Extraktionstechniken: Statische, Bewegtbett- & Überkritische Fluide

Statische Bettextraktoren

Anwendungsbereiche

• Extraktion von Zucker aus Zuckerrüben
• Gewinnung von Koffein aus Kaffee
• Extraktion ätherischer Öle aus Kräutern
• Ölförderung
• Gewinnung von Pektin aus Früchten

Verwendete Lösungsmittel

Wasser, Hexan, Heptan, Äther, Chloroform, Benzol, Ethanol.

Typen von Statischen Bettextraktoren

Einfachkontakt-Extraktoren

Diese Extraktoren arbeiten diskontinuierlich und bestehen aus einem Tank mit doppeltem Boden. Der Feststoff wird auf dem Doppelboden platziert. Die Flüssigkeit wird über den Feststoff verteilt und fällt durch die Schwerkraft nach unten. Das Lösungsmittel mit dem gelösten Stoff wird extrahiert, entwässert und zurückgeführt. Diese Methode wird typischerweise im kleinen Maßstab eingesetzt.

Mehrfachkontakt-Extraktoren

Hierbei werden mehrere Einheiten in Reihe geschaltet. Zwischen den einzelnen Einheiten können Heizungen platziert werden. Diese Extraktoren werden häufig für die Zuckergewinnung aus Zuckerrüben sowie für die Extraktion von Kaffee, Tee und Ölen verwendet.

Bewegtbett-Extraktoren

Bolmann-Extraktor

Der Bolmann-Extraktor funktioniert ähnlich einem Laufband, unter dem sich mehrere Körbe in einem luftdichten Behälter befinden. Die Körbe werden mit dem zu extrahierenden Stoff befüllt. Das Lösungsmittel wird durch Duschen eingeführt, und die Extraktionslösung mit dem gelösten Stoff sammelt sich am Boden.

Rotocel-Extraktor

Der Rotocel-Extraktor besteht aus einem zylindrischen Tank, der innen in langsam rotierende Zellen unterteilt ist. Außen befindet sich ein fester Tank. Der Feststoff wird besprüht, bevor er abfällt. Dieses System dient zur Gewinnung von Öl aus Rüben.

Hildebrandt-Extraktor

Der Hildebrandt-Extraktor besteht aus zwei senkrechten zylindrischen Türmen, wobei einer höher ist als der andere. Sie sind an der Basis durch einen kurzen horizontalen Zylinder verbunden. Innerhalb der Türme befindet sich eine Schnecke mit perforierten Lamellen. Der kürzere Zylinder dient der Zufuhr des Feststoffs mittels einer Endlosschnecke. Im höchsten Turm wird der Lösungsmittelstrom im Gegenstromprinzip kontrolliert. Dieser Extraktor wird für die Gewinnung von Sojaflocken und Zuckerrübenextrakt verwendet.

Extraktoren mit überkritischen Fluiden

Grundlagen der überkritischen Fluidextraktion

Die Extraktion mit überkritischen Fluiden ist eine innovative Technik, die sowohl für feste als auch für flüssige Stoffe angewendet wird. Dabei werden Substanzen verwendet, die unter normalen Druck- und Temperaturbedingungen Gase sind, aber bei erhöhter Temperatur und höherem Druck in einen überkritischen Zustand übergehen. In diesem Zustand ist es nicht mehr möglich, zwischen flüssiger und gasförmiger Phase zu unterscheiden. Überkritische Fluide zeichnen sich durch eine hohe Dichte, das Fehlen von Oberflächenspannung und eine niedrige Viskosität aus.

Einsatz von CO2 als überkritisches Fluid

Häufig wird Kohlendioxid (CO2) als überkritisches Fluid eingesetzt, da es folgende vorteilhafte Eigenschaften besitzt: Es ist inert, nicht toxisch, nicht brennbar, nicht korrosiv, kostengünstig und weist unter überkritischen Druck- und Temperaturbedingungen sanfte Extraktionseigenschaften auf.

Aufbau und Funktionsweise

Die Ausrüstung besteht aus einem Extraktionstank, in dem die überkritischen Bedingungen aufrechterhalten werden, und einem Expansionsgefäß mit niedrigerem Druck. Das zu extrahierende Material wird in den Hochdruck-Extraktionstank eingebracht. Die gelösten Verbindungen werden aus dem Gas in einer Abscheidekammer durch Abkühlung verflüssigt und anschließend das Gas unter überkritischen Bedingungen wieder unter Druck gesetzt, bevor es in den Extraktionstank zurückgeführt wird.

Anwendungsbereiche

• Die Entfernung von Cholesterin und Triglyceriden aus Eiern, Milch und Fett
• Die Entkoffeinierung von Kaffee
• Die Herstellung von konzentriertem Hopfen zum Brauen
• Die Beseitigung bitterer Geschmacksstoffe

Nachteile

Ein wesentlicher Nachteil sind die hohen Kosten der Anlagen.