РАЗДЕЛЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ
Мембранная обработка растительных экстрактов
Начинать следует с водного или спиртового экстрактирования, определения целевых компонентов и характеристик примесей. Далее применяется осветление с использованием трубчатой мембраны, при необходимости — фракционирование с применением UF/NF, сегмент концентрирования с применением мембраны, а также непрерывные пилотные испытания для формирования масштабируемой схемы разделения растительных экстрактов.
Параметры исходного потока и выхода продукта обязательно определяют выбор мембраны, направления потоков, пределы концентрации и параметры последующих технологических ступеней. На данной странице не делаются никакие заявления относительно эффективности извлечения, качества продукта или соответствия нормативным требованиям.
Системы на водной, спиртовой и смешанной основе имеют различные требования к материалам, требования к безопасности и параметры извлечения компонентов.
Необходимо определить, какие компоненты следует сохранить, а также какие частицы, коллоиды, белки, пигменты и соли подлежат устранению.
Для определения баланса потоков, параметров допустимого диапазона рабочих условий, процедур очистки и параметров проектирования последующих ступеней используются образцы и результаты пилотных испытаний.
ОПРЕДЕЛИТЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭКСТРАКТА
Необходимо определить среду извлечения до того, как будет установлен состав целевых компонентов и места назначения выхода продукта
Даже для одного растительного сырья различия в экстрагенте, целевых компонентах, условиях партии и требованиях к последующему продукту могут потребовать разных материалов мембран, уровней разделения и режимов работы.
Основной упор делается на коллоиды, белки, полисахариды и пигментные включения
До выбора осветления, фракционирования, обессоливания или концентрирования уточните сырье, температуру экстракции, содержание твердых частиц, вязкость и стабильность целевого компонента.
Использование исходной воды не подразумевает применения определённого типа мембраныНеобходимо совместно утвердить выбор растворителя и параметры инженерной безопасности
Помимо взаимосвязей между компонентами, следует подтвердить уровень концентрации алкоголя, совместимость материалов, требования к защите от взрывов, условия закрытой передачи материалов, необходимые коммуникации, а также место взаимодействия с системой извлечения растворителя
По каждому проекту необходимо определить ответственные стороны за обеспечение безопасности и работу с растворителемСначала необходимо определить, какие компоненты следует удержать, а какие — удалять
Целевой компонент может находиться в осветленном потоке, ретентате или последующей фракции. Одного названия «растительный экстракт» недостаточно, чтобы определить продуктовый поток.
Необходимо определить исходную воду, раствор, суспензию или поток до того, как выбирать оборудование.Границы применения:Для чая, ингредиентов пищевой промышленности и трав, а также экстрактов натуральных продуктов требуется отдельная проверка каждого из них. Мембраны могут использоваться на одной или нескольких стадиях разделения, однако они не обеспечивают автоматически полного извлечения, очистки и получения готового продукта.
ОЦЕНКА ИСХОДНОГО ПОТОКА И ПРОДУКТА
Шесть групп данных определяют задачи мембранной ступени для растительного экстракта
Это предварительные показатели для оценки, которые не являются универсальными условиями применения. Недостаток информации не позволяет прямо определить материал мембраны, размер пор, диапазон MWCO, коэффициент концентрации или состав продуктового потока.
Исходный материал и метод извлечения
Вид и часть растения, партия, экстрагент, температура, время, соотношение твердой и жидкой фаз и способ предварительного разделения.
Целевые компоненты системы
Наименование целевого вещества, молекулярная масса или распределение молекул, метод анализа, чувствительность к теплу и допустимые пределы потерь.
спектр примесей
Частицы, коллоиды, белки, полисахариды, пигменты, танины, соли и прочие сопутствующие компоненты.
Растворитель и его физические свойства.
Концентрация спирта, pH, температура, вязкость, Brix или содержание твердых веществ, поведение при осмотическом давлении и стабильность исходного потока.
Продукт и последующие технологические ступени переработки
Требования к переносу целевого потока на ионообменную смолу, осаждению спиртом, выпариванию, кристаллизации, сушке или другим операциям переработки.
Очистка и безопасность.
Допускаемые средства очистки, материалы, соприкасающиеся с растворителем, извлечение или возврат растворителя, меры противовзрывной защиты, необходимые коммуникации и границы предотвращения перекрестного загрязнения.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЦЕЛЕВОГО КОМПОНЕНТА И ПРИМЕСЕЙ
Выбор мембраны определяется взаимным поведением целевого компонента и примесей.
Одна и та же мембрана может проявлять различное поведение с точки зрения удержания примесей и прохождения раствора в разных растительных экстрактах. Для окончательного выбора технологической схемы необходимо совместно использовать аналитические методы, испытания реального образца и материальный баланс.
Целевые показатели природных компонентов и значения выхода продукта
Сначала определяют, относится ли целевой продукт к осветленному потоку, ретентату или к какому-либо из последующих фракционированных потоков, после чего устанавливают допустимые потери и место назначения выхода продукта.
Нельзя заранее считать, что целевой продукт обязательно находится в экстракте или в одном конкретном мембранном потоке.Проведение испытаний с реальным исходным потоком позволяет определить материал мембраны, порог разделения компонентов и конфигурацию модулей.
Твердые частицы, коллоиды, пигменты, соли и вспомогательные компоненты
Определить, на какой технологической ступени происходит извлечение каждого вида примеси, а также установить, требуется ли использование ионообменной смолы, процесс осаждения с алкоголем или иной устройства для дополнительной очистки, не связанной с применением мембран.
Не следует автоматически считать пермеат отходамиТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА
Необходимо провести отдельную оценку исходной воды и алкогольных растворов перед тем, как сформировать технологическую схему на основе модульных мембран
Данный документ служит основой для инженерных обсуждений. Не каждый проект требует применения всех этапов с использованием мембран, причем такая система не заменяет автоматически ионообменную смолу, процессы осаждения с использованием спиртов, выпаривание, кристаллизацию или сушку.
Уделять особое внимание коллоидам, белкам, полисахаридам, пигментным включениям, вязкости и погрешностям при производстве пакетных партий.
Необходимо одновременно подтвердить уровень концентрации алкоголя, меры защиты от взрывов, условия закрытой перекачки, требования к коммуникациям и параметры извлечения растворителя.
- 01Предварительная обработка и усреднение параметров
Стабилизация концентрации твердых веществ, температуры, удельного потока и условий работы пакетов.
- 02Осветление с использованием трубчатой мембраны
Отделение взвешенных частиц, коллоидов и совместимых макромолекулярных примесей.
- 03UF фракционирование в соответствии с требованиями проекта
Необходимо выбрать уровень разделения в зависимости от распределения целевого компонента и примесей.
- 04NF — очистка в соответствии с требованиями проекта.
Испытания определяют применимость обесцвечивания, обессоливания и фракционирования низкомолекулярных компонентов.
- 05Концентрация и последующие технологические ступени.
Соединяются мембраны для концентрации, ионообменная смола, устройства для осаждения с использованием спирта, аппараты для выпаривания, кристаллизации или сушки.
ВЗАИМОСВЯЗЬ ПОТОКОВ
Необходимо отдельно определить параметры каждого потока: очищенного продукта, ретентата и возвращаемого компонента.
На этой странице не предусмотрено автоматического определения пермеата как продукта или ретентата как отходов. Конечные параметры каждого потока определяются характеристиками целевого компонента, результатами тестов и всей технологической схемы производства.
Исходный поток для извлечения
Записываются исходная вода, среда извлечения, целевые компоненты, твердые включения, примеси, температура и параметры партии.
Осветленный поток.
Определяется степень удержания целевых компонентов, уровень мутности, а также условия их перехода в UF, NF, ионообменную смолу или на этап концентрирования.
Ретентат мембраны
Оценка степени обогащения целевых компонентов или примесей, эффективность извлечения в процессе диафильтрации, а также конечное назначение полученного продукта.
Пермеат и боковые потоки, предназначенные для очистки
Необходимо отдельно определить пермеат с малыми молекулами, потоки для извлечения растворителя или воды, CIP, а также потоки, используемые для замещения компонента.
Для определения содержания целевого компонента, результатов очистки, коэффициента концентрации, выхода продукта и качества потока не существует универсальных значений. Формальные показатели могут быть получены только после проведения испытаний реального образца, пилотных испытаний и заключения технического соглашения.
ЛАБОРАТОРНЫЕ И ПИЛОТНЫЕ ИСПЫТАНИЯ
Для подтверждения фактического места назначения целевых компонентов, примесей и растворителя используется реальный исходный материал
Испытания реального образца позволяют оценить материалы мембран и их классы для сепарации. Пилотные испытания проводятся непрерывно с целью анализа изменчивости при производстве партий, процесса мембранного загрязнения, эффективности восстановления характеристик после мойки, накопления компонентов и характеристик последующих технологических ступеней.
- 01Проведение обзора имеющейся информации.
Необходимо уточнить сведения о сырье, методе извлечения, целевых компонентах, действующей технологии и назначении готового продукта.
- 02Анализ проб.
Следует определить целевые показатели, профиль примесей, растворитель, физические свойства и доступные методы анализа.
- 03Сравнительные испытания мембран
Следует сравнить характеристики удержания, прохождения через мембрану и степени мембранного загрязнения для целевых компонентов и основных примесей.
- 04Материальный баланс в лабораторных условиях
Необходимо фиксировать количество и состав очищенной воды, ретентата, пермеата, а также потоков, получаемых в результате диафильтрации с последующим извлечением компонента.
- 05Пилотные испытания в непрерывном режиме
Следует проверить допустимый диапазон рабочих условий, изменчивость при производстве партий, эффективность восстановления характеристик после мойки, а также влияние условий использования растворителя.
- 06Инженерное масштабирование
Необходимо сформировать параметры проектирования, касающиеся площади мембраны, CIP, требований к безопасности, необходимых коммуникаций и связей с последующими технологическими ступенями.
Необходимо определить распределение целевых компонентов и основных примесей в условиях, согласованных между сторонами.
Количество и состав исходного потока, осветленного потока, ретентата, пермеата и потоков, образующихся в процессе замещения
Динамика удельного потока, характер мембранного загрязнения, совместимость с процедурами очистки, а также данные об устойчивости материалов к воздействию различных факторов
Технические параметры, необходимые для проектирования последующих этапов очистки, концентрации, извлечения растворителя и систем безопасности
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
До начала предварительной оценки требуется наличие полного набора данных о сырье, компонентах и ходе технологической схемы с возможностью их отслеживания
При возможности предоставляются данные как для стандартных, так и для вариативных партий, а также данные, характеризующие процессы запуска, остановки и очистки установки. Данные, связанные с уже реализованными проектами, результатами испытаний и гарантийными показателями для нового проекта, должны сохраняться отдельно
- Исходный материал и метод извлечения
- Растительное сырье и его часть, партия, водная или спиртовая экстракция, концентрация растворителя, температура и продолжительность экстракции
- Производительность и режим работы установки
- Часовой расход, объем партии, рабочий цикл, диапазон колебаний расхода, условия усреднения и хранения
- Целевые компоненты системы
- Название вещества, молекулярная масса или распределение молекул, текущая концентрация, метод анализа, стабильность и допустимые пределы потерь
- Примеси и физические свойства
- Твёрдые частицы, белки, полисахариды, пигменты, соли, pH, температура, вязкость и мутность
- Существующая технологическая схема
- Оценка, подбор и испытания, центрифугирование, фильтр-прессы, осаждение с использованием спирта, ионообменная смола, теплообмен, выпаривание и существующие мембранные системы
- Точки выхода пермеата и ретентата
- Место назначения целевого продукта, направления потока очищенной среды и ретентата, а также требования к извлечению пермеата или его утилизации
- Требования к безопасности и сопутствующим коммуникациям
- Класс взрывозащиты, требования к закрытой системе, возврат растворителя, охлаждение, пар, азот и сопряжение с инфраструктурой площадки
- Проведение проверок и очистка оборудования
- Объем образца для получения, требования к хранению и транспортировке, SDS, CIP, сроки проведения тестов и условия пилотного внедрения
На данной странице не приводятся универсальные показатели выхода продукта, чистоты, степени обесцвечивания, коэффициента концентрации, энергопотребления, стоимости, класса продукта или заключений, касающихся соблюдения нормативов. Для получения точных значений необходимо провести испытания реального образца, выполнить пилотные испытания и заключить техническое соглашение.
ПРОЕКТНЫЙ ОПЫТ
Подтверждены записи, связанные с процессом разделения с использованием мембран для извлечения растительных экстрактов
Приведенные ниже показатели производительности отражают опыт применения мембран в процессах осветления, фракционирования и концентрирования растительных экстрактов. Они не служат основанием для выбора мембран, определения характеристик готового продукта или выдачи гарантий для нового проекта.
Промышленные проекты без указания названия · извлечение растительных и натуральных продуктов
для подготовки к испытаниям и масштабированию технологической схемы используются три данных о производительности из открытых обезличенных данных о реализованном проекте
в опубликованной информации указаны только производительность, тип исходного потока и соответствующие секции мембраны. Данные о заказчике, годе реализации, результатах обработки продукта, выходе продукта, чистоте, энергопотреблении, стоимости и заключениях по нормативным требованиям на этой странице не представлены
необходимо предоставить актуальные данные об экстрактах растительного происхождения
ИНЖЕНЕРНЫЕ ГРАНИЦЫ И БЕЗОПАСНОСТЬ
необходимо подтвердить наличие секции с мембраной в рамках полной системы извлечения, переработки и обеспечения безопасности
Plum предоставляет анализ, проверку, проектирование, решения для интегрированных систем и поддержку при запуске оборудования мембранного блока. Вопросы обработки сырья, безопасности растворителей, технических характеристик продукта и работу не связанных с мембранами узлов отбора требуют уточнения для каждого отдельного проекта.
Возможности PLUM
- Предварительная оценка данных извлечения, целевых компонентов и профилей примесей
- Оценка материалов мембран, их типов, классов разделения и сочетаемых технологических схем
- испытания реального образца, пилотные испытания, а также материальный баланс потока
- интегрированные сегменты мембран, системы циркуляции, CIP, приборная аппаратура и системы управления
- Пусконаладка мембранной установки, обучение персонала, а также поддержка на этапах проектирования предшествующих и последующих технологических ступеней
Подтверждение осуществляется отдельно для каждого проекта.
- Растительное сырье, рецептура экстракции, реагенты и оборудование предшествующей ступени экстракции
- Меры защиты от взрывов, пожарной безопасности, извлечение и обеспечение безопасности при работе с спиртами и другими растворителями
- Ионообменная смола, осаждение с использованием спирта, выпаривание, кристаллизация, сушка и полная технологическая схема производства
- Рецептура и свойства продукта, стандарты качества, требования к контакту с пищевым продуктом и нормативная ответственность
- здания, коммуникации, отходные жидкости и объекты окончательной утилизации
СВЯЗАННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ
Продолжить анализ соответствующих технологических схем использования мембран и возможностей их проверки
Обзор бизнес-аспектов проектаМембранное разделение технологических жидкостей
Можливости пилотных испытанийИспытания реального образца и пилотные испытания
ИНЖЕНЕРНЫЕ ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ
Вопросы и ответы по мембранному разделению растительных экстрактов
Могут ли водные и спиртовые экстракты использовать одну и ту же технологическую схему?
Это неверно. Совместимость растворителей, материалов, требования к безопасности, необходимые коммуникации, целевые компоненты и характеристики примесей могут существенно отличаться, что требует отдельного анализа и тестирования.
Остаётся ли целевой компонент всегда в ретентате мембраны?
Не обязательно. Целевой компонент может находиться в осветленном потоке, ретентате или в каком-либо из последующих фракционированных потоков. Для определения его местоположения необходимы данные о молекулярной массе, результаты аналитических методов и тестирование с реальным исходным потоком.
Какова роль трубчатых мембран в схеме обработки растительных экстрактов?
Трубчатые мембраны обычно используются для разделения частиц, взвешенных тел, коллоидов и совместимых макромолекулярных примесей из экстрактов с высоким содержанием твёрдых веществ, что позволяет получить более стабильный исходный поток для UF, NF, ионообменной смолы или для дальнейшей концентрации. Они не выполняют полностью всю работу по разделению растворённых компонентов.
Требуются ли для каждого проекта мембраны UF, NF и для концентрации?
Нет. Количество и последовательность стадий мембранной установки определяются целевыми компонентами, характеристиками примесей, используемым растворителем, физическими свойствами веществ, параметрами конечного продукта и результатами проведённых тестов.
Могут ли мембраны устранить выпадение спирта, использование ионообменной смолы или процессы выпаривания?
Это нельзя считать универсальным выводом. Мембраны могут выполнять часть функций осветления, фракционирования или предварительного концентрирования, однако в технологической схеме проекта необходимо чётко указать, требуются ли дополнительные устройства, не являющиеся мембранными, и как они взаимосвязаны между собой.
Почему проекты, связанные с экстракцией спиртом, требуют дополнительной информации по вопросам безопасности?
Концентрация спирта влияет на выбор материалов, организацию закрытых процессов передачи сырья, меры защиты от взрывов и пожаров, необходимые коммуникации, а также на границы области извлечения растворителя. Все эти аспекты требуют совместной проверки с заказчиком или EPC.
Могут ли данные проектов 50, 12 и 10 m³/h служить гарантией для нового проекта?
Нет. Эти данные представляют собой лишь анонимные исторические записи о производительности реализованных проектов. Для нового проекта необходимо провести новую верификацию и подтверждение параметров выбора мембран, качества потока сырья, допустимого диапазона рабочих условий и производительности всей системы в техническом соглашении.
Какая информация необходима для первоначальной оценки?
Необходимо указать исходную воду или раствор, концентрацию растворителя, удельный поток или объём партии, целевые компоненты и методы их анализа, содержание твёрдых веществ, белков, полисахаридов, пигментов, солей, pH, температуру, вязкость, действующую технологическую схему, параметры конечного продукта, CIP, требования к безопасности, SDS, а также объём имеющихся образцов.
ЗАПРОС ИСПЫТАНИЙ РАСТИТЕЛЬНОГО ЭКСТРАКТА
Передайте данные экстрактаЗапросить испытания и пилотную проверку
Следует указать максимально полную информацию о сырьевых растительных материалах, средствах экстракции, целевых компонентах, примесях и физических свойствах, существующей технологической схеме, конечном состоянии продукта, параметрах безопасности и объеме имеющихся образцов. Plum изучит предоставленные данные перед тем, как определить порядок сравнительных испытаний мембран, объем проводимых тестов и необходимость в пилотных испытаниях.
Предоставленная информация используется только для предварительной оценки проекта. Она не является обязательством по срокам испытаний, результатам, выходу или чистоте продукта, инженерным показателям, ответственности за безопасность, соответствию нормативным требованиям или объему поставки.