 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000012263 liquid product Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 2
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 2
- 229940068918 polyethylene glycol 400 Drugs 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 235000019737 Animal fat Nutrition 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000024172 Cardiovascular disease Diseases 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 102000004895 Lipoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090001030 Lipoproteins Proteins 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- JAZBEHYOTPTENJ-JLNKQSITSA-N all-cis-5,8,11,14,17-icosapentaenoic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCC(O)=O JAZBEHYOTPTENJ-JLNKQSITSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N dimethyl-hexane Natural products CCCCCC(C)C JVSWJIKNEAIKJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 229940090949 docosahexaenoic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229960005135 eicosapentaenoic acid Drugs 0.000 description 1
- JAZBEHYOTPTENJ-UHFFFAOYSA-N eicosapentaenoic acid Natural products CCC=CCC=CCC=CCC=CCC=CCCCC(O)=O JAZBEHYOTPTENJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000005372 isotope separation Methods 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002304 perfume Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 1
- 229940113115 polyethylene glycol 200 Drugs 0.000 description 1
- 229940057847 polyethylene glycol 600 Drugs 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N protoneodioscin Natural products O(C[C@@H](CC[C@]1(O)[C@H](C)[C@@H]2[C@]3(C)[C@H]([C@H]4[C@@H]([C@]5(C)C(=CC4)C[C@@H](O[C@@H]4[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@@H](O)[C@H](O[C@H]6[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](C)O6)[C@H](CO)O4)CC5)CC3)C[C@@H]2O1)C)[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 LVTJOONKWUXEFR-FZRMHRINSA-N 0.000 description 1
- 230000003134 recirculating effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000003441 saturated fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 150000004671 saturated fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 150000004666 short chain fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000021391 short chain fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 208000010110 spontaneous platelet aggregation Diseases 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 230000004304 visual acuity Effects 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D61/00—Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis or ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
- B01D61/02—Reverse osmosis; Hyperfiltration ; Nanofiltration
- B01D61/027—Nanofiltration
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/02—Solvent extraction of solids
- B01D11/0203—Solvent extraction of solids with a supercritical fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0403—Solvent extraction of solutions which are liquid with a supercritical fluid
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0403—Solvent extraction of solutions which are liquid with a supercritical fluid
- B01D11/0407—Solvent extraction of solutions which are liquid with a supercritical fluid the supercritical fluid acting as solvent for the solute
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
- B01D11/0415—Solvent extraction of solutions which are liquid in combination with membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B3/00—Refining fats or fatty oils
- C11B3/006—Refining fats or fatty oils by extraction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11B—PRODUCING, e.g. BY PRESSING RAW MATERIALS OR BY EXTRACTION FROM WASTE MATERIALS, REFINING OR PRESERVING FATS, FATTY SUBSTANCES, e.g. LANOLIN, FATTY OILS OR WAXES; ESSENTIAL OILS; PERFUMES
- C11B7/00—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils
- C11B7/0008—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils by differences of solubilities, e.g. by extraction, by separation from a solution by means of anti-solvents
- C11B7/005—Separation of mixtures of fats or fatty oils into their constituents, e.g. saturated oils from unsaturated oils by differences of solubilities, e.g. by extraction, by separation from a solution by means of anti-solvents in solvents used at superatmospheric pressures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse gjelder en prosess for separering av tunge og lette forbindelser fra en fast eller flytende fase som inneholder dem.
En slik prosess har mange anvendelser i et vidt felt som varierer fra matindustrien, f.eks. fraksjonering av triglycerider fra smør eller fiskeolje, separering av tilsatte høyverdi-biomolekyler slik som vitaminer, fargestoffer og pigmenter, og i polymerindustrien for fraksjonering av polymerer av interesse for spissindustrier, slik som silikoner osv.
For alle disse anvendelsene er startproduktet en fast eller en flytende fase som har en kompleks sammensetning som krever mange fraksjoneringstrinn for å isolere interessante molekyler.
Mer spesifikt gjelder oppfinnelsen den kombinerte bruken av superkritiske fluid-ekstraksjonsmetoder og nanofiltreringsmetoder for å ekstrahere interassante molekyler fra komplekse produkter som hittil ikke har vært mulig.
Superkritiske fluid-ekstraksjonsmetoder har hittil blitt anvendt for å ekstrahere interessante forbindelser fra faste eller flytende produkter slik som planter f.eks. for fremskaffelse av parfymeekstrakter fra forskjellige planter, eller for gjenvinning av aktive elementer som beskrevet i tallrike dokumenter slik som i arbeidet til E. Stahl "Extraction dense gases for extraction and refining", 1987. Etter ekstraheringsoperasjonen blir ekstraktet brukt som det er, eller det separeres ved destillasjonsprosesser.
Membran-separasjonsmetoder har blitt anvendt i forskjellige felter slik som gassdiffusjon-isotopseparering, avsalting av sjøvann, proteinseparering, osv., men de har aldri blitt kombinert med en superkritisk fluid-ekstraheringsenhet.
Forskning har imidlertid blitt utført på filtrering av superkritiske fluider slik som C02, f.eks. for separering av superkritisk C02fra etanol på en asymmetrisk kaptonpolyimidmembran (Semenova et al, 1992), og for separering av C02fra polyetylenglykol 400 på Si02eller polyimidmembraner (Nakamura et al, "Membrane separation of supercritical fluid mixture", sidetall 820-822 i "Developments in Food Engineering", utgitt av T. Yamo, R. Matsuno og K. Nakamura Blacku Academic & Professional (Chapman & Hall), London, New York, Tokyo, 1994).
Ingen forskning har blitt utført på anvendelse av nanofiltrering for selektiv separering av løste elementer i en superkritisk fluid.
I nanofiltreringsmetoder anvendes en nanofiltreringsmembran som holder igjen forbindelser som har en molekylvekt større enn membranens oppfangningsterskel, som er molekylvekten i området fra 50 til 1000 g/mol masseenheter, men som slipper igjennom forbindelser som har en molekylvekt under terskelen for å separere forbindelser som en funksjon av deres molekylvekt. Denne egenskapen har aldri blitt anvendt sammen med superkritiske fluider, fordi i alle de tidligere studiene er produktene som skal separeres holdt igjen av membranen selv om de har en lav molekylvekt, slik som i tilfellet med etanol.
Foreliggende oppfinnelse gjelder en prosess for separering av lette og tunge forbindelser ved ekstrahering av alle forbindelser i et superkritisk fluid, etterfulgt av separasjon i en nanofiltreringsmembran. Ifølge oppfinnelsen er prosessen for å separere en lett forbindelse med en molekylvekt mellom 50 og 1000 g/mol fra en tyngre forbindelse fra en fast eller flytende fase som inneholder dem begge, kjennetegnet ved at den omfatter følgende trinn: a) kontaktbehandle den faste eller flytende fasen med et superkritisk fluid ved et trykk Pi høyere enn kritisk trykk Pc til fluidet og en temperatur P, høyere enn kritisk temperatur Tctil fluidet for å ekstrahere de tunge og lette forbindelsene,
b) filtrere det superkritiske fluidet som har ekstrahert forbindelsene gjennom en nanofiltreringsmembran ved å anvende et trykk P2, som er lavere
enn Pl5men høyere enn Pc, på den ene siden av membranen, slik at det superkritiske fluidet deles inn i en retenatdel som er fri for lette forbindelser og en permeatdel som har gått gjennom membranen og er anriket på lette forbindelser, og
c) gjennvinne de lette forbindelsene eller forbindelsen fra permeatdelen.
I denne prosessen drar en nytte av de forbedrede løsningsegenskapene til
superkritiske fluider ved å først ekstrahere de lette og tunge forbindelsene i et superkritisk fluid, og så separerer en lignende forbindelse som er ekstrahert i fluidet som en funksjon av deres molekylvekt ved nanofiltrering gjennom en membran som har egnede karakteristikker for nevnte separasjon.
Den kombinerte bruken av disse to metodene tillater en økt selektivitet og separering av forbindelser som har en lignende struktur og molekylvekt.
Sammenlignet med enkel separasjon i en nanofiltreringsmembran, tillater anvendelsen av et superkritisk fluid som bærevæske for forbindelser som skal separeres, en økning av den transmembrane overføringen og bedre separasjonsytelseskarakteristikker. Videre, kombinasjonen av en nanofiltreringsbasert separasjon med en superkritisk væskebasert ekstraksjon gir en på ingen måte neglisjerbar energigevinst.
I superkritiske fluidbaserte ekstraksjonsprosesser er det nødvendig ved enden av operasjonen å utføre en ekspansjon av all fluid anvendt under ekstraksjonen for å separere fluidet i gassfase fra de ekstraherte produktene som blir igjen i den flytende fasen. Dette medfører betydelige energikostnader, fordi det da blir nødvendig å rekomprimere all superkritisk fluid som skal resirkuleres i ekstraksjonsinnretningen. I oppfinnelsen, ved å tilknytte ekstraherings-prosessen til en separasjon ved nanofiltrering, er det mulig å gjenvinne de interessante produktene som er tilstede i permeatet ved å utsette kun en fraksjon av det superkritiske fluidet anvendt under separasjonen.
For utføring av prosessen i henhold til oppfinnelsen er det mulig å anvende forskjellige superkritiske fluider, slik som C02, N20, N02, C, til C6lette alkaner, klorfluorkarboner eller klorfluorkarbonsubstitutter, edelgasser, ammoniak, C, til C4lette alkoholer eller SF6, enten i ren eller blandet tilstand.
I enkelte tilfeller er det nødvendig å tilsette til det superkritiske fluidet et medløsningsmiddel som øker løsningskvantitetene. Som løsningsmiddel er det mulig å bruke vann og lette C, til C6alkoholer med innhold mellom 0 og 10%.
Det er foretrukket å anvende superkritisk C02som har den fordel at kritisk temperatur Tcog kritisk trykk Pc ikke er veldig høye (31°C og 7,3MPa).
I de tilfeller hvor det superkritiske fluidet utgjøres at et superkritisk C02, vil trykket P, med fordel ha en verdi mellom 7,3 og 35 MPa og temperaturen T, med fordel mellom 31 og 120°C.
Fortrinnsvis vil P, være større enn 10 MPa for å oppnå et høyere ekstraksjonsutbytte p.g.a. den forbedrede løsningskraften av fluidet ved høye trykk.
I nanofiltrering-separasjonstrinnet anvendes et trykk P2som er lavere enn Pb men høyere enn Pc, og som velges i henhold til den forbindelsen som skal separeres slik at det har en høyere selektivitet av de lette forbindelsene sammenlignet med de tunge forbindelsene. Generelt vil trykket P2være slik at (P, -P2) er i området 1 til 5 MPa.
For å gjenvinne de lette forbindelsene fra permeatdelen, er det mulig å utføre en ekspansjon av permeatdelen ved et trykk P3som er lavere enn Pc for å eliminere det superkritiske fluidet i gassfasen og separere det fra den lette forbindelsen eller forbindelsene som er igjen i den flytende fasen.
Nanofiltreringsmembranene som anvendes i prosessen i henhold til oppfinnelsen kan være av forskjellige typer såfremt de har en oppfangningsterskel i molekylvektsområdet 50 til 1000 g/mol.
Disse membranene kan være organiske (mineraliske eller organomineraliske) og må ha en "global" motstand (mekanisk, termisk, strukturell, kjemisk) egnet for det spesielle medium av det superkritiske fluidet som anvendes.
Organomineraliske membraner er asymmetriske komposittnanofiltre som har et makroporøst inorganisk materiale som understøttelse, f.eks. aluminiumoksyd belagt med et aktivt organisk materiallag slik som en polymer, eventuelt med et uorganisk mesoporøst materiallag, f.eks. Ti02, innskutt mellom understøttelsen og det aktive laget. Organomineralske membraner av denne typen er beskrevet i WO-A-92/06775.
Slike membraner omfatter en porøs uorganisk understøttelse som er dekket på den ene siden av et første mesoporøst uorganisk materiallag som har en midlere poreradius mindre enn 10 nm, og et andre aktivt lag plassert på det første mesoporøse laget og har en tykkelse på 0,1 til 1 u.m, og som er laget fra den organomineralske polymeren eller organiske polymeren valgt fra gruppen som inkluderer sulfonerte polysulfoner, polybenzimidazononer, polyvinyliden fluorider podet med diaminoetyl metakrylat og perfluorinerte ionomerer.
Det er foretrukket en organomineralsk membran som har en Al203a makroporøs understøttelse som er dekket med en mesoporøs titandioksydlag og et perfluorinert ionomerlag slik som Nafion(R), fordi disse har en høy nok superkritisk C02permeabilitet til å oppnå en relativt stor permeatstrøm.
Oppfinnelsen gjelder også en innretning for utførelse av prosessen som er beskrevet ovenfor og som omfatter: en ekstraktor som er i stand til å motta en fast eller flytende fase som inneholder forbindelsene som skal ekstraheres,
en nanofiltreringsinnretning som har minst en nanofiltreringsmembran, midler for å lage et superkritisk fluid suksessivt sirkulerende i ekstraktoren og i nanofiltreringsinnretningen,
midler for å gjenvinne ved utløpet av nanofiltreringsenheten en permeatstrøm som inneholder deler av den ekstraherte forbindelsen og en retentatstrøm som inneholder den andre delen av de ekstraherte forbindelsene,
midler for separering fra retentatstrømmen de fullstendige eller delvis ekstraherte produktene, og resirkulere det superkritiske fluidet i ren tilstand eller ladet med en gjenværende del av de oppløste forbindelsene inn i ekstraktoren, og
midler for å separere de ekstraherte produktene fra permeatstrømmen.
Andre trekk og fordeler med oppfinnelsen kan bli bedre samlet fra studien av den følgende ikke-begrensende, illustrerte beskrivelsen under henvisning til medfølgende tegning, som er en diagramrepresentasjon av innretningen for utføring av prosessen i henhold til oppfinnelsen.
Under referanse til tegningen, kan det ses at innretningen for utføring av prosessen i henhold til oppfinnelsen omfatter som dens hoveddeler ekstraktoren 1 og nanofiltreringsmodulen 3.
Det er mulig å innføre den faste eller flytende fasen som inneholder startproduktene til prosessen i henhold til oppfinnelsen inn i ekstraktoren 1 ved å anvende et rør 5 utstyrt med en ventil 7, og restproduktene kan fjernes ved enden av prosessen ved hjelp av et rør 9 utstyrt med en ventil 11.
Det superkritiske fluidet kan innføres til ekstraktoren 1 fra en lagringstank 13 ved hjelp av røret 15 utstyrt med pumpen 17 og to ventiler 19 og 21 i en krets 23 som har en første varmeveksler 25, et buffervolum 27, en andre pumpe 29, en andre varmeveksler 31 og ventilene 31, 35 og 37. Tilførselskretsen til det superkritiske fluidet er også utstyrt med en injektor 39 oppstrøms for den andre varmeveksleren 31.
Etter at det superkritiske fluidet har ekstrahert de tunge og lette forbindelsene ledes det ut av ekstraktoren 1 ved hjelp av et rør 41 utstyrt med ventilen 43 inn i nanofiltreringsmodulen 3 som holdes ved en ønsket temperatur ved hjelp av varmeskapet 45.1 nanofiltreringsmodulen blir tilførselen av fluid som inneholder de lette og tunge forbindelsene delt inn i en permeatstrøm som har gått gjennom nanofiltreringsmembranen og som ledes ut ved røret 47 utstyrt med ekspansjonsventilen 49 til en separator 51, og en retentatstrøm som ledes ut av røret 53 utstyrt med ekspansjonsventilen 55 til en separator 57.
I den første separatoren 51 blir den superkritiske permeatstrømmen separert til et fluid i gassfase som sendes ut gjennom røret 59 utstyrt med ekspansjonsventilen 61 og et flytende produkt som tilsvarer den lette forbindelsen eller forbindelsene og som sendes ut gjennom røret 63 utstyrt med ventilen 64.
I separatoren 57 separeres den superkritiske retentatstrømmen til et fluid i gassfase eller superkritisk tilstand, som resirkuleres i den gass- eller superkritiske fluidtilførselskretsen 23 utstyrt med ventilen 65, og til en tung forbindelse eller forbindelser som ledes bort gjennom røret 67 utstyrt med ventil 69.
Denne innretningen omfatter også et rør 71 utstyrt med ventilen 73 for å bringe permeatkretsen opptil ønsket trykk, og røret 75 utstyrt med ventilen 77 for regenerering av nanofiltrasjonsmodulen uten å gå via ekstraktoren 1.
I denne installasjonen er det en krets som opererer ved høye trykk mellom pumpen 29 og nanofiltreringsmodulen 3, lavtrykkskretser korresponderende til permeatstrømmen 47 og medium eller lavtrykkskretser korresponderende til retentatkretsen 53 og til kretsen 23 i den resirkulerende delen og tilførselsdelen til pumpen 29.
Nanofiltreringsmodulen 3 anvendt i denne installasjonen kan ha flere nanofiltreringsmembraner.
Generelt er det anvendt rørformede membraner satt sammen i grupper mellom to støtteplater, hvor de aktive lagene til membranen er det indre laget og hvor det superkritiske fluidet strømmer gjennom de rørformede membranene med trykk P,.
Denne installasjonen fungerer som følgende. Den faste eller flytende fasen som skal behandles føres inn i ekstraktoren 1 gjennom røret 5. Etter stenging av ventilen 7, med ventilene 37, 43, 49 og 55 stengt, åpnes ventilene 33, 35, 73 og 77 slik at fluidet fra tanken 13, dvs. C02, sirkulerer i flytende tilstand i røret 23 opp til pumpen 29, hvor det komprimeres til det ønskede trykket P2på permeatsiden for å tillate en hurtig balansering av trykkene på begge sider av membranene til nanofiltreringsmodulen. Når trykket P2er oppnådd åpnes ventilen 73 og trykket i pipen 75 øker inntil verdien P, oppnås, for å danne en trykkdifferanse som er nødvendig for en tilfredsstillende operasjon av nanofiltreringsmodulen.
Når trykkøkningen er ferdig, stenges ventilen 77 og ventilene 37, 43, 49, 55, 61 og 65 åpnes for å sette igang sirkulasjonen av det superkritiske fluidet inn i ekstraktoren 1 og deretter inn i nanofiltreringsmodulen 3. Dette gir en fraksjonering av det ladede fluidet som passerer ut av ekstraktoren 1 til en permeatstrøm, og hvor de lette forbindelsene separeres i separatoren 51 og hvor karbondioksidgass sendes ut i gasstilstand, og til en retentatstrøm som separeres i separatoren 57 til tunge forbindelser og C02som resirkuleres til kretsen 23.
Ved slutten av operasjonen isoleres ekstraktoren ved å stenge ventilene 37 og 43 og å åpne ventilen 77 for å danne en ren C02sirkulering til membranen for å regenerere den.
Karbondioksidgass etterfylles via tilførselskretsen 23 til ekstraktoren 1 ved hjelp av røret 15 og ved å regulere åpningen av ventilene 19, 21 og pumpen 17 som en funksjon av karbondioksidgassen som sendes ut i atmosfæren gjennom røret 59.
I denne installasjonen, kan varmeskapet 45 holde nanofiltreringsmodulen på temperatur T| (31 til 120°C) og pumpen kan lede C02strømmen med en hastighet på mellom 5 til 30 kg pr. time. Varmeveksleren 31 bringer temperaturen til fluidet til T,, varmeveksleren 25 sikrer bare en forvarming til en temperatur under T,, f.eks. 10°C.
Det er åpenbart mulig å ta prøver fra rørene 63 og 69 for å analysere produktene som oppnås. Hvis nødvendig, er det også mulig å resirkulere produktene som samles i rørene 63 og 69 til ekstraktoren 1 ved hjelp av et termostatisk kontrollert rørsystem (ikke vist), ved å introdusere dem via injektoren 39. Det er også mulig å introdusere gjennom injektoren 39 andre produkter, f.eks. et medløsningsmiddel, hvis dette skulle være nødvendig.
For å teste ytelseskarakteristikken til installasjonen bestemmes permeabiliteten til nanofiltreringsmembranen, og produktene samlet i separatorene 51 og 57 analyseres. Den rene C02-permeabiliteten kan bestemmes ved hjelp av strømningshastighetsmålinger utført ved hjelp av en gassteller og et kronometer på permeatkretsen.
Det er mulig å utføre den samme permeabilitetmåling hvert 15 min gjennom hele operasjonen.
Analysen av produktene samlet i 63 og 67 kan f.eks. skje ved hjelp av kromatografi for å bestemme vekten til de oppsamlede produktene.
Det er derfor mulig å redusere retensjonshastigheten Rc(%) til membranen for en forbindelse, og som uttrykkes ved hjelp av følgende formel:
Rc (%)=[l-(Cpc/Crc]xlOO
hvor Cpcrepresenterer vektforholdet mellom forbindelse c i permeatet og vekten av C02som har gått gjennom membranen og er uttrykt i enheten g av forbindelsen pr. kg C02og Crcrepresenterer vektforholdet mellom forbindelsen c i retentatet, dvs. forholdet mellom vekten av forbindelsen c i retentatet og vekten av C02 som har entret nanofiltreringsmodulen.
På basis av disse analysene, er det også mulig å bestemme selektivitetsfaktoren a som evaluerer separasjonseffektiviteten til forbindelsenC| sammenlignet med en forbindelse c2. Denne bestemmes på basis av følgende formel:
<a>cl/c2<=>(<C>pcl/<C>pc2)</>(<C>rcl</C>rc2).
Når denne faktoren overskrider 1, betyr det at permeatet har blitt anriket med forbindelsen cl5dvs. at det er en foretrukket gjennomgang av nevnte forbindelse gjennom membranen.
De følgende eksemplene illustrerer resultatene oppnådd når prosessen utføres i henhold til oppfinnelsen. I alle disse eksemplene, er C02anvendt som det superkritiske fluidet, og nanofiltreringsmodulen har rørformede organomineralske membraner med en lengde på 15,5 cm, en indre diameter på 0,7 cm og en ekstern diameter på 0,8 cm. De har en Al203a understøttelse, et mesoporøst titandioksydlag og et ytre aktivt lag av Nafion(<R>). De tre membranene som er anvendt, TN 261, TN 288 og TN 292, har de følgende karakteristikker:
1 mm tykk, a-aluminiumoksid understøttelse,
1 u.m tykt Ti02underlag,
0,1 jam tykt aktivt Nafion lag.
I eksemplene som beskrives nedenfor, er en studie av ytelses-karakteristikkene til prosessen i henhold til oppfinnelsen på polyetylenglykoler utført. Disse polyetylenglykolene, PEG's har den generelle formelen H-(OCH2-CH2)n-OH og deres molekylvekt er en funksjon av graden av polymerisasjonen n. Disse eksemplene anvender PEG's som har respektive molekylvekter (g/mol) 200 (PEG 200), 400 (PEG 400) og 600 g/mol (PEG 600) eller etylenglykol.
Karakteristikkene til disse produktene er gitt i den følgende Tabell 1.
For å utføre separasjonen, introduseres det til ekstraktoren (1) 200 eller 300 g av produktene som skal separeres i en stasjonær tilleggsfase bestående av diatomersilika som representerer 1/3 av PEG-blandingen, dvs. 300 g av PEG-blanding og 150 g av kalsitt eller 200 g av blandingen og 100 g av kalsitt. I tilfellet hvor blandingen inneholder PEG 600, er det foretrukket å smelte den i et vannbad ved 50°C.
Eksempel 1 til 3: Studium av sammensetningen til blandingen av to polyetylenglykoler med forskjellig molekylvekt som entrer membranen Nanofiltreringsmembranen utgjøres av membran TN 261. Ekstraksjonen finner sted ved sirkulering av superkritisk C02ved trykk P, og temperatur T, gitt i Tabell 2, og ved å opprettholde en trykkdifferanse (Pj-P2) mellom retentatsiden P, og permeatsiden P2på 3 MPa.
En forhåndsbestemmelse av sammensetningen av ekstraktet inneholdt i C02som en funksjon av P, og T,, og som entrer membranen blir utført.
Resultatene som oppnås er også gitt i Tabell 2. Disse gjør det mulig å optimalisere temperatur Ti og trykk P, betingelsene slik at sammensetningen av det ekstraherte ekstraktet er perfekt kjent og relativt godt balansert i PEG 200 og 600.
Eksempel 4 til 7: Etylenglykol- polyetylenglykol 400 separasjon Disse eksemplene følger den samme operasjonsprosedyren som i eksempel 1 med membran TN 288 og ekstraksjonen finner sted ved en temperatur T, på 60°C og et trykk P]på 31 MPa. Et trykk P2, som varierer mellom 27 og 30 MPa blir anvendt på den andre siden av nanofiltreringsmembranen. Resultatene som oppnås er gitt i tabell 3.
Resultatene i tabell 3 viser at EG/PEG 400 a-selektiviteten er avhengig av trykkdifferansen P, -P2. Dermed, for en trykkdifferanse på 1 MPa, vil etylenglykol gå lettere gjennom membranen enn PEG, slik at permeatet anrikes med etylenglykol i forhold til retentatet. Og når trykkdifferansen er 2 MPa er selektiviteten nær 1, slik at membranen har ikke fungert som en selektiv barriere da den har samme permeabilitet for begge løste produkter. Dette skyldes at begge forbindelsene har en lav molekylvekt sammenlignet med membranens retensjonsmuligheter (oppfangingsterskel 500 til 1000 g/mol).
Eksempel 8 til 11: Separasjon av polyetylenglykol 200 og 600 blandinger Disse eksempler anvender membranen TN 261 som nanofiltreringsmembran med et trykk Pi på 31 MPa, en temperatur T]på 60°C og en trykkdifferanse Pi -P2som varierer mellom 1 og 4 MPa.
Som ovenfor, bestemmes kvantiteten til forbindelsene gjenvunnet i permeatet og retentatet, forbindelsenes vektforhold i permeatet, Cp, i retentatet, Cr, retensjonsnivå R og PEG 200/PEG 600 ct-selektivitet. De oppnådde resultater er gitt i Tabell 4 som viser at den optimale selektiviteten (høyest a) oppnås for AP mellom 2 og 3 MPa.
Eksempel 12 til 15
Disse eksemplene følger operasjonsprosedyrene til eksemplene 8 til 11, men nanofiltreringsmembranen er TN 288 som anvendes ved en trykkdifferanse P, -P2på mellom 1 og 4 MPa. Resultatene som oppnås er gitt i Tabell 5.
Resultatene i Tabell 4 og 5 viser at anrikelsesfaktoren øker med trykkdifferansen som anvendes opptil en begrensende verdi av 4 MPa, og at den optimale verdien oppnås for en trykkdifferanse på 2 MPa for membran TN 288 og 3 MPa for membran TN 261. For en trykkdifferanse på 4 MPa ser det ut som den drivende kraften som anvendes er for stor og leder til en tvunget passasje av begge forbindelsene inn i permeatstrømmen. Det er derfor viktig å begrense trykkdifferansen P]-P2til en lav verdi for å oppnå en optimal separasjon.
Eksempel 16: Fraksjonering av triglycerider
I dette eksemplet behandles smør for fraksjonering av triglycerider.
Det er kjent at det er en betydelig industriell etterspørsel for produksjon av lipid- og kolesterolfrie produkter.
I vann er smør en oljeemulsjon som har en midlere komposisjon som følgende:
- proteiner: 0,7-1%,
- lipider: 81-83%,
- karbohydrater: 0,3-1%,
- mineralsalter: 0,1-0,3%,
- vann: 15-17%.
Lipidene i smør er i alt vesentlig sammensatt av triglycerider (97,5 vekt%), kolesterol utgjør 0,31 vekt%. Triglycerider dannes fra fettsyrer som inneholder mellom 4 og 54 karbonatomer hvor 75% er mettet og danner langkjedede fettsyrer hovedsakelig palmitidsyre (20-30%) og stearinsyre (10%), og kortkjedede fettsyrer med 4-10 karbonatomer (10%), derav er 1/3 smørsyre. Smør inneholder også kolesterol med en konsentrasjon på
250 mg/100 g.
Ifølge oppfinnelsen, vil ekstraksjonen av smør triglycerider ved superkritisk C02finne sted ved et trykk P, på 31 MPa, en temperatur T[på 40°C og et trykk P2på 28 MPa. For ekstraksjonshensikter, innføres 200 g smør og 60 g av diatomesilika inn i ekstraktoren og ekstraksjonen utføres, etterfulgt av separasjonen på nanofiltreringsmembranen i en time med en C02tilførsels-hastighet på 20 kg/time ved anvendelse av membranen TN 292 som nanofiltreringsmembranen.
På slutten av operasjonen analyseres ekstraktene tatt fra separatorene 51 og 57 ved hjelp av gasskromatografi.
For denne hensikt smeltes ekstraktene ved å anvende et vannbad og sentrifugeres i 10 min ved 2500 o/min, etterfulgt av elimineringen av det hvite bunnfallet og oppsamling av det anhydrøse ekstraktet. 300 mg av det anhydrøse ekstraktet løses i 1 ml av isooktan, etterfulgt av injiseringen av 1 ml av løsningen inn i bærergassen (hydrogen) til en gasskromatograf som har en kapillærkolonne av typen C18 og de separerte produktene detekteres ved hjelp av en flamme-ioniseringsdetektor.
Resultatene som er oppnådd på retentatet og permeatet er gitt i Tabell 6. Tabell 6 gir også {5-forholdet som tilsvarer forholdet mellom det betraktede triglyceridet i permeatet i det samme triglyceridet i retentatet. Når (3 er under 1 er triglyceridet holdt igjen av membranen.
Resultatene i Tabell 6 viser at Ø-forholdet er høyere enn 1 for triglycerider under C40, denne gruppen av forbindelser inkluderer også kolesterol.
Eksempel 18: Separering av trigl<y>cerider i fiskeolje
Fiskeolje består hovedsakelig av triglycerider som inneholder fettsyrer med en forskjellig kjedelengde og grad av metning, men med 75-90% mettede fettsyrer. Denne animalske ojen er veldig rik på veldig lange fettsyrer (mer enn 18 karbonatomer), noen er mettede og andre veldig umettede. Det siste (co 3 fettsyrer) vil ha en gunstig effekt på den menneskelige helse. Dette er spesielt tilfelle for eikosapentaeonsyre (C20:5) eller EPA og dokosaheksansyre (C22:6) eller DHA, som leder til en begrensning av trombocyttaggregeringen og senker lipoproteinnivået og dermed forhindrer kardiovaskulære sykdommer.
Det er derfor av interesse å kunne oppnå en fraksjonering rik på langkjedede triglycerider som inneholder EPA og DHA fra fiskeolje.
For å ekstrahere triglycerider fra fiskeolje, ble det anvendt samme betingelser som i eksempel 16 med samme nanofiltreringsmembran. Resultatene som er oppnådd er gitt i Tabell 7.
Betaforholdet er høyere enn 1 opptil C54, dvs. høyere triglycerider C54 har vanskelig for å passere gjennom membranen.
Det er derfor mulig i denne prosessen å separere fiskeolje inn i en tung triglyceridfraksjon, hvor karbonantallet er 54 til 62, ved å utføre prosessen som følgende. Utifrå 20 kg fiskeolje som inneholder 50% (10 kg) av tungfraksjon, oppnås det etter en times behandling 0,5 kg av et permeat som inneholder 45% (0,225 kg) tungfraksjon og 15 kg av retentatet som inneholder 58% (8,7 kg) av den samme fraksjonen. Den nødvendige membranoverflaten for denne operasjonen er 0,3 m , dvs. 1,5 ganger utvekslingsoverflaten til en kommersiell multikanals membran.
Claims (9)
1. En prosess for separering av minst en lett forbindelse som har en molekylvekt fra 50 til 1000 g/mol, fra minst en tung forbindelse som har en molekylvekt som er høyere enn den lette forbindelsen, fra en fast eller flytende fase som inneholder dem,
karakterisert ved at den omfatter de følgende trinnene:
a) kontaktbehandle den faste eller flytende fase med et superkritisk fluid ved et trykk P, som er høyere enn kritisk trykk Pc til fluidet og en temperatur T] som er høyere enn den kritiske temperaturen Tc til fluidet for å ekstrahere de tunge og lette forbindelsene,
b) filtrere det superkritiske fluidet som har ekstrahert forbindelsene gjennom en nanofiltreringsmembran, ved å anvende på den andre siden av membranen et trykk P2 som er lavere enn P,, men høyere enn Pc, for å separere det superkritiske fluidet inn i en lett forbindelsesfri retentatstrøm og en permeatstrøm som består av et lett forbindelsesanriket superkritisk fluid,
c) gjenvinne den lette forbindelsen eller forbindelsene fra permeatstrømmen.
2. En prosess i henhold til krav 1,
karakterisert ved at det superkritiske fluidet er superkritisk C02 .
3. En prosess i henhold til krav 2,
karakterisert ved atP, har en verdi fra 7,3 til 35 MPa og Ti en verdi fra 31 til 120°C.
4. En prosess i henhold til hvilket som helst av kravene 2 og 3, karakterisert ved atP, -P2 er i området 1 til 5 MPa.
5. En prosess i henhold til hvilket som helst av kravene 1-4, karakterisert ved at den lette forbindelsen eller forbindelsene gjenvinnes fra permeatstrømmen ved ekspansjon ved et trykk P3 under Pc, for å fjerne det superkritiske fluidet i gassfase og separere det fra den lette forbindelsen eller forbindelsene som er igjen i den flytende fasen.
6. En prosess i henhold til hvilket som helst av kravene 1-5, karakterisert ved at nanofiltreringsmembranen er en organomineralsk membran som har en porøs uorganisk bærer som er belagt på en side
- med et første uorganisk mesoporøst materiallag med en midlere poreradius under 10 nm, og
- et andre aktivt lag som er plassert på det første mesoporøse laget som har en tykkelse på 0,1 til 1 (im og er laget fra et organomineralsk polymer eller et organisk polymer valgt fra gruppen som består av sulfonerte polysulfoner, polybenzimidazononer, polyvinylidenfluorider podet med diaminoetyl metakrylat og perfluorinerte ionomerer.
7. En prosess i henhold til hvilket som helst av kravene 2-6, karakterisert ved at den lette og tunge forbindelsen er polyetylenglykoler med forskjellige molekylvekter.
8. En prosess i henhold til hvilket som helst av kravene 2-6, karakterisert ved at startfasen er smør eller fiskeolje og at forbindelsene som skal fraksjoneres er langkjedede fettsyrer eller triglycerider.
9. En innretning for utføring av prossen i henhold til hvilket som helst av kravene 1-8,
karakterisert ved at den omfatter:
- en ekstraktor (1) som er i stand til å motta en fast eller flytende fase som inneholder forbindelsen som skal ekstraheres,
- en nanofiltreringsinnretning (3) som har minst en nanofiltreringsmembran,
- midler (23, 29 og 41) for sirkulering av et superkritisk fluid suksessivt inn i ekstraktoren (1) og nanofiltreringsinnretningen (3),
- midler (47, 53) for gjenvinning ved utløpet av nanofiltreringsinnretningen, en permeatstrøm som inneholder en del av de ekstraherte forbindelsene og en retentatstrøm som inneholder den andre delen av de ekstraherte forbindelsene,
- midler (57) for separering fra retentatstrømmen, de helt eller delvis ekstraherte produktene, og for resirkulering inn til ekstraktoren det superkritiske fluidet i ren tilstand eller inneholdende en restdel av de oppløste forbindelsene, og
- midler (51) for separering av de ekstraherte produktene fra permeatstrømmen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9414923A FR2727873B1 (fr) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | Procede et installation de separation de composes lourds et legers par extraction par un fluide supercritique et nanofiltration |
PCT/FR1995/001638 WO1996018445A1 (fr) | 1994-12-12 | 1995-12-11 | Procede et installation de separation de composes lourds et legers, par extraction par un fluide supercritique et nanofiltration |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO972693D0 NO972693D0 (no) | 1997-06-11 |
NO972693L true NO972693L (no) | 1997-08-08 |
Family
ID=9469704
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO972693A NO972693L (no) | 1994-12-12 | 1997-06-11 | Prosess og anlegg for separasjon av lette og tunge komponenter ved ekstruksjon med et superkritisk fluid og nanofiltrering |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5961835A (no) |
EP (1) | EP0797472B1 (no) |
JP (1) | JPH11511688A (no) |
DE (1) | DE69512679T2 (no) |
DK (1) | DK0797472T3 (no) |
ES (1) | ES2139955T3 (no) |
FI (1) | FI972365A (no) |
FR (1) | FR2727873B1 (no) |
NO (1) | NO972693L (no) |
WO (1) | WO1996018445A1 (no) |
Families Citing this family (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5707673A (en) * | 1996-10-04 | 1998-01-13 | Prewell Industries, L.L.C. | Process for extracting lipids and organics from animal and plant matter or organics-containing waste streams |
FR2761899B1 (fr) * | 1997-04-15 | 1999-05-28 | Commissariat Energie Atomique | Procede et installation de filtration tangentielle d'un liquide visqueux |
FR2771947B1 (fr) * | 1997-12-04 | 2000-02-25 | Orelis | Membrane inorganique de filtration modifiee par greffage d'organomineraux et son procede de preparation |
US6113795A (en) * | 1998-11-17 | 2000-09-05 | The University Of Kansas | Process and apparatus for size selective separation of micro- and nano-particles |
FR2790479B1 (fr) * | 1999-03-02 | 2001-04-13 | Commissariat Energie Atomique | Procede de traitement d'une huile utilisant un fluide a l'etat supercritique |
US6264726B1 (en) | 1999-09-30 | 2001-07-24 | Battelle Memorial Institute | Method of filtering a target compound from a first solvent that is above its critical density |
US6551642B2 (en) | 2001-03-08 | 2003-04-22 | Cocotech, Inc. | Process for removing oil from foodstuffs using a membrane filter |
US6506304B2 (en) * | 2001-04-03 | 2003-01-14 | Chung-Sung Tan | Method for the regeneration of supercritical extractant |
ATE413447T1 (de) | 2004-01-30 | 2008-11-15 | Bionovate Ltd | Lösungsmittelextraktion von lipiden aus perna canaliculus |
US20050288485A1 (en) * | 2004-06-24 | 2005-12-29 | Mahl Jerry M | Method and apparatus for pretreatment of polymeric materials utilized in carbon dioxide purification, delivery and storage systems |
EP1792542A1 (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-06 | SCF Technologies A/S | A method for producing a prepared food product having a reduced content of species |
JP2007253090A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Ngk Insulators Ltd | セラミックスフィルター |
EP2699114B1 (en) | 2011-04-22 | 2018-06-06 | PepsiCo, Inc. | Encapsulation of extract in porous particles |
US9835597B2 (en) * | 2012-03-07 | 2017-12-05 | Waters Technologies Corporation | Device capable of pressurization and associated systems and methods |
FR2987756B1 (fr) * | 2012-03-08 | 2016-01-01 | Tournaire Sa | Unite d'extraction a l'eau subcritique et le procede associe |
US8778181B1 (en) | 2013-03-14 | 2014-07-15 | Crititech, Inc. | Equipment assembly for and method of processing particles |
US9925512B2 (en) | 2013-03-14 | 2018-03-27 | Crititech, Inc. | Equipment assembly for and method of processing particles |
US10092855B2 (en) * | 2015-07-16 | 2018-10-09 | Fritz Chess | CO2 extraction and filtration system |
US10596485B2 (en) | 2017-04-03 | 2020-03-24 | Fritz Chess | Multi-functional distiller |
JP7133429B2 (ja) * | 2018-10-19 | 2022-09-08 | 日東電工株式会社 | 水処理システム及び水処理方法 |
WO2021133732A1 (en) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | Apeks Llc | System, method and apparatus for processing organic material |
CN113521795A (zh) * | 2020-04-17 | 2021-10-22 | 郑长义 | 紫色山药活性物质的萃取方法与应用 |
CN114522441A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-05-24 | 广东逢春制药有限公司 | 一种药材超临界节能萃取装置 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4749522A (en) * | 1985-10-31 | 1988-06-07 | Angio-Medical Corporation | Supercritical fluid extraction of animal derived materials |
JPS62129102A (ja) * | 1985-11-29 | 1987-06-11 | Hitachi Ltd | 超臨界ガスによる抽出分離方法及びその装置 |
US4879114A (en) * | 1985-12-20 | 1989-11-07 | Angio-Medical Corporation | Lipids from omentum and methods for cosmetic use |
JPS62158223A (ja) * | 1985-12-29 | 1987-07-14 | Res Assoc Petroleum Alternat Dev<Rapad> | 有機物質の回収方法 |
FR2598717B1 (fr) * | 1986-05-14 | 1988-08-26 | Inst Francais Du Petrole | Procede de desasphaltage d'une huile d'hydrocarbure renfermant de l'asphalte |
JP2711845B2 (ja) * | 1988-01-25 | 1998-02-10 | 株式会社荏原総合研究所 | 分離方法 |
US5340594A (en) * | 1988-09-07 | 1994-08-23 | Omegatech Inc. | Food product having high concentrations of omega-3 highly unsaturated fatty acids |
FR2668077B1 (fr) * | 1990-10-22 | 1992-12-04 | Commissariat Energie Atomique | Membrane d'osmose inverse ou de nanofiltration et son procede de fabrication. |
JPH0568804A (ja) * | 1991-09-10 | 1993-03-23 | Chlorine Eng Corp Ltd | 抽出分離方法 |
US5160044A (en) * | 1992-02-20 | 1992-11-03 | National Tsing Hua University | Process for separating ethanol from aqueous solution |
US5522995A (en) * | 1995-02-28 | 1996-06-04 | Cockrem; Michael C. M. | Process for recovering organic acids from aqueous salt solutions |
US5707673A (en) * | 1996-10-04 | 1998-01-13 | Prewell Industries, L.L.C. | Process for extracting lipids and organics from animal and plant matter or organics-containing waste streams |
-
1994
- 1994-12-12 FR FR9414923A patent/FR2727873B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-12-11 ES ES95942237T patent/ES2139955T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-11 JP JP8518360A patent/JPH11511688A/ja active Pending
- 1995-12-11 DE DE69512679T patent/DE69512679T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-11 US US08/849,541 patent/US5961835A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-12-11 EP EP95942237A patent/EP0797472B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1995-12-11 WO PCT/FR1995/001638 patent/WO1996018445A1/fr active IP Right Grant
- 1995-12-11 DK DK95942237T patent/DK0797472T3/da active
-
1997
- 1997-06-04 FI FI972365A patent/FI972365A/fi unknown
- 1997-06-11 NO NO972693A patent/NO972693L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69512679T2 (de) | 2000-05-31 |
EP0797472B1 (fr) | 1999-10-06 |
EP0797472A1 (fr) | 1997-10-01 |
ES2139955T3 (es) | 2000-02-16 |
US5961835A (en) | 1999-10-05 |
NO972693D0 (no) | 1997-06-11 |
FI972365A0 (fi) | 1997-06-04 |
FR2727873A1 (fr) | 1996-06-14 |
JPH11511688A (ja) | 1999-10-12 |
DK0797472T3 (da) | 2000-04-03 |
WO1996018445A1 (fr) | 1996-06-20 |
DE69512679D1 (de) | 1999-11-11 |
FR2727873B1 (fr) | 1997-01-10 |
FI972365A (fi) | 1997-06-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NO972693L (no) | Prosess og anlegg for separasjon av lette og tunge komponenter ved ekstruksjon med et superkritisk fluid og nanofiltrering | |
Drioli et al. | Progress and new perspectives on integrated membrane operations for sustainable industrial growth | |
TW518248B (en) | Method of separating aromatic hydrocarbons using asymmetric polyimide membrane treated with lubricating oil | |
Vane | Separation technologies for the recovery and dehydration of alcohols from fermentation broths | |
Pabby et al. | Handbook of membrane separations: chemical, pharmaceutical, food, and biotechnological applications | |
Baudot et al. | Liquid‐liquid extraction of aroma compounds with hollow fiber contactor | |
Couto et al. | Development of ion-jelly® membranes | |
EP0480567A1 (en) | Selective aqueous extraction of organics coupled with trapping by membrane separation | |
MXPA05013651A (es) | Separacion selectiva de compuestos de un fluido que utiliza un proceso de separacion de membrana. | |
JPH02293023A (ja) | 膜分離の組合せ方法 | |
TW200800374A (en) | Process for separating components of a multi-component feed stream | |
Omidali et al. | Separation and purification of isobutanol from dilute aqueous solutions by a hybrid hydrophobic/hydrophilic pervaporation process | |
EP0609339B1 (en) | Process for removing alcohol from liquids | |
WO2010096618A1 (en) | Extraction and separation processes for recovery of organic solutes from feed sources and apparatuses for performing same | |
Sagne et al. | A pilot scale study of reverse osmosis for the purification of condensate arising from distillery stillage concentration plant | |
JPH02245289A (ja) | 水浄化方法および装置 | |
JPH06508554A (ja) | 液体廃棄物から有機成分を回収する方法 | |
US6649062B1 (en) | Fluid-membrane separation | |
Sanap et al. | Review on technologies to separate and purify ethyl alcohol from dilute aqueous solutions | |
Ruivo et al. | Supercritical carbon dioxide fractionation of the model mixture squalene/oleic acid in a membrane contactor | |
Ghazali et al. | Enrichment of carotene from palm oil by organic solvent nanofiltration | |
Basile et al. | Pervaporation and membrane contactors | |
Firman et al. | Designing of spiral wound nanofiltration multistage process for oil concentration and solvent recovery from soybean oil/n-hexane miscella | |
US11465066B2 (en) | Installation and method for purifying fluids by distillation | |
JPH06277403A (ja) | 有機溶媒混合液体の分離方法及びその分離装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FC2A | Withdrawal, rejection or dismissal of laid open patent application |