Высокий

Технология высокого давления от HERMETIC для экстракции CO2 в процессе декофеинизации Lavazza. (Источник изображения: HERMETIC-Pumpen GmbH)

В сочетании с высокими температурами и чрезвычайно низкой вязкостью жидкости этот процесс предъявляет высокие требования к установленному оборудованию. В качестве циркуляционного насоса используется герметичный мотопомпа, разработанная и изготовленная компанией HERMETIC-Pumpen GmbH. Компактная установка высокого давления, включая оборудование для мониторинга, обеспечивает надежный поток CO2 через кофейные зерна. Благодаря износостойкой и не требующей особого ухода конструкции топампсов кофеин можно извлекать в течение 24 часов без ущерба для срока службы.

Сверхкритический диоксид углерода находится в сверхкритическом состоянии выше критической температуры и давления. Его свойства лежат между свойствами газа и жидкости: он обладает вязкостью, сжимаемостью и диффузией газа, а плотностью и растворимостью жидкости. Он легко проникает в другие вещества и извлекает из них нужные вещества. Благодаря своим природным качествам и чистоте конечного продукта он в основном используется в пищевой и фармацевтической промышленности. Одним из примеров является декофеинизация кофейных зерен.

Lavazza: «естественный» процесс декофеинизации CO2. Декофеинизация — это процесс извлечения кофеина из кофейных зерен, пока они еще зеленые. Lavazza использует только метод CO2. Декофеинизация происходит посредством «естественного» процесса, при котором все элементы, вступающие в контакт с продуктом на различных этапах обработки, пригодны для употребления в пищу.

На заводе Lavazza, расположенном в Поццилли в итальянском регионе Молизе, введенном в эксплуатацию с этой целью в 1991 году, зеленые кофейные зерна сначала набухают путем увеличения их влажности до более чем 35 % с добавлением питьевой воды. Затем зерна направляются в экстрактор (автоклав), где в сверхкритических условиях течет углекислый газ. В ходе этого процесса кофеин извлекается из кофейных зерен, а затем восстанавливается. В конце фазы экстракции в автоклаве, содержащем кофе, сбрасывается давление, и кофе передается на следующую фазу сушки. На этом этапе обработки кофейные зерна сушат до тех пор, пока их влажность не станет менее 11%.

Высокое давление, высокая температура, низкая вязкость Использование CO2 в сверхкритическом агрегатном состоянии является ключом к успешной экстракции кофеина. Преобладающая высокая температура приводит к чрезвычайно высокому давлению пара при самой низкой вязкости. Это представляет собой исключительную задачу для центробежного насоса. Смесь CO2, воды и кофеина также может привести к образованию остатков, проходящих через насос.

Герметично закрытый насос в исполнении для высокого давления Для подачи сверхкритического CO2 через экстрактор Lavazza использует центробежный герметичный насос от HERMETIC-Pumpen GmbH. Многоступенчатый центробежный насос высокого давления типа CAMHV обеспечивает надежную подачу. Условия процесса предусматривают давление более 200 бар, температуру более 80 °C и расход CO2 более 140 м³/ч. В герметичных мотопомпах двигатель и гидравлические компоненты являются частью одного блока, при этом ротор и рабочие колеса расположены на общем валу. Ротор поддерживается радиальными подшипниками со средней смазкой. Статор приводного двигателя отделен от роторной камеры статорной трубкой. Роторная камера образует общее пространство с корпусной частью насоса.

Принцип конструкции с низким износом для круглосуточной непрерывной работы. Благодаря цельной и компактной конструкции герметичный мотопомпа не требует уплотнений вала, обычных подшипников или муфт. Это преимущество перед насосами с механическими уплотнениями, которые более чувствительны к давлению и температуре, преобладающим в процессе экстракции. Насос также работает с очень низким уровнем шума.

ГЕРМЕТИЧНАЯ технология «ZART» (нулевая осевая и радиальная тяга) обеспечивает работу роторного блока без контакта и износа. ZART основан на комплексной балансировке осевого усилия с использованием бесконтактных гидродинамических подшипников скольжения. Насос был установлен в вертикальном положении, чтобы обеспечить низкую вязкость перекачиваемой среды и, как следствие, снижение несущей способности. В этом случае подшипники скольжения несут не функцию поддержки нагрузки ротора, а лишь направляющую функцию. Вес ротора переносится гидростатически. Такая конструкция позволяет ротору работать в непрерывном режиме без износа и механических контактов. Это позволяет осуществлять экстракцию кофеина в непрерывном режиме в течение нескольких лет. Еще одним преимуществом вертикальной установки является облегчение операций по дегазации насоса.