Fest/Flüssig Extraktion

ALLGEMEINE INFORMATIONEN

Fest-Flüssig-Extraktions- oder Auslaugverfahren haben eine sehr lange Tradition und sind in der Lebensmittel-, Pharma- und Chemieindustrie weit verbreitet. Die Grundidee besteht darin, Bestandteile aus einem festen Material mit einem flüssigen Lösungsmittel herauszulösen. Beispiele aus dem Alltag sind die Zubereitung von Kaffee oder Tee, bei der die Aromastoffe mit heißem Wasser aus gemahlenen Kaffeebohnen oder Teeblättern herausgelöst werden. Für pharmazeutische Anwendungen werden auch andere Lösungsmittel wie z. B. Alkohole und Paraffine oder verflüssigte Gase wie Kohlendioxid und Propan verwendet, um Aromen und pharmazeutische Inhaltsstoffe aus natürlichem, hauptsächlich pflanzlichem Material zu gewinnen. In der chemischen Industrie kann fast jedes Lösungsmittel, einschließlich der oben genannten Flüssiggase, als Extraktionsmittel verwendet werden. In der Metallurgie werden häufig auch Säuren für den Auslaugungsprozess verwendet. Ein geeignetes Lösungsmittel muss nicht nur eine hohe Löslichkeit für die betreffende Komponente aufweisen, sondern sollte auch leicht von der extrahierten Komponente zu trennen sein.

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DIE GRUNDLEGENDEN PROZESSSCHRITTE

Fest-Flüssig-Extraktionssysteme von De Dietrich Process Systems ermöglichen nicht nur den Extraktionsprozess selbst, sondern auch die Aufbereitung des Lösungsmittels und die Anreicherung des Extrakts. Werden temperaturempfindliche Substanzen extrahiert, muss besonders darauf geachtet werden, dass während des gesamten Prozesses keine erhöhten Temperaturen auftreten. Dies ist sehr häufig bei der Extraktion von Aromen und Inhaltsstoffen aus natürlichen Rohstoffen der Fall. Der gesamte Extraktionsprozess kann in 3 Verfahren unterteilt werden:

• Vorbereitung des Lösungsmittels
• Extraktionsverfahren selbst
• Vorkonzentration des Extrakts

Die Endreinigung des Extrakts erfolgt in der Regel nach der Fest-Flüssig-Extraktionseinheit.

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HERSTELLUNG DES LÖSUNGSMITTELS

Die Konsistenz und Temperatur des Lösungsmittels hat einen großen Einfluss auf die Ausbeute und die Produktqualität. Eine Möglichkeit, ein Lösungsmittel zu reinigen, ist seine Verdampfung. Dies kann mit elektrischen Heizmänteln für kugelförmige Gefäße oder mit Dampf oder Wärmeträgerflüssigkeiten für Tauchsieder oder ummantelte Gefäße erfolgen. Die anschließende Kondensation der Dämpfe liefert ein gereinigtes Lösungsmittel. Die Temperatur des Kondensats hängt von der Ausrichtung des Kondensators ab. Eine aufsteigende Kondensation liefert das Lösungsmittel bei Siedetemperatur, eine absteigende Variante bei niedrigeren Temperaturen. Ein zusätzlicher Wärmetauscher ermöglicht eine weitere Temperaturanpassung des Lösungsmittels..

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EXTRAKTION

Vor der Chargenextraktion müssen die Feststoffe in die Extraktionsvorrichtung gefüllt werden. Dies kann ein Rührwerksbehälter oder ein Auffangbehälter mit einer internen Rückhaltevorrichtung, einem Träger oder einem Filter für die Feststoffe sein.

Der Fluss der Lösungsmittel durch die Feststoffe erfolgt hauptsächlich in 4 verschiedenen Semi-Batch-Modi:

• Rieselbett - Verrieselung des Lösungsmittels von der Oberseite des Feststoffs zum Boden des Behälters.
• Unterlaufextraktion - die Feststoffe werden mit dem Lösungsmittel geflutet, das von oben nach unten in den Sammelbehälter fließt.
• Überlaufextraktion - die Feststoffe werden mit dem Lösungsmittel überflutet, das von unten nach oben in den Behälter fließt.
• Soxhlet - wiederholte Zyklen der Befüllung von oben und der Entleerung durch den Boden des Behälters.

Nach dem Extraktionsprozess müssen die Feststoffe entnommen, der Sammelbehälter gereinigt und mit frischen Feststoffen für den nächsten Extraktionsprozess neu befüllt werden. Das Produkt des Extraktionsprozesses ist ein Lösungsmittel, das den Extrakt enthält und in einen Behälter geleitet wird.

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