ПРАКТИКА ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Промышленные установки по производству СО2,
рекуперации, очистке и осушки СО2, станция
зарядки баллонов
Рассмотрим более подробно стриппинг-процесс СО2 Stamicarbon. Упрощенная схема процесса представлена на рис. 1.
Рис. 1. Стриппинг-процесс CO2 компании Stamicarbon
Аммиак и диоксид углерода превращаются в карбамид через карбамат аммония при давлении около 14 МПа и температуре 180-185°C. Конверсия аммиака достигает 41%, углекислого газа – 60%. Непрореагировавшие аммиак и диоксид углерода поступают в стриппер, при этом СО2 выступает в роли стиппер-агента. После конденсации СО2 и NH3 идут на рецикл и возвращаются в процесс синтеза. Теплота конденсации используется для выработки пара, поступающего в компрессор СО2.
Данный процесс может иметь различное аппаратурное оформление. На рис. 2 представлена Технология Urea 2000plusTM — синтез с бассейновым конденсатором.
Рис. 2. Технология Urea 2000plus: синтез с бассейновым конденсатором
Данная технология успешно эксплуатируется на производстве карбамида мощностью 2700 тонн/сутки в Китае (CNOOC), запущенном в 2004 году, а также на производстве мощностью 3200 тонн/сутки в Катаре (Qafco IV), запущенном в 2005 году.
Второй вариант осуществления данного процесса предполагает использование бассейнового реактора. Преимуществами синтеза с использованием бассейнового реактора являются:
— в данном случае требуется на 40% меньше поверхности теплообмена по сравнению с вертикальным конденсатором пленочного типа,
— конденсатор ВД и реактор объединены в одном аппарате,
— высота конструкции производства значительно снижается,
— длина трубопроводов ВД из коррозионно-стойкой стали значительно снижается,
— снижение инвестиций,
-легкость в эксплуатации, стабильный синтез нечувствительный к изменению соотношения NH3/CO2 .
На рис. 3 представлена схема данного процесса.
Рис. 3. Технология Urea 2000plus: синтез с затопленным реактором
Рис. 4. Схема бассейнового реактора
На данный момент существуют также разработки мега-установок карбамида, мощностью до 5000 тонн/сутки. Ниже представлена схема мега-установки, предложенная компанией Stamicarbon.
Рис. 5. Мега-производство карбамида (Stamicarbon).
Вариант стриппинг-процесса, предложенный компанией Snamprogetti, предполагает использование аммиака в качестве стриппинг-агента. NH3 и CO2 реагируют с образованием карабмида при давлении 15 МПа и температуре 180°C. Непрореагировавший карбамат разлагается в стриппере под действием аммиака. Упрощенная схема процесса выглядит следующим образом:
Рис. 6. Стриппинг-процесс в токе NH3 компании Snamprogetti
Конечным этапом всех технологических процессов синтеза карбамида является получение гранул товарного карбамида.
В настоящее время диоксид углерода во всех своих состояниях широко используется во всех отраслях промышленности
и агропромышленного комплекса.
Экологически чистые пищевые добавки на основе СО2-технологий.
Пищевыми добавками считаются природные или искусственные вещества и их соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе их изготовления в целях придания им определенных свойств и (или) сохранения качества пищевых продуктов. Специалисты созданных в России прозападных фирм (продающих пищевые добавки) утверждают, что между синтетическими и природными добавками и антиоксидантами нет разницы. Однако в природе каждый витамин, к примеру, встречается в виде как минимум двух изомеров (по-разному закрученных в пространстве молекул). Каждый из них играет свою роль в организме, поэтому витамины-антиоксиданты из натуральных растительных продуктов более активны. Следует включать в свой рацион как можно больше фруктов и овощей, содержащих антиоксиданты, а также биологически активные добавки, содержащие натуральные, не синтетические антиоксиданты из корней, трав и плодов.
В отделе газожидкостных технологий Краснодарского НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции разработана усовершенствованная технология СО2-обработки сырья растительного и животного происхождения.
Для извлечения ценных компонентов из пряно-ароматического и лекарственного сырья наиболее целесообразно применение сжиженных и сжатых газов, а также жидкостей, перегретых относительно параметров окружающей среды. Технология и аппаратурное оформление установок для экстракции растительного сырья с использованием сжиженных газов привлекают все большее внимание работников промышленности и исследователей. Из сжиженных газов, широко используемых в практике (аммиак, аргон, бутан, жидкий диоксид углерода, пропан, хладоны) и смесей сжиженных газов, наибольшее распространение в пищевой промышленности как растворитель получил жидкий диоксид углерода.
В виде жидкости диоксид углерода может быть при давлении от 73,8 102 (критическое давление) до 5,18 102 кПа (тройная точка) и соответствующих температурах от +31,05 до – 56,60 С.
При использовании этого растворителя достигается более полное извлечение эфирных масел и других ароматических и вкусовых веществ, устраняется большинство недостатков, присущих экстракции органическими растворителями и паровой перегонкой.
Применение СО2 – экстрактов в промышленности позволяет получать продукты более высокого качества.
Анализ рыночной ситуации показывает наличие значительного спроса на СО2-экстракты со стороны платежеспособных пищевых предприятий, фармацевтических предприятий, производителей биологически активных добавок, парфюмерно-косметических производств.
Наличие растущего спроса на СО2-экстракты и возможность установления (ввиду низкой себестоимости) привлекательной цены на этот продукт, широко применяемый в пищевой и фармацевтической промышленностях, позволяет предположить полное отсутствие проблемы сбыта продукции даже для двух-трех десятков аналогичных заводов.
Данное производство в сравнении с зарубежными обладает серьезными преимуществами, так как себестоимость экстрактов, полученных в предлагаемом технологическом исполнении, значительно ниже идентичного показателя для экстрактов, произведенных рубежом в виду более низкой стоимости рабочей силы внутри страны и отсутствия таможенных издержек.
Рассматриваемый процесс получения экстракта осуществляется в мягких, щадящих режимах и является экологически чистым. Отсутствие в технологическом процессе сильных минеральных кислот исключает необходимость иметь очистные сооружения. Прибыль от реализации продукции составляет 14089,7 тыс.р. в год. Срок окупаемости вложений 1,14 лет с момента пуска завода в эксплуатацию. Срок строительства — 0,8 года.
Прежде всего следует отметить универсальность установок, на которых можно получать СО2-экстракты практически из любого вида растительного сырья воздушно-сухого состояния. Применяемый растворитель — жидкий диоксид углерода — выгоден с экономической точки зрения, пожаро- и взрывобезопасен. Высокая химическая инертность жидкого диоксида углерода не оказывает корродирующего воздействия на аппаратуру.
Схема установки для получения СО2-экстрактов представлена на рис. 1. Такие установки внедрены на экспериментальном заводе КНИИХП.
На заводе предполагается установить 2 экстракционные установки. Каждая экстракционная установка состоит из 2 экстракторов, работающих периодически (загрузочная емкость каждого экстрактора 30 дм3); испарителя мисцеллы (Fиспар= 2,6 м2); конденсатора газообразной СО2 (Fконденсат. = 3,6 м2), сборников жидкой СО2 , системы трубопроводов и устройства для интенсификации процесса экстракции в виде генератора ЭМП НЧ.
Сырье предварительно измельчают для улучшения дренажных свойств. Размер частиц измельченного сырья 1,5-2 мм, а лепесток, толщиной 0,12-0,16 мм.
Кассеты с измельченным растительным сырьем вставляют в экстракторы. Насыпная плотность 200-300 кг/м3 в зависимости от вида сырья. Экстракторы заполняют сначала газообразным, а затем жидким растворителем из сборников. Контроль заполнения ведется по разности уровней до и после заполнения на установленном на сборнике визуальном указателе уровня.
После залива начинается процесс проточной экстракции под воздействием ЭМП НЧ в диапазоне до 100 Гц: в верхнюю часть экстрактора непрерывно подается растворитель, а через нижний штуцер мисцелла стекает в испаритель. Пары растворителя из испарителя поступают в конденсатор. Сконденсировавшиеся пары растворителя стекают в сборник, откуда вновь направляются в экстрактор.
Процесс экстракции протекает при температуре 22,0-25,0оС, что соответствует давлению насыщенных паров СО2 6,0-7,0 МПа. Температура циркулирующей обогревающей воды в испарителе 43-60оС. Температура охлаждающего водно-солевого раствора, поступающего в конденсатор 12-140С. Время экстракции (время пребывания материала под полным заливом растворителя) устанавливается для каждого вида сырья индивидуально. После стекания всей мисцеллы из экстрактора в испаритель экстракторы отключаются от установки. После отключения экстракторов от установки, давление газообразного диоксида углерода из них сбрасывается на газгольдер и экстрактор отключается от системы трубопроводов.
Из экстракторов вынимают кассеты со стерильным белковым шротом. Момент окончания отгонки растворителя из мисцеллы в испарителе определяют по снижению давления конденсации.
Готовый продукт из нижней части испарителя передавливается в емкость, из которой направляется на фильтрацию, микрокапсуляцию и фасовку.
Пополнение безвозвратных потерь СО2 осуществляется из баллонов. Баллоны термостатируют горячей водой с температурой не более 600С, при этом СО2 испаряется и конденсируется в конденсаторе рассолом с температурой 12-140С. Жидкая СО2 стекает в сборник, откуда самотеком подается в сборник.
Собираемая в газгольдере газообразная СО2 сжижается на установке УВЖС –250 . Конденсатор входит в комплект установки УВЖС – 250. Защита сосудов от превышения давления осуществляется установкой предохранительных клапанов.
Рисунок 1 – Схема установки периодического действия для экстракции растительного сырья жидким диоксидом углерода
1– охлаждающий змеевик; 2 – конденсатор; 3– контрольное отекло; 4– сборная емкость; 5– загрузочные люки; 6 – емкости для паров СО2; 7, 18 – экстракторы; 8 – выгрузочный люк; 9 – насос; 10 – вентиль отбора экстракта; 11 – мешалка; 12 – пленочный дистиллятор; 14 – подопревающая рубашка; 15 – дистиллятор.
По окончании экстракции перекрывают газовые и жидкостные магистрали экстракторов и подают растворитель в газообразном состоянии в ресиверы и в газгольдер. Экстракторы 7, 13 разгружают через нижние люки 8 и после удаления шрота и загрузки свежей порции сырья возобновляют процесс экстракции.
Объемно-планировочные решения здания цеха СО2-экстракции предполагается выполнить в соответствии с требованиями действующих норм и правил, определенных в «Ведомственных нормах технологического проектирования» ВНТП.
В основу объемно-планировочных решений положен принцип максимальной блокировки основных производственных и вспомогательных помещений, разделение людских и грузовых потоков, а также соблюдения санитарных и противопожарных требований.
Внутренняя планировка здания по принципу объединения однородных по функциональному признаку и температурно-влажностному режиму помещений строго увязана с технологической последовательностью производства.
Санитарно-бытовое обслуживание рабочих предусмотрено в отдельном здании АБК, сообщающимся с производственным корпусом надземной переходной галереей.
— Цех экстракции размером в плане 24х48 м
— Котельная с 1 котлом ДЕ-4-14ГМ. топливо – газ.
— Сооружения водопровода в составе:
резервуары хозяйственного, питьевого, производственного и противопожарного водоснабжения емкостью 500мэх2 по типовому проекту 901-4-63.83;
водопроводная насосная станция; фильтры-поглотители.
— Административно-бытовой корпус.
— Трансформаторная подстанция.
— Канализационная насосная станция производительностью 13-150 м3/час, напором 8-60 м по типовому проекту 902-1-138.88.
— Проходная.
— Ограждение площадки.
— Благоустройство территории.
Технологическая линия и технологический процесс позволяют работать на любом сырье без каких-либо изменений в аппаратурном оформлении. При переходе от одного вида сырья к другому необходимо лишь изменить некоторые технологические режимы обработки сырья на стадиях измельчения и экстракции.
В расчетах данного бизнес-плана в качестве сырья приняты сухое растительное сырье.
Режим работы завода обосновывается наличием возможности круглогодичного обеспечения сырьем и принят следующим:
— число часов работы в смену – 8
— число смен работы в сутки – 3
— продолжительность рабочей недели, дней – 6
— число дней работы в году – 280
В производственном процессе обращаются следующие вещества:
— Вода
— Сухое пряно-ароматическое, эфиромасличное и лекарственное сырье
— Моющее средство для мойки оборудования и полов
— Жидкий и газообразный диоксид углерода
Промышленные сточные воды, в соответствии с технологией перед сбросом их в городскую канализационную сеть от экстракционного цеха, характеризуются следующими показателями:
Таблица
N0 |
Параметры сточных вод |
Концентрация сточных вод от проектируемого завода |
1 | РН | 5,5….7,1 |
2 | Твердые взвеси, мг/л | 120,0….350,0 |
3 | Отстаивающиеся материалы, мл/л | Нет |
4 |
Твердые фрагменты |
Нет |
5 | БПК полное (ДВО5), мл/л | 300,0….450,0 |
6 | Температура, 0С | 35,0….40,0 |
7 | Цвет | Соответствует питьевой воде с твердыми взвесями по п.2 |
8 | Химические элементы | В технологии отсутствуют |
9 | Моющие средства:
— натрия карбонат (кальцинированная сода) или другое вещество, мг/л |
Незначительные следы |
Максимальные микробиологические концентрации, допустимые в стоках, соответствуют нормам.
В цехе отсутствуют вещества, загрязняющие атмосферу воздуха и оказывающие воздействие ионизирующим излучением.
Уровни шума в зоне промышленной деятельности цеха в дневное время не превышают 70-80 ДБ и 55 ДВ – в ночное время.
Ввиду отсутствия в технологическом процессе сильных минеральных кислот и оснований, заводу не требуются технологические очистные сооружения.
Расчет годового объема производства готовой продукции сведен в таблицу 1.
Таблица 1
Наименование сырья | Объем переработки сырья, тонн | Выход СО2 –экстракта, % | Объем производства СО2 –экстракта, кг | Объем производства стерильного белкового шрота, кг |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Аир болотный |
1,6 | 5,0 | 80 | 1444 |
Анис обыкновенный | 1,5 | 4,0 | 60 | 1368 |
Арония черноплодная | 4,5 | 4,7 | 211,5 | 4074 |
Береза повислая (листья) | 1,5 | 1,5 | 22,5 | 1403 |
Боярышник кроваво-красный (плоды) | 4,5 | 5,6 | 252 | 4035 |
Боярышник кроваво-красный (цветы) | 1,5 | 4,5 | 67,5 | 1361 |
Брусника обыкновенная (листья) | 1,5 | 4,8 | 72 | 1365 |
Валериана (корень) | 1,5 | 3,2 | 48 | 1379 |
Виноградные косточки | 4,5 | 6,0 | 270 | 4018 |
Гвоздика (почки) | 4,5 | 19,0 | 855 | 3462 |
Гвоздика травяная | 1,5 | 1,4 | 21 | 1405 |
Горец птичий | 1,5 | 2,8 | 42 | 1385 |
Девясил высокий | 4,5 | 4,2 | 189 | 4095 |
Дягиль лекарственный | 4,5 | 3,0 | 135 | 4147 |
Зверобой продырявленный | 4,5 | 3,2 | 144
|
4138 |
Имбирь | 4,5 | 4,1 | 184,5 | 4099 |
Продолжение таблицы 1
Наименование сырья | Объем переработки сырья, тонн | Выход СО2 –экстракта, % | Объем производства СО2 –экстракта, кг | Объем производства стерильного белкового шрота, кг | |
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
Календула лекарственная | 1,5 | 2,9 | 43,5 | 383 | |
Кардамон | 4,5 | 6,3 | 283,5 | 4005 | |
Клевер луговой | 1,5 | 1,3 | 19,5 | 1406 | |
Кориандр посевной | 4,5 | 3,0 | 135 | 4147 | |
Крапива двудомная | 4,5 | 3,5 | 157,5 | 4125 | |
Лавровый лист | 4,5 | 3,1 | 139,5 | 4142 | |
Лен (семена) | 1,5 | 4,8 | 72 | 1356 | |
Лимонник китайский | 1,5 | 4,3 | 64,5 | 1363 | |
Липовый цвет | 1,5 | 1,2 | 18 | 1408 | |
Мелисса | 4,5 | 2,9 | 130,5 | 4151 | |
Можжевельник обыкновенный (плоды) | 1,5 | 4,0 | 60 | 1368 | |
Морковь посевная (семена) | 1,5 | 4,0 | 60 | 1368 | |
Мускатный орех | 1,5 | 9,2 | 138 | 1294 | |
Мята перечная | 1,5 | 2,8 | 42 | 1385 | |
Облепиха | 4,5 | 6,8 | 306 | 3984 | |
Овес (трава) | 1,5 | 1,3 | 19,5 | 1406 | |
Петрушка (семена) | 1,5 | 5,0 | 75 | 1354 | |
Пихта (хвоя) | 1,5 | 3,0 | 45 | 1382 | |
Подорожник большой | 1,5 | 2,5 | 37,5 | 1389 | |
Пустырник (трава) | 1,5 | 2,1 | 31,5 | 1395 | |
Расторопша (семена) | 4,5 | 5,3 | 238,5 | 4048 | |
Ромашка аптечная | 4,5 | 2,5 | 112,5 | 4168 | |
Ростки ячменя | 1,5 | 4,7 | 211,5 | 4074 | |
Сельдерей (корень) | 1,5 | 3,1 | 46,5 | 1380 | |
Наименование сырья | Объем переработки сырья, тонн | Выход СО2 –экстракта, % | Объем производства СО2 –экстракта, кг | Объем производства стерильного белкового шрота, кг | |
Смородина черная (листья) | 1,5 | 1,5 | 22,5 | 1404 | |
Смородина черная (плоды) | 1,5 | 4,2 | 63 | 1365 | |
Солодка голая (корень) | 1,55 | 3,2 | 49,6 | 1425 | |
Сосна обыкновенная (хвоя) | 1,5 | 2,8 | 42 | 1385 | |
Тмин | 4,5 | 6,0 | 270 | 4018 | |
Тыква обыкновенная (семена) | 4,5 | 8,0 | 360 | 3933 | |
Тысячелистник обыкновенный | 1,6 | 1,1 | 17,6 | 1503 | |
Укроп огородный | 1,5 | 3,0 | 45 | 1382 | |
Фенхель обыкновенный | 1,5 | 5,0 | 75 | 1354 | |
Хмель обыкновенный | 4,5 | 7,0 | 315 | 3976 | |
Чабрец (тимьян) | 1,5 | 2,0 | 30 | 1397 | |
Чай зеленый | 4,5 | 1,2 | 54 | 4224 | |
Шалфей лекарственный | 1,5 | 2,0 | 30 | 1397 | |
Шиповник коричный | 4,5 | 7,6 | 342 | 3950 | |
Эвкалипт (листья) | 1,5 | 3,3 | 49,5 | 1378 | |
Элеутерококк колючий (корень) | 1,0 | 2,9 | 29 | 922 | |
Итого | 146,75 | — | 6935,2 | 135672 | |
Расчет выручки от реализации готовой продукции сведен в таблицу 2
Таблица 2.
Наименование сырья | Годовой объем производства СО2 –экстракта/
стер.белк.шрота, кг |
Цена реализации
за 1 кг СО2 –экстракта/ стер.белк.шрота, руб. |
Выручка от
Реализации продукции СО2 –экстракта/ стер.белк.шрота, руб. |
1 | 2 | 3 | 4 |
Аир болотный | 80/1444 | 8060/14,5 | 644800/20938 |
Анис обыкновенный | 60/1368 | 4200/6 | 252000/8208 |
Арония черноплодная | 211,5/4074 | 4250/7,5 | 898875/30555 |
Береза повислая (листья) | 22,5/1403 | 4540/0,2 | 95625/280,6 |
Боярышник кроваво-красный (плоды) | 252/4032 | 4950/12 | 1247400/48384 |
Боярышник кроваво-красный (цветы) | 67,5/1361 | 3976/13,5 | 268380/18373,5 |
Брусника обыкновенная (листья) | 72/1365 | 6950/10 | 644400/13650 |
Валериана (корень) | 48/1379 | 5060/16 | 286080/22064 |
Виноградные косточки | 270/4018 | 4080/0,3 | 1210410/1205,4 |
Гвоздика (почки) | 855/3462 | 2335/12 | 1996425/41544 |
Гвоздика травяная | 21/1405 | 2576/0,6 | 54096/843 |
Продолжение таблицы 2
Наименование сырья | Годовой объем производства СО2 –экстракта/
стер.белк.шрота, кг |
Цена реализации
за 1 кг СО2 –экстракта/ стер.белк.шрота, руб. |
Выручка от
Реализации продукции СО2 –экстракта/ стер.белк.шрота, руб. |
1 | 2 | 3 | 4 |
Горец птичий | 42/1385 | 2698/0,7 | 113316/969,5 |
Девясил высокий | 189/4095 | 3500/8 | 661500/32760 |
Дягиль лекарственный | 135/4147 | 6750/14 | 911250/58058 |
Зверобой продырявленный | 144/4138 | 3986/10,5 | 573984/43449 |
Имбирь | 184,5/4099 | 4560/9 | 841320/36891 |
Календула лекарственная | 43,5/1383 | 3980/7 | 173130/9681 |
Кардамон | 283,5/4005 | 6300/12,5 | 2126250/50062,5 |
Клевер луговой | 19,5/1406 | 7200/10 | 179400/14060 |
Кориандр посевной | 135/4147 | 2538/7 | 342630/29029 |
Крапива двудомная | 157,5/4125 | 3976/12 | 626220/49500 |
Лавровый лист | 139,5/4142 | 4544/8 | 633888/33136 |
Лен (семена) | 72/1356 | 6400/7 | 460800/9492 |
Лимонник китайский | 64,5/1363 | 3976/10 | 256452/13630 |
Липовый цвет | 18/1408 | 4544/13 | 81792/18304 |
Мелисса | 130,5/4151 | 7755/9 | 1012027,5/37359 |
Можжевельник обыкновенный (плоды) | 60/1368 | 7200/3 | 432000/4104 |
Морковь посевная (сем.) | 60/1368 | 3150/5 | 189000/6840 |
Продолжение таблицы 2
Наименование сырья | Годовой объем производства СО2 –экстракта/
стер.белк.шрота, кг |
Цена реализации
за 1 кг СО2 –экстракта/ стер.белк.шрота, руб. |
Выручка от
Реализации продукции СО2 –экстракта/ стер.белк.шрота, руб. |
1 | 2 | 3 | 4 |
Мускатный орех | 138/1294 | 5388/16 | 743544/20704 |
Мята перечная | 42/1385 | 4713/13 | 167946/18005 |
Облепиха | 306/3984 | 4850/12 | 1484100/47808 |
Овес (трава) | 19,5/1406 | 1658/1 | 32331/1406 |
Петрушка (семена) | 75/1354 | 2337/8 | 175275/10832 |
Пихта (хвоя) | 45/1382 | 2556/2 | 115020/2764 |
Подорожник большой | 37,5/1389 | 3900/6 | 146250/8334 |
Пустырник (трава) | 31,5/1395 | 2450/0,8 | 77175/1116 |
Расторопша (семена) | 238,5/4048 | 8050/13 | 2373075/52624 |
Ромашка аптечная | 112,5/4168 | 5725/10 | 756562,5/41680 |
Ростки ячменя | 211,5/4074 | 3656/12 | 773244/48888 |
Сельдерей (корень) | 46,5/1380 | 3600/11 | 167400/15180 |
Смородина черная (листья) | 22,5/1404 | 2272/2 | 51120/2808 |
Смородина черная (плоды) | 63/1365 | 3692/10 | 232596/13650 |
Солодка голая (корень) | 49,6/1425 | 4560/12 | 226176/17100 |
Сосна обыкновенная (хвоя) | 42/1385 | 3408/3 | 143136/4155 |
Продолжение таблицы 2
Наименование сырья | Годовой объем производства СО2 –экстракта и белкового шрота,
кг |
Цена реализации
за 1 кг СО2 –экстракта и белкового шрота, руб. |
Выручка от реализации
продукции СО2 –экстракта и белкового шрота, руб. |
1 | 2 | 3 | 4 |
Тмин | 270/4018 | 3756/12 | 1014120/48216 |
Тыква обыкновенная (семена) | 360/3933 | 7950/10 | 3222000/39330 |
Тысячелистник обыкновенный | 17,6/1503 | 3920/6 | 68992/9018 |
Укроп огородный | 45/1382 | 2840/5 | 127800/6910 |
Фенхель обыкновенный | 75/1354 | 3692/13 | 276900/17602 |
Хмель обыкновенный | 315/3976 | 3980/15 | 1253700/59640 |
Чабрец (тимьян) | 30/1397 | 2800/5 | 84000/6985 |
Чай зеленый | 54/4224 | 3990/15 | 215460/16764 |
Шалфей лекарственный | 30/1397 | 4544/12 | 136320/16764 |
Шиповник коричный | 342/3950 | 4500/11 | 1539000/43450 |
Эвкалипт (листья) | 49,5/1378 | 4747/14 | 234976,5/19292 |
Элеутерококк колючий (корень) | 29/922 | 5970/14,1 | 173130/13000,2 |
Итого | 6935,2/135672 | — | 28104799,5/1257395,7 |
Итого выручка от реализации: 28104799,5+1257395,7=34562195,2 р.
Расчет потребности и стоимости сырья сведен в таблицу 3.
Таблица 3
Наименование сырья | Кол-во, тонн | Стоимость 1 кг, руб. | Стоимость всего, руб. |
1 | 2 | 3 | 4 |
Аир болотный | 1,6 | 50 | 80000 |
Анис обыкновенный | 1,5 | 50 | 75000 |
Арония черноплодная | 4,5 | 30 | 135000 |
Береза повислая (листья) | 1,5 | 7 | 10500 |
Боярышник кроваво-красный (плоды) | 4,5 | 40 | 180000 |
Боярышник кроваво-красный (цветы) | 1,5 | 120 | 180000 |
Брусника обыкновенная (листья) | 1,5 | 110 | 165000 |
Валериана (корень) | 1,5 | 140 | 210000 |
Виноградные косточки | 4,5 | 10 | 45000 |
Гвоздика (почки) | 4,5 | 117 | 526500 |
Гвоздика травяная | 1,5 | 8 | 12000 |
Горец птичий | 1,5 | 25 | 37500 |
Девясил высокий | 4,5 | 40 | 180000 |
Дягиль лекарственный | 4,5 | 140 | 630000 |
Зверобой продырявленный | 4,5 | 40 | 180000 |
Имбирь | 4,5 | 70 | 315000 |
Календула лекарственная | 1,5 | 80 | 120000 |
Кардамон | 4,5 | 114 | 513000 |
Клевер луговой | 1,5 | 6 | 9000 |
Кориандр посевной | 4,5 | 50 | 22500 |
Крапива двудомная | 4,5 | 25 | 112500 |
Лавровый лист | 4,5 | 38 | 171000 |
Лен (семена) | 1,5 | 50 | 75000 |
Продолжение таблицы3
Наименование сырья | Кол-во, тонн | Стоимость 1 кг, руб. | Стоимость всего, руб. |
1 | 2 | 3 | 4 |
Лимонник китайский | 1,5 | 50 | 75000 |
Липовый цвет | 1,5 | 180 | 270000 |
Мелисса | 4,5 | 80 | 360000 |
Можжевельник обыкновенный (плоды) | 1,5 | 60 | 90000 |
Морковь посевная (семена) | 1,5 | 54 | 81000 |
Мускатный орех | 1,5 | 224 | 336000 |
Мята перечная | 1,5 | 50 | 75000 |
Облепиха | 4,5 | 40 | 180000 |
Овес (трава) | 1,5 | 7 | 10500 |
Петрушка (семена) | 1,5 | 32 | 48000 |
Пихта (хвоя) | 1,5 | 15 | 22500 |
Подорожник большой | 1,5 | 35 | 52500 |
Пустырник (трава) | 1,5 | 70 | 105000 |
Расторопша (семена) | 4,5 | 100 | 450000 |
Ромашка аптечная | 4,5 | 70 | 315000 |
Ростки ячменя | 1,5 | 30 | 45000 |
Сельдерей (корень) | 1,5 | 90 | 135000 |
Смородина черная (листья) | 1,5 | 7 | 10500 |
Смородина черная (плоды) | 1,5 | 40 | 60000 |
Солодка голая (корень) | 1,55 | 40 | 62000 |
Сосна обыкновенная (хвоя) | 1,5 | 10 | 15000 |
Тмин | 4,5 | 47 | 211500 |
Тыква обыкновенная (семена) | 4,5 | 35 | 157500 |
Продолжение таблицы3
Наименование сырья | Кол-во, тонн | Стоимость 1 кг, руб. | Стоимость всего, руб. | ||
1 | 2 | 3 | 4 | ||
Тысячелистник обыкновенный | 1,6 | 20 | 32000 | ||
Укроп огородный | 1,5 | 50 | 75000 | ||
Фенхель обыкновенный | 1,5 | 50 | 75000 | ||
Хмель обыкновенный | 4,5 | 150 | 675000 | ||
Чабрец (тимьян) | 1,5 | 50 | 75000 | ||
Чай зеленый | 4,5 | 150 | 675000 | ||
Шалфей лекарственный | 1,5 | 70 | 105000 | ||
Шиповник коричный | 4,5 | 40 | 180000 | ||
Эвкалипт (листья) | 1,5 | 45 | 67500 | ||
Элеутерококк колючий (корень) | 1,0 | 150 | 150000 | ||
Итого | 146,75 | — | 9261000 | ||
Дополнительные затраты на основные материалы при производстве микрокапсул смесей СО2-экстрактов лекарственных растений пролонгированного действия будут следующие: на дезодорированное растительное масло 3,142 тыс.р., на пищевой желатин 1,273 тыс.р., на гидроколлоиды 0,978 тыс.р.
Очень важна антибактериальная роль СО2-экстрактов, как концентратов биологически активных веществ пряно-ароматических и лекарственных растений.
В газообразном состоянии (углекислый газ)
В пищевой промышленности
- Для создания инертной бактериостатичной и фунгистатичной атмосферы (при концентрации свыше 20%):
· при переработке растительных и животных продуктов;
· при упаковке пищевых продуктов и медицинских препаратов для значительного увеличения срока их хранения;
· при разливе пива, вина и соков как вытесняющий газ.
2. В производстве безалкогольных напитков и минеральных вод (сатурация).
3. В пивоварении и производстве шампанского и шипучих вин (карбонизация).
4. Приготовление газированных воды и напитков сифонами и сатураторами, для персонала горячих цехов и в летнее время.
5. Использование в торговых автоматах при продаже газ.воды в розлив и при ручной торговле пивом и квасом, газированными водой и напитками.
6. При изготовлении газированных молочных напитков и газированных фруктово-ягодных соков («игристые продукты»).
7. В производстве сахара (дефекация – сатурация).
8. Для длительной консервации фруктовых и овощных соков с сохранением запаха и вкуса свежевыжатого продукта путём насыщения СО2 и хранения под высоким давлением.
9. Для интенсификации процессов осаждения и удаления солей винной кислоты из вин и соков (детартация).
10. Для приготовления питьевой опреснённой воды фильтрационным методом. Для насыщения бессолевой питьевой воды ионами кальция и магния.
В производстве, хранении и переработке сельскохозяйственной продукции
- Для увеличения срока хранения пищевых продуктов, овощей и фруктов в регулируемой атмосфере (в 2-5 раз).
12. Хранение срезанных цветов 20 и более дней в атмосфере углекислого газа.
13. Хранение круп, макарон, зерна, сухофруктов и других продуктов питания в атмосфере углекислого газа, для предохранения их от повреждения насекомыми и грызунами.
14. Для обработки плодов и ягод перед закладкой на хранение, что препятствует развитию грибковых и бактериальных гнилей.
15. Для насыщения под высоким давлением нарезанных или целиковых овощей, что усиливает вкусовые оттенки («игристые продукты») и улучшает их сохраняемость.
16. Для улучшения роста и повышения урожайности растений в защищённом грунте.
На сегодняшний день в овощеводческих и цветоводческих хозяйствах России остро стоит вопрос об осуществлении подкормок углекислым газом растений в защищённом грунте. Дефицит СО2 является более серьёзной проблемой, чем дефицит элементов минерального питания. В среднем, растение синтезирует из воды и углекислого газа 94% массы сухого вещества, остальные 6% растение получает из минеральных удобрений! Низкое содержание углекислого газа сейчас является фактором, ограничивающим урожайность (в первую очередь при малообъёмной культуре). В воздухе теплицы площадью 1 га содержится около 20 кг СО2. При максимальных же уровнях освещения в весенние и летние месяцы потребление СО2 растениями огурца в процессе фотосинтеза может приближаться к 50 кг·ч/га (т.е. до 700 кг/га СО2 за световой день). Образующийся дефицит лишь частично покрывается за счёт притока атмосферного воздуха через фрамуги и неплотности ограждающих конструкций, а также за счёт ночного дыхания растений. В грунтовых теплицах дополнительным источником углекислого газа является грунт, заправленный навозом, торфом, соломой или опилками. Эффект обогащения воздуха теплицы углекислым газом зависит от количества и вида этих органических веществ, подвергающихся микробиологическому разложению. Например, при внесении опилок, смоченными минеральными удобрениями, уровень углекислого газа в первое время может достигать высоких значений ночью, и днём при закрытых фрамугах. Однако в целом этот эффект недостаточно велик и удовлетворяет лишь часть потребности растений. Основным недостатком биологических источников является кратковременность повышения концентрации углекислого газа до желаемого уровня, а также невозможность регулирования процесса подкормки. Нередко в грунтовых теплицах в солнечные дни при недостаточном воздухообмене содержание СО2 в результате интенсивного поглощения растениями может упасть ниже 0,01% и фотосинтез практически прекращается! Недостаток СО2 становится основным из факторов, ограничивающих ассимиляцию углеводов и соответственно рост и развитие растений. Полностью покрыть дефицит возможно только за счёт использования технических источников углекислого газа.
17. Производство микроводорослей для скота. При насыщении воды углекислотой в установках автономного выращивания водорослей, значительно (в 4-6 раз) возрастает скорость водорослей.
18. Для повышения качества силоса. При силосовании сочных кормов искусственное введение в растительную массу СО2 предотвращает проникновение кислорода из воздуха, что способствует образованию высококачественного продукта, с благоприятным соотношением органических кислот повышенным содержанием каротина и переваримого протеина.
19. Для безопасной дезинсекции продовольственных и непродовольственных продуктов. Атмосфера, содержащая более 60% углекислого газа в течении 1-10 дней (в зависимости от температуры) уничтожает не только взрослых насекомых, но их личинки и яйца. Настоящая технология применима к продуктам с содержанием связанной воды до 20%, как то зерно, рис, грибы, сухофрукты, орехи и какао, комбикорма и многое другое.
20. Для тотального уничтожения мышевидных грызунов путём кратковременного заполнения газом нор, хранилищ, камер (достаточная концентрация 30% углекислого газа).
21. Для анаэробной пастеризации кормов для животных, в смеси с водяным паром при температуре, не превышающей 83оС – как замена гранулированию и экструдированию, не требующая больших энергетических затрат.
22. Для усыпления птицы и некрупных животных (свиньи, телята, овцы) перед забоем. Для анестезии рыбы при перевозке.
23. Для наркотизации пчелиных и шмелиных маток в целях ускорения начала яйцекладки.
24. Для насыщения питьевой воды для кур, что значительно снижает отрицательное воздействие повышенных летних температур на птицу, способствует утолщению скорлупы яиц и укреплению костяка.
25. Для насыщения рабочих растворов фунгицидов и гербицидов для лучшего действия препаратов. Этот способ позволяет уменьшить расход раствора на 20-30%.
В медицине
- а) в смеси с кислородом как стимулятор дыхания (в концентрации 5%);
б) для сухих газированных ванн (в концентрации 15-30%) в целях снижения артериального давления и улучшения кровотока.
27. Криотерапия в дерматологии, сухие и водяные углекислотные ванны в бальнеолечении, дыхательные смеси в хирургии.
В химической и бумажной промышленности
- Для производства соды, углеаммонийных солей (применяются в качестве удобрений в растениеводстве, добавок в корм жвачным животным, вместо дрожжей в хлебопечении и в мучных кондитерских изделиях), свинцовых белил, мочевины, оксикарбоновых кислот. Для каталитического синтеза метанола и формальдегида.
29. Для нейтрализации щелочных сточных вод. Благодаря эффекту самобуферизации раствора, точное регулирование pH позволяет избежать коррозии оборудования и сточных труб, нет образования ядовитых побочных продуктов.
30. В производстве бумаги для обработки пульпы после щелочного беления (повышает на 15% эффективности процесса).
31. Для увеличения выхода и улучшения физико-механических свойств и белимости целлюлозы при кислородно-содовой варке древесины.
32. Для очистки теплообменников от накипи и предотвращения её образования (комбинация гидродинамического и химического способов).
В строительной и прочих отраслях промышленности
- Для быстрого химического отвердения пресс-форм для стального и чугунного литья. Подача углекислоты в литейные формы в 20-25 раз ускоряет их твердение по сравнению с тепловой сушкой.
34. Как вспенивающий газ при производстве пористых пластиков.
35. Для упрочнения огнеупорного кирпича.
36. Для сварочных полуавтоматов при ремонте кузовов пассажирских и легковых автомобилей, ремонте кабин грузовых автомобилей и тракторов и при эл.сварке изделий из тонколистовых сталей.
37. При изготовлении сварных конструкций с автоматической и полуавтоматической электросваркой в среде углекислоты как защитного газа. По сравнению со сваркой штучным электродом возрастает удобство работы, производительность повышается в 2-4 раза, стоимость 1 кг наплавленного металла в среде СО2 в два с лишним раза ниже по сравнению с ручной дуговой сваркой.
38. В качестве защитной среды в смесях с инертными и благородными газами при автоматизированной сварке и резке металла, благодаря которой получаются швы очень высокого качества.
39. Зарядка и перезарядка огнетушителей, для противопожарного оборудования. В системах пожаротушения, для заполнения огнетушителей.
40. Зарядка баллончиков для газобаллонного оружия и сифонов.
41. Как газ-распылитель в аэрозольных баллончиках.
42. Для заполнения спортивного инвентаря (мячей, шаров и т.п.).
43. В качестве активной среды в медицинских и промышленных лазерах.
44. Для точной калибровки приборов.
В добывающей промышленности
- Для разупрочнения углепородного массива при добыче каменного угля в удароопасных пластах.
46. Для проведения взрывных работ без образования пламени.
47. Повышение эффективности нефтедобычи при добавлении углекислоты в нефтяные пласты.
В жидком состоянии (низкотемпературная углекислота)
В пищевой промышленности
- Для быстрого замораживания, до температуры -18оС и ниже, пищевых продуктов в контактных скороморозильных аппаратах. Наряду с жидким азотом жидкий диоксид углерода наиболее подходит для прямого контактного замораживания различных видов продуктов. Как контактный хладагент, он привлекателен дешевизной, химической пассивностью и термической стабильностью, не коррозирует металлических узлов, не горюч, не опасен для персонала. На движущийся на ленте транспортёра продукт из сопел подаётся определёнными порциями жидкая углекислота, которая при атмосферном давлении мгновенно превращается в смесь сухого снега и холодного углекислого газа, при этом вентиляторы постоянно перемешивают газовую смесь внутри аппарата, которая в принципе способна охладить продукт от +20оС до -78,5оС за несколько минут. Использование контактных скороморозильных аппаратов имеет ряд принципиальных преимуществ по сравнению с традиционной технологией заморозки:
· время заморозки сокращается до 5-30 минут; быстро прекращается ферментативная активность в продукте;
· хорошо сохраняется структура тканей и клетки продукта, поскольку кристаллы льда формируются значительно меньших размеров и практически одновременно в клетках и в межклеточном пространстве тканей;
· при медленной заморозке в продукте появляются следы жизнедеятельности бактерий, в то время как при шоковой заморозке они просто не успевают развиться;
· потери массы продукта в результате усушки составляют всего 0,3-1% (против 3-6%);
· легко улетучивающиеся ценные ароматические вещества сохранятся в значительно больших количествах. По сравнению с замораживанием жидким азотом, при замораживании диоксидом углерода:
· не наблюдается растрескивание продукта из-за слишком большого перепада температуры между поверхностью и сердцевиной замораживаемого продукта
· в процессе замораживания СО2 проникает в продукт и во время размораживания защищает его от окисления и развития микроорганизмов. Плоды и овощи, подвергнутые быстрой заморозке и фасовке на месте, наиболее полно сохраняют вкусовые достоинства и питательную ценность, все витамины и биологически активные вещества, что дает возможность широко применять их для производства продуктов для детского и диетического питания. Немаловажно, что для приготовления дорогостоящих замороженных смесей может быть успешно использована нестандартная плодоовощная продукция. Скороморозильные аппараты на жидком диоксиде углерода компактны, просты по устройству и недороги в эксплуатации (при наличии рядом источника дешёвой жидкой углекислоты). Аппараты существуют в мобильном и стационарном варианте, спирального, тоннельного и шкафного типа, чем представляют интерес для сельскохозяйственных производителей и переработчиков продукции. Особенно они удобны, когда производство требует замораживания различных пищевых продуктов и сырья при различных температурных режимах (-10…-70оС). Быстрозамороженные продукты можно подвергнуть сушке в условиях глубокого вакуума – сублимационной сушке. Продукты, высушенные этим способом, отличаются высоким качеством: сохраняют все питательные вещества, обладают повышенной восстанавливающей способностью, имеют незначительную усадку и пористое строение, сохраняют естественный цвет. Сублимированные продукты в 10 раз легче исходных за счет удаления из них воды, они очень долго сохраняются в герметичных пакетах (особенно при заполнении пакетов углекислым газом) и могут дёшево доставляться в самые отдаленные районы. - Для быстрого охлаждения свежих пищевых продуктов в упакованном и неупакованном виде до +2…+6оС. При помощи установок, работа которых похожа на работу скороморозильных аппаратов: при инжекции жидкой углекислоты образуется мельчайший сухой снег, которым продукт обрабатывается определённое время. Сухой снег – эффективное средство быстрого снижения температуры, не приводящее к высыханию продукта, как воздушное охлаждение, и не повышающее его влагосодержание, как это происходит при охлаждении водяным льдом. Охлаждение сухим снегом обеспечивает необходимое снижение температуры всего за несколько минут, а не часов, как при обычном охлаждении. Сохраняется и даже улучшается естественный цвет продукта вследствие небольшой диффузии СО2 внутрь. Одновременно значительно увеличивается срок хранения продуктов, так как СО2 подавляет развитие как аэробных, так анаэробных бактерий и плесневых грибов. Охлаждению удобно и выгодно подвергать мясо птицы (разделанное или в тушках), порционное мясо, колбасы и полуфабрикаты. Установки также применяются там, где по технологии требуется быстро охладить продукт во время или перед формовкой, прессованием, экструдированием, измельчением или нарезанием. Аппараты подобного типа также очень удобны для применения на птицефабриках поточного сверхбыстрого охлаждения с 42,7оС до 4,4-7,2оС свежеснесённых куриных яиц.
3. Для снятия кожицы с ягод методом подморозки.
4. Для криоконсервации спермы и эмбрионов крупного рогатого скота и свиней.
В холодильной промышленности
- Для использования в качестве альтернативного хладагента в холодильных установках. Диоксид углерода может служить эффективным хладагентом, поскольку имеет низкую критическую температуру (31,1оС), сравнительно высокую температуру тройной точки (-56 оС), большое давление в тройной точке (0,5 МПа) и высокое критическое давление (7,39 МПа). Как хладагент обладает следующими преимуществами:
· очень низкая цена по сравнению с другими хладагентами;
· нетоксичен, не горюч и не взрывоопасен;
· совместим со всеми электроизоляционными и конструкционными материалами;
· не разрушает озоновый слой;
· вносит умеренный вклад в увеличение парникового эффекта по сравнению с современными галоидопроизводными хладагентами. Высокое критическое давление имеет положительный аспект, связанный с низкой степенью сжатия, вследствие чего эффективность компрессора становится значительной, что позволяет применять компактные и мало затратные конструктивные решения для холодильных установок. Вместе с этим требуется дополнительное охлаждение электромотора конденсатора, увеличивается металлоёмкость холодильной установки из-за увеличения толщины труб и стенок. Перспективно применения СО2 в низкотемпературных двухкаскадных установках промышленного и полупромышленного применения, и особенно в системах кондиционирования воздуха автомобилей и поездов.
6. Для высокопроизводительного измельчения в замороженном виде мягких, термопластичных и упругих продуктов и веществ. В криогенных мельницах быстро и с малым расходом электроэнергии подвергаются размолу в замороженном виде те продукты и вещества, которые не удаётся измельчить в обычном виде, например желатин, каучук и резина, любые полимеры, шины. Холодный размол в сухой инертной атмосфере необходим для всех пряностей и специй, какао-бобов и кофейных зёрен.
7. Для испытания технических систем при низких температурах.
В металлургии
- Для охлаждения труднообрабатываемых сплавов при обработке на токарных станках.
9. Для образования защитной среды для подавления дыма в процессах выплавки или разлива меди, никеля, цинка и свинца.
10. При отжиге твердой медной проволоки для кабельной продукции.
В добывающей промышленности
- Как слабобризантное взрывчатое вещество при добыче каменного угля, не приводящее при взрыве к воспламенению метана и угольной пыли, и не дающее ядовитых газов.
12. Профилактика возгорания и взрывов вытеснением углекислотой воздуха из емкостей и шахт с взрывоопасными парами и газами.
В сверхкритическом состоянии
В процессах экстракции
- Улавливание ароматических веществ из фруктово-ягодных соков, получение экстрактов растений и лекарственных трав с помощью жидкой углекислоты. В традиционных методах экстракции растительного и животного сырья применяются различного рода органические растворители, которые узко специфичны и редко обеспечивают извлечение из сырья полного комплекса биологически активных соединений. Более того, при этом всегда возникает проблема отделения от экстракта остатков растворителя, причем технологические параметры этого процесса могут привести к частичному или даже полному разрушению некоторых компонентов экстракта, что обуславливает изменение не только состава, но свойств выделенного экстракта. По сравнению с традиционными методами, процессы экстракции (а также фракционирования и импрегнации) с использованием диоксида углерода в сверхкритическом состоянии имеет целый ряд преимуществ:
· энергосберегающий характер процесса;
· высокая массообменная характеристика процесса благодаря низкой вязкости и высокой проникающей способности растворителя;
· высокая степень извлечения соответствующих компонентов и высокое качество получаемого продукта;
· практическое отсутствие СО2 в готовой продукции;
· используется инертная растворяющая среда при температурном режиме, не грозящем термической деградацией материалов;
· процесс не дает сточных вод и отработанных растворителей, после декомпрессии СО2 может быть собран и повторно использован;
· обеспечивается уникальная микробиологическая чистота получаемой продукции;
· отсутствие сложного оборудования и многостадийного процесса;
· используется дешёвый, нетоксичный и негорючий растворитель. Селективные и экстракционные свойства диоксида углерода могут меняться в широких пределах при изменении температуры и давления, что обуславливают возможность извлечения при низкой температуре из растительного сырья большей части спектра известных на сегодняшний день биологически активных соединений.
2. Для получения ценных натуральных продуктов – СО2-экстрактов пряновкусовых веществ, эфирных масел и биологически активных веществ. Экстракт практически копирует исходное растительное сырье, что же касается концентрации входящих в него веществ, то можно заявить об отсутствии аналогов среди классических экстрактов. Данные хроматографического анализа показывают, что содержание ценных веществ превосходит классические экстракты в десятки раз. Освоено получение в промышленных масштабах:
· экстрактов из пряностей и лекарственных трав;
· фруктовых ароматов;
· экстрактов и -кислот из хмеля;
· антиоксидантов, каротиноидов и ликопенов (в том числе из томатного сырья);
· натуральных красящих веществ (из плодов красного перца и других);
· ланолина из шерсти;
· натуральных растительных восков;
· масла из облепихи.
3. Для выделения высокоочищенных эфирных масел, в частности из цитрусовых. При экстракции сверхкритическим СО2 эфирных масел успешно экстрагируются и легколетучие фракции, которые придают этим маслам фиксирующие свойства, а также более полный аромат.
4. Для удаления кофеина из чая и кофе, никотина из табака.
5. Для удаления холестерина из продуктов питания (мясо, молочные продукты и яйца).
6. Для изготовления обезжиренных картофельных чипсов и соевых продуктов;
7. Для производства высококачественного табака с заданными технологическими свойствами.
8. Для химической чистки одежды.
9. Для удаления соединений урана и трансурановых элементов из радиоактивно заражённых почв и с поверхностей металлических тел. При этом в сотни раз сокращаются объёмы водных отходов, и нет необходимости в использовании агрессивных органических растворителей.
10. Для экологически чистой технологии травления печатных плат для микроэлектроники, без образования ядовитых жидких отходов.
В процессах фракционирования
Выделение жидкого вещества из раствора, либо разделение смеси жидких веществ носит название фракционирования. Эти процессы являются непрерывными и поэтому значительно более эффективны, чем выделение веществ из твёрдых субстратов.
11. Для рафинации и дезодорации масел и жиров. Для получения товарного масла необходимо провести целый комплекс мероприятий, таких как удаление лецитина, слизи, кислоты, произвести отбеливание, дезодорацию и прочие. При экстракции сверхкритическим СО2 эти процессы осуществляются в течение одного технологического цикла, причем качество получаемого в этом случае масла значительно лучше, поскольку процесс протекает при относительно низких температурах.
12. Для уменьшения содержания алкоголя в напитках. Изготовление безалкогольных традиционных напитков (вино, пиво, сидр) имеет увеличивающийся спрос по этическим, религиозным или диетическим соображениям. Даже если эти напитки с низким содержанием алкоголя зачастую имеют более низкое качество, их рынок значителен и быстро растет, так что улучшение подобной технологии представляет собой очень привлекательный вопрос.
13. Для энергосберегающего получения глицерина высокой чистоты.
14. Для энергосберегающего получения лецетина из соевого масла (с содержанием фосфатидил холина порядка 95%).
15. Для проточной очистки промышленных сточных вод от углеводородных загрязнителей.
В процессах импрегнации
Процесс импрегнации – внедрение новых веществ, в сущности, является обратным процессом экстракции. Нужное вещество растворяется в суперкритическом СО2, затем раствор проникает в твердый субстрат, при сбросе давления углекислый газ моментально улетучивается, а вещество остаётся в субстрате.
16. Для экологически чистой технологии крашения волокон, тканей и текстильных аксессуаров. Окрашивание является частным случаем применения импрегнации. Красители обычно растворены в токсичном органическом растворителе, поэтому окрашенные материалы приходится тщательно промывать, в результате чего растворитель либо испаряются в атмосферу, либо оказываются в сточных водах. При сверхкритическом окрашивании вода и растворители не используется, краситель растворён в сверхкритическом СО2. Этот метод дает интересную возможность окрашивать различные типы синтетических материалов одновременно, например, пластиковые зубцы и тканевую подкладку застежки-молнии.
17. Для экологически чистой технологии нанесение красок. Сухой краситель растворяется в потоке сверхкритического СО2, и вместе с ним вылетает из сопла специального пистолета. Углекислый газ сразу же улетучивается, а краска оседает на поверхности. Эта технология особенно перспективна для окраски автомобилей и крупногабаритной техники.
18. Для гомогенизированного пропитывания полимерных структур лекарственными препаратами, обеспечивая тем самым постоянное и длительное высвобождение лекарства в организме. Эта технология основана на способности сверхкритического СО2 легко проникать во многие полимеры, насыщать их, вызывая раскрытие в нём микропор и набухание.
В технологических процессах
- Замена высокотемпературного водяного пара сверхкритическим СО2 в процессах экструзии, при переработке зерноподобного сырья, позволяет использовать относительно низкие температуры, вводить в рецептуру молочные ингредиенты и любые термочувствительные добавки. Сверхкритическая флюидная экструзия позволяет создавать новые продукты с ультрапористой внутренней структурой и гладкой плотной поверхностью.
20. Для получения порошков полимеров и жиров. Струя сверхкритического СО2 с растворёнными в нём некоторыми полимерами или жирами инжектируются в камеру с более низким давлением, где они «конденсируются» в виде совершенно однородного мелко дисперсного порошка, тончайших волокон или плёнок.
21. Для подготовки к сушке зелени и плодов путём удаления кутикулярного воскового слоя струёй сверхкритического СО2.
В процессах проведения химических реакций
- Перспективным направлением применения сверхкритического СО2 является использование его в качестве инертной среды в ходе химических реакций полимеризации и синтеза. В сверхкритической среде синтез может проходить в тысячу раз быстрее по сравнению с синтезом тех же веществ в традиционных реакторах. Для промышленности очень важно, что столь значительное ускорение скорости реакций, обусловленное высокими концентрациями реагентов в сверхкритической среде с её низкой вязкостью и высокой диффузионной способностью, позволяет соответственно сократить время контакта реагентов. В технологическом плане это дает возможность заменить статические замкнутые реакторы проточными, принципиально меньшего размера, более дешёвыми и безопасными.
В тепловых процессах
-
В качестве рабочего тела для современных энергетических установок.
24. В качестве рабочего тела газовых тепловых насосов, производящих высокотемпературное тепло для систем горячего водоснабжения.
В твёрдом состоянии (сухой лёд и снег)
В пищевой промышленности
- Для контактного замораживания мяса и рыбы.
2. Для контактного быстрого замораживания ягод (красной и чёрной смородины, крыжовника, малины, черноплодной рябины и других).
3. Реализация мороженого и прохладительных напитков в местах удаленных от электросети, с охлаждением сухим льдом.
4. При хранении, транспортировке и реализации замороженных и охлаждённых пищевых продуктов. Развивается производство брикетированного и гранулированного сухого льда для покупателей и продавцов скоропортящихся продуктов. Сухой лёд очень удобен для транспортировки и при реализации в жаркую погоду мяса, рыбы, мороженого – продукты остаются замороженными весьма продолжительное время. Поскольку сухой лёд только испаряется (сублимируется), растаявшей жидкости не бывает, и транспортные ёмкости остаются всегда чистыми. Авторефрижераторы могут оборудоваться малогабаритной сухолёдной системой охлаждения, которая характеризуются предельной простотой устройства и высокой надёжностью в работе; её стоимость во много раз ниже стоимости любой классической холодильной установки. При перевозках на короткие расстояния подобная система охлаждения является наиболее экономичной.
5. Для предварительного охлаждения контейнеров перед загрузкой продукции. Обдувание струей сухого снега в холодном углекислом газе является одним из самых эффективных способов предварительного охлаждения любых контейнеров.
6. При авиационных перевозках в качестве первичного хладагента в изотермических контейнерах с автономной двухступенчатой холодильной системой (гранулированный сухой лёд – фреон).
При работах по очистке поверхностей
- Очистка деталей и узлов, двигателей от загрязнений очистными установками с применением гранул сухого льда в газовом потоке. Для очистки поверхностей узлов и деталей от эксплуатационных загрязнений. В последнее время возник большой спрос на безабразивную экспресс-очистку материалов, сухих и влажных поверхностей струей мелко гранулированного сухого льда (бластинг). Без разбора агрегатов можно успешно осуществлять:
· очистку линий сварки;
· удаление старой краски;
· очистку литейных форм;
· очистку узлов типографских машин;
· очистку оборудования для пищевой промышленности;
· очистку форм для производства пенополиуретановых изделий.
· очистку пресс-форм для производства автомобильных шин и других резинотехнических изделий;
· очистку форм для производства пластмассовых изделий, в том числе очистку форм для производства ПЭТ бутылок; Когда гранулы сухого льда ударяются о поверхность, они мгновенно испаряются, создавая микровзрыв, который снимает загрязнение с поверхности. При удалении хрупкого материала, такого как краска, процесс создает волну давления между покрытием и основой. Эта волна достаточно сильная для того, чтобы снять покрытие, приподняв его изнутри. При удалении тягучих или вязких материалов, таких как масло или грязь, процесс очистки подобен смыву сильной струей воды.
7. Для очистки от заусенцев штампованных изделий из резины и пластика (галтовка).
При строительных работах
- В процессе изготовления пористых строительных материалов с одинаковым размером пузырьков углекислого газа, равномерно распределённых по всему объёму материала.
10. Для замораживания грунтов при строительстве.
11. Установка ледяных пробок в трубах с водой (методом их замораживания снаружи сухим льдом), на время проведения ремонтных работ на трубопроводах без слива воды.
12. Для очистки артезианских колодцев.
13. При снятии асфальтовых покрытий в жаркую погоду.
В прочих отраслях промышленности
- Получение низких температур до минус 100оС (при смешивании сухого льда с эфиром) для испытания качества продукции, для лабораторных работ.
15. Для холодной посадки деталей в машиностроении.
16. При изготовлении пластичных сортов легированных и нержавеющих сталей, отожжённых алюминиевых сплавов.
17. При дроблении, помоле и консервации карбида кальция.
18. Для создания искусственного дождя и получения дополнительных осадков.
19. Искусственное рассеивание облаков и тумана, борьба с градобитием.
20. Для образования безвредного дыма при проведении спектаклей и концертов. Получение дым-эффекта, на сценах эстрады при выступлениях артистов, с помощью сухого льда.
В медицине
- Для лечения некоторых кожных заболеваний (криотерапия).