Hệ thống trích ly CO2 siêu tới hạn

Hệ thống chiết xuất CO2 siêu tới hạn 

APPLIED SEPERATION - USA
Máy chiết xuất CO2 siêu tới hạn 1 x 100 lít
MỤC LỤC
Mục tiêu
Cấu trúc vật lý
Miêu tả hệ thống
Chức năng đáp ứng kiểu dáng
Bộ điều khiển hệ thống
Tính năng an toàn
Đồ thị dòng chảy sơ bộ
Tiêu chuẩn kỹ thuật
Bảo hành
Phần thêm vào A
Thiết bị xả áp suất khẩn cấp
MỤC TIÊU
Đây là hệ thống chiết xuất chất lỏng siêu tới hạn trọn bộ, rất lý tưởng cho việc trích chiết sản phẩm tự nhiên đủ các thành phần, như đề nghị của Quý khách hàng, một hệ thốntg có 01 bình chiết 100L được phác thảo theo đề nghị này.
Giá của hệ thống đặc biệt này dựa trên các tiêu chuẩn kỹ thuật do khách hàng đưa ra. Những thay đổi sẽ kéo theo giá thay đổi. Các chứng nhận hệ thống này đặc biệt này không bao gồm trong đề xuất này.
Ghi chú; Applied Seperation có quyền thay đổi tiêu chuẩn kỹ thuật mà nó được khẳng định rằng không có bất kỳ vật liệu nào gây ảnh hưởng đến toàn bộ tính năng của hệ thống.
CẤU TRÚC VẬT LÝ
Thiết bị cần theo quy trình trích ly bằng chất lỏng siêu tới hạn cho việc trích các sản phẩm tự nhiên phải cứng chắc, lý tưởng, không mắc lắm và dễ bảo trì. Hơn nữa, các thành phần phải được sản xuất theo tiêu chuẩn công nghiệp để đảm bảo vận hành an toàn ở áp suất cao.
Đó là triết lý trong sản xuất của Apllied Seperation, Inc.. để cung cấp van, bơm và bình trích cần thiết và hệ thống điều khiển từ nhà cung cấp thiết bị đáng tin cậy. Phương pháp này giúp giảm thiểu những rủi ro xảy ra cho người mua khi sử dụng sản phẩm “ một khối độc nhất” từ nhà cung cấp mà tính năng kỹ thuật không đáp ứng được thời gian test tại nơi vận hành. Nó đảm bảo người mua thiết bị này có thể dễ thay thế phụ tùng và sửa chữa khi cần thiết. Hơn nữa triết lý  này cũng làm giảm thiểu thời gian chết của máy vì dễ dàng tìm được phụ tùng thay thế. Với phương thức thận trọng này cũng giúp làm giảm đi mối nguy hiểm vì các phụ tùng thay thế bị lỗi thời. Tất cả các thành phần chính trong hệ thống được sản xuất ở Mỹ luôn có sẵn trên khắp thế giới.
    Mặc dù Applied Seperarions, Inc. sản xuất theo tiêu chuẩn kỹ thuật do khách hàng đề nghị, nhưng sẽ chấp nhận kỹ thuật ở mức tối thiểu. Applied Sperations, Inc. sẽ đề nghị nâng cấp và cải tiến theo tiêu chuẩn kỹ thuật có sẵn để đảm bảo an toàn hơn, đáng tin cậy hơn, và năng suất hoạt động tốt hơn.
MIÊU TẢ HỆ THỐNG
     Chất lỏng CO2 từ bình CO2 ( khách hàng mua tại địa phương) có ống ngâm trong nước sẽ đi qua bộ lọc và đi vào bộ ngưng tụ CO2. Sau đó chất lỏng CO2 sẽ di chuyển qua bình lưu trữ CO2( Vessel), sau đó đi vào máy nén CO2. Dòng tiếp liệu vào trong máy nén và đầu bơm của máy nén sẽ được làm lạnh (chilled) bằng bể làm lạnh tuần hoàn. Mà nó cũng làm lạnh luôn bộ ngưng tụ CO2. Việc sử dụng bộ làm mát của Apllied separation, Inc. làm tăng hiệu quả của máy nén lên đến 200%..
    Bộ nén CO2 là máy bơm chất lỏng truyền động bằng thuỷ lực. Đây là loại bơm có tỷ lệ dòng chảy cao, có khả năng gia tăng áp suất CO2 từ bình lưu trữ (thông thường 840 psi ở nhiệt độ phòng). Đến 690 Bar.
    Dòng CO2 đi qua từ bình nén khí thông qua van cách nhiệt và kiểm tra. Ngay tại điểm này chất lỏng Co2 đang ở áp suất cao, nhưng chưa đủ cao ở nhiệt độ để có chất lỏng siêu tới hạn.
    CO2 đi vào bộ trao đổi nhiệt và ở đây nó đuợc gia nhiệt sẵn. Dòng CO2 siêu tới hạn bây giờ đi vào bình trích(Vessel) đã được gia nhiệt sẵn. Nhiệt độ trong bình đã được kiểm soát theo bên ngoài thông qua cặp dò nhiệt bên trong bình.
    Bình được trang bị các thiết bị an toàn để đảm bảo sự an toàn khi vận hành ở mọi lúc mọi nơi. Lối thoát của bình được nối với một van và một bộ điều khiển tự động chảy.
    Chất lỏng siêu tới hạn thay đổi thành CO2 thể khí ở 840psi, tuỳ thuộc vào nhiệt độ bình chiết. Vật liệu trích sẽ nhỏ giọt thành dung dịch ở đáy của bình chiết. Dụng cụ chia độ được gắn song song với bình tách sẽ cho thấy mức chất lỏng trong bình chiết. Chất lỏng sẽ bao gồm chất trích và CO2 hoá lỏng ở 02 pha. Bộ điều khiển nhiệt độ có thể dùng để khí hoá CO2. Để an toàn và vận hành tốt, đặc tính này luôn có trong hệ thống chuẩn của Apllied Separation. Nó không chuẩn trong nhiều hệ thống cạnh tranh với nó. 
    Van dưới đáy của mỗi bình chiết có thể mở ra được để chuyển giao vật liệu đã được trích đến bình thu gom bằng thép không gỉ trong suốt quá trình trích. Bình thu gom làm việc như một vật đệm áp suất cho phép thu hoạch chất  trích ngay cả khi nó đang trong quá trình vận hành. Thiết kế cô lập này được phát triển bởi applied separation Inc. chủ yếu là vì lý do an toàn. Nhưng nó cũng rất quan trọng để có khả năng này khi sử dụng vật bổ sung để mà chúng không bị phục hồi trở lại trong bình lưu trữ CO2.
Hệ thống tuần hoàn khép kín lấy CO2 thể khí từ mặt lớp trên của bình chiết và đưa nó trở về bộ ngưng tụ CO2 mà ở đó nó được khí hoá lỏng và đưa trở về bình lưu trữ. Toàn bộ hệ thống, thêm vào bình, được trang bị bằng bộ đo áp suất. van xả an toàn, đầu dò sensor và các đĩa gián đoạn để đảm bảo vận hành an toàn mọi lúc.
KIỂU DÁNG ĐI ĐÔI VỚI CHỨC NĂNG
Appled Seperations Inc., được biết đến nhờ kỹ thuật cắt rìa mép, và Apllied Seperation Inc., bây giờ rất vui được kết nối khả năng kỹ thuật đầy ấn tượng với kiểu dáng hiện đại và xinh xắn. Không chỉ cải tiến về kiểu dáng, mà kỹ thuật cũng được cải tiến vượt bậc. Đây không phải là dụng cụ thiết bị trong quá khứ. Với những khả năng mới và kỹ thuật tiến bộ của các kỹ sư, chúng tôi đã chế tạo ra hệ thống thang đo sản phẩm rất ấn tượng, linh hoạt, và tuyệt vời nhất. Không giống như các hệ thống cạnh tranh khác trên thị trường, sự tiến bộ cả về hình thức và chức năng đã cung cấp cho người sử dụng nhựng kinh nghiệm chỉ có duy nhất ở Applied separation trong việc xử lý tất cả các nhu cầu chất lỏng siêu tới hạn.
Hệ thống chất lỏng siêu tới hạn sản xuất và sản xuất thử đã được cập nhật và có dạng khí động. Một hệ thống rất thực tế, mà có thể nói là rất đáng sợ, chỉ cần nhìn sơ qua thôi đã thấy nó bóng loáng, tinh vi, cũng đủ cho phép ta nhìn nhận rằng hình dáng của máy đáp ứng được các chức năng. Kiểu dáng thiết kế tủ cabinet khép kín giúp dễ vận hành và điều khiển, nền kỹ thuật bên trong được giấu kín và giữ bí mật cho quy trình SCF của bạn. Chiến lược marketing trọn bộ với tầm quan sát  mối quan hệ cộng đồng, các chuyến đi tour khảo sát, và những bức ảnh chụp, có thể được dẫn kiểm soát mà không cho phép các đối thủ của bạn nhìn thấy được quy trình sở hữu trí tuệ của bạn. Với kiểu dáng mở ra phía sau/ đóng phía trước, nên bí mật sẽ giữ kín bí mật.
Kiểu dáng sạch sẽ giúp bạn dễ dàng vận hành, nhưng vẫn đáp ứng được tiêu chuẩn làm sạch của GMP.
Hệ thống chất lỏng siêu tới hạn sản xuất và sản xuất thử của Applied separations Inc., thì không dùng một nền kỹ thuật cũ kỹ để khoác một lớp sơn mới, mà nó hoàn toàn là mới mẻ, một thiêt bị mới, một dụng cụ mới cho công việc kinh doanh của bạn để cạnh tranh trong nền kinh tế khó khăn như hiện nay. 
Để dễ dàng tham khảo, hãy xem ảnh #1 và #2 dưới đây chỉ cho bạn thấy loại tương tự 2x100L.
Tất cả bộ điều khiển đều được nhận thấy dễ dàng ở phía trước hệ thống. hãy chú ý các modul, Kiểu dáng sườn khung được gắn trên xe đẩy giúp đẩy phương tiện định vị trí của hệ thống dễ dàng.
Các giỏ chứa sản phẩm làm bằng thép không gỉ có thể chất hàng dễ dàng vào trong các bình trích sử dụng xe nâng hợp nhất với cần trục kéo bằng điện (hình 3). 
(trang 8)
Những phần bên ngoài của hệ thống thì rất dễ bảo trì và lau chùi (hình 5,6). Hệ thống bao gồm bể làm mát tuần hoàn là phần tách rời và có thể được đặt lại vị trí, như hình 7.

(TRANG 9)
BỘ ĐIỀU KHIỂN HỆ THỐNG 
Bộ điều khiển PC chạy trên hệ Windows công nghiệp và / hoặc monitors dòng bộ điều khiển PID và hiển thị bằng kỹ thuật số cho nhiệt độ bình rút trích, nhiệt độ bình chiết, nhiệt độ bình thu gôm, nhiệt độ hạn chế có thể thay đổi được, áp suất bình trích, nhiệt độ CO2, và dòng chảy CO2. Máy tính màn hình cảm ứng này có thể cho phép lối vào set-point, kiểm tra định lượng tình trạng tham số quy trình và chức năng full data logging. Analog gauge cũng có sẵn cho áp suất xylanh CO2, áp suất bình chiết.
Hệ thống được định phân bởi phần mềm máy tính tinh vi mà nó cung cấp thời gian thực cập nhật theo quy trình của máy trích. Các tham số và dữ liệu chương trình được lưu trữ và có thể download để lưu trữ off-site, chuyển tải thông tin hoặc hiển thị hoặc trình bày. Có thể cung cấp biểu đồ dữ liệu có kích cỡ lớn.
ĐẶC TÍNH AN TOÀN
Áp suất:
-    Bình trích, bình chiết, bình thu gom, bình trữ CO2 được sản xuất sử dụng tuân theo ASME có thể ứng dụng được hoặc theo hướng dẫn DOT, theo như yêu cầu. ASME đặc biệt hoặc các chứng chỉ bình khác có sẵn cho những ứng dụng phụ thêm.
-    Thiết bị xả áp suất khẩn cấp có bằng sáng chế trên bình trích (xem phần phụ A).
-    Van xả áp suất được đặt có kế hoạch xuyên suốt hệ thống:
•    Trên bộ phận điều chỉnh thuỷ lực.
•    Trên bình lưu trữ CO2
•    Trên bình chiết và trích
Mỗi bình được test thuỷ  tĩnh học riêng rẽ có thẩm định bằng văn bản.
Tất cả những dòng áp suất cao có định mức đến 690Bar (10.000psi) và đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật ASTM, thích hợp với nhu cầu của bạn.
Nguồn điện:
Tất cả hệ thống dòng AC có thể  bị ngắt kết nối bỡi hoạt động kiểm soát bộ phận ngắt mạch.
Tất cả dòng điện AC  hệ thống gia nhiệt sẽ đụơc kết nối cầu chì riêng rẽ để dự phòng.
Công tắc ngắt khẩn cấp được đặt ở bảng điều khiển vận hành.
Đầu dò thermocouples theo dõi trực tiếp nguồn gia nhiệt.
Thông gió
Đó là trách nhiệm của khách hàng, sử dụng thiết bị điều tiết áp suất thích hợp., thành phần thông gió thích hợp và chính xác. Chẳng hạn như, nhưng giới hạn đến, phần đầu an toàn bình trích mà nó chứa đĩa bị gãy nứt, thiết bị xả van khẩn cấp, van thông gió CO2, van xả áp suất bình chiết, van xả áp suất bình lưu trữ CO2, bình thu gom được cung cấp cho khách hàng để chứa sản phẩm trích an toàn, và bất cứ bộ kết nối thông gió tương tự khác.
Đó là tráchnhiệm của khách hàng để chuẩn bị cho máy và bất cứ vết rò rỉ an toàn nào do những hư hỏng của tàhnh phần như giỏ đựng sản phẩm, bao bì, van, các bộ phận kết nối, tubing,v..v..
Đó là trách nhiệm của khách hàng để bảo vệ sức khoẻ và an toàn cho người vận hành mọi lúc bằng cách cần phải sử dụng chính xác thiết bị an toàn thích hợp trong trường hợp thông gió không chính xác hoặc bị gãy nứt.
Tổng quan:
Hệ thống có thể được thiết kế đáp ứng tiêu chuẩn UL, CE, CSA, theo yêu cầu, mà nó có htể lien quan đến các dịch vụ phụ thu phí.
Bình thu gom được thiết kế đặc biệt.
Mọi thông  gió hệ thống được đặt trực tiếp cách xa vị trí người vận hành.
TIÊU CHUẨN KỸ THUẬT
Hệ thống bể làm lạnh tuần hoàn (RCB):
 Công suất làm mát 10 tấn
    Tuần hoàn  nước/ trộn glycol không tự nhiên
    Định mức đến -10oC
Module bơm CO2
Nguồn điện, bơm CO2 thuỷ lực
Phân phối đến 6kg CO2/ phút ở mức 690Bar (10,000psi) max.
Đầu bơm được làm lạnh bởi hệ thống bể làm lạnh tuần hoàn
Module trích:
•    Một bình 100 lít làm bằng thép không gỉ (vessel)
Sản xuất  phù hợp  ASME, ASME đặc biệt hoặc chứng nhận bình khác có sẵn cho các phí phụ thu thêm.
Áp suất vận hành tối đa 690Bar (10,000psi).
Nhiệt độ vận hành tối đa 100oC
Thiết bị xả van khẩn cấp (xem phụ lục A)
Kết thúc bằng khóa
Được gia nhiệt bằng bộ gia nhiệt điện mềm dẻo đặc biệt.
Đường dẫn CO2 vào trong thành bình giúp mở và đóng bình lại thật đơn giản. Một giỏ (basket) bằng thép không gỉ phía bên trong để chất sản phẩm và tháo dỡ sản phẩm nhanh chóng.
Van điều khiển dòng chảy tự động giữa bình trích và bình chiết.
Module bình chiết:
    Bình chiết
        Một bình chiết 15 lít cyclonic, được gia nhiệt, làm bằng thep không gỉ.
    Định mức đến 124 Bar (1800 psi0 ở 100oC)
    Sử dụng hướng dẫn ASME. ASME đặc biệt hoặc bằng chứng nhận các bình khác luôn có sẵn như option.
    Thiết bị an toàn khi xả áp suất được vận hành.
    Đồng hồ chia thang đo mức độ.
Một bình thu gom 4 lít làm bằng thép không gỉ:
    Thu gom các vật liệu được kết tủa từ bình chia tách
    Tiêu thụ đến 124 Bar (1.800psi) ở mức 100oC.
    Sử dụng hướng dẫn ASME. ASME đặc biệt hoặc bằng chứng nhận các bình khác luôn có sẵn như option.
đo dòng chảy.
Hệ thốnt tuần hoàn CO2
    Một bộ ngưng tụ CO2
    Một bình lưu trữ CO2 làm bằng thép không gỉ.
        Tổng công suất lưu trữ 200L
        Định mức đến 113 Bar (1,650 psi) ở mức 100oC
    Sử dụng hướng dẫn ASME. ASME đặc biệt hoặc bằng chứng nhận các bình khác luôn có sẵn như option.
    Thiết bị an toàn khi xả áp suất được vận hành
Monitor Điều khiển:
•    Điều khiển áp suất;
Máy điều chỉnh áp suất thuỷ lực
Được giám sát bởi đồng hồ đo áp suất analog.
Đồng ho đo áp suất CO2 hiện số.\
Kiểm soát nhiệt độ:
 Bộ trao đổi nhiệt cung cấp gia nhiệt cho chất lỏng sịêu tới hạn trước khi đi vào bình.
Nhiệt độ bình được duy trì bằng bộ điều khiển PID.
Kiểm soát dòng chảy:
    Van kiểm soát dòng chảy tự động được gia nhiệt giữa bình trích và bình chiết.
    Tỷ lệ dòng chảy được định phân trên HMI.
Control/ Monitoring:
    PC màn hình cảm ứng trên windows chạy dòng giao diện phần mềm ASI Vision trên labView điều khiển và/ hoặc monitor những thay đổi của hệ thống tới hạn.
    Tất cả bộ điều khiển PID có nguồn ngoài RS-485 để lưu trữ dữ liệu kích thước rộng thông qua phần mềm.
    Đồng hồ hiển thị áp suất tại đia phương.
    Đồng hồ hiển thị dòng chảy tại địa phương.
Van và bộ kết nối:
    Tất cả đều chạy ở ở tốc độ 10,000psi (690Bar) và đáp ứng tiêu chuẩn ASTM thích hợp.
    Khung hệ thống Module:
Cấu trúc làm bằng thép được siết bu-long hoặc hàn.
Được gắn trên xe đẩy để dễ định vị trí lại.
Tính năng cao, chịu được hoá học, lớp sơn phủ polymer để giảm thiểu xói mòn.
Cần trục nâng nắp bình áp suất có tiếng boom ở trên đầu.
Sự thay đổi bộ dụng cụ khung của hệ thống tiêu chuẩn có thể chịu thêm phí phụ thu.
    Tài liệu:
Tài liệu cho người vận hành bao gồm đầy đủ các tiêu chuẩn sau:
     Giới thiệu theo nguyên tắc SFE.
    Phạm vi, mục đích và các tham số vận hành của hệ thống.
    Cài đặt (sử dụng, lắp ráp) vận hành và khởi động.
    Cài đặt dụng cụ và giới thiệu.
    Vận hành, chăm sóc và bào trì.
    Xử lý sự cố
    Danh sách các số thứ tự của phụ tùng cho các mặt hàng tiêu hao và các thành phần chính.
    Chứng nhận vật liệu thô bình áp suất, chứng nhận hydro-test, và các phép tính design.
Hệ thống siêu tới hạn của Applied Seperation Inc., bảo hành 01 năm cả về phụ tùng và nhân công. Nếu hệ thống có khiếm khuyết do phụ tùng bị hư hoặc do tay nghề công nhân làm hư trong thời gian bảo hành, chúng tôi sẽ sử chữa không tính phí. Chúng tôi sẽ nhờ đại diện đến sửa chữa hoặc nhờ kh1ch hàng tháo gỡ phần phụ tùng bị hư chuyển về Applied separations để chúng tôi sửa chữa.
Trách nhiệm của chúng tôi là sửa chữa những phần bị hư hỏng, chư không bồi thường thiệt hại  dù trong bất cứ hoàn cảnh nào. Bảo hành này thay cho mục bảo hành và bắt buộc . Chỉ có những cơ quan chính thức mới có đủ thẩm quyền để thay đổi bảo hành này.
Bảo hành cho hệ thống có hiệu lực ngay ngày giao hàng. Thời gian bảo hành bắt đầu từ ngày giao hàng. Mọi đề nghị bảo hành phải gủi đến cho chúng tôi trong khoảng thời gian bảo hành. Những sửa chữa và thay thế sẽ được bảo hành trong 90 ngày.
Không bao gồm trong mục bảo hành này gồm các mặt hàng thông thường như van, seal, tubing, hư hỏng do xói mòn, sử dụng sai, thiếu bảo trì chính xác, tai nạn, hoặc những sửa đổi, và sự thích hợp cho bất kỳ mục đích đặc biệt nào. Các khớp nối, cũng như micro-metering có thể thya đổi được, lối dẩn sảnphẩm, lối thoát ra, và van thông gió bị hư do siết quá chặt, tháo lỏng để khí đi qua, hoặc bị xé rách do sử dụng thông thừơng, tất cả đều không được bảo hành. Các sản phẩm không được bán dưới thương hiệu của Applied Seperation đều không được Applied bảo hành.
Nhà bảo hành Applied Seperation, Inc. 930 Hamilton Street, Allentown, PA 18101, USA.
PHỤ LỤC ( TRANG 18)
Thiết bị xả van khẩn cấp Hiệp chủng quốc hoa kỳ có bằng sáng chế 8,715,175
Mọi nỗ lực để làm chất lỏng siêu tới hạn và hệ thống áp suất cao khác đảm bảo an toàn hơn, Apllied Seperation Inc., sẽ phát triển và đăng ký thiết bị để khai thông áp suất trong bình áp suất khi lối dẫn khí vào và ra thông thường bị cản trở sau khi rút trích/ các điều kiện phản ứng.
Thiết bị xả van áp suất theo tiêu chuẩn, được dùng khoảng nhiều năm để ngăn ngửa những thất bại thảm khốc của bình áp suất. Những cái này sẽ hình thành van xả áp suất hoặc đãi gãy nứt (A). khi áp suất tăng lênđến điểm giới hạn đã được thiết lập (B), van sẽ mớ ra hoặc đĩa gãy nứt không hoạt động và áp suất sẽ được giảm (C). Hình 1 được thể hiên rõ là câu trả lời thông thường cho điều kiện áp suất quá tải.
Hình 2 minh chứng trường hợp rút trích / phản ứng được thực hiện gây ra sự bao vây của cổng ra và vào của  khí (A). Áp suất không đủ lớn để vượt qua áp suất xả của đãi gãy nứt (rupture disc), nhưng lương khí trong bình áp suất thì dưới áp suất (B), kết quả là ĐIỀU KIỆN KHÔNG AN TOÀN.
Thông thng người sử dụng có thể cố găng xả bớt khi ở điều kiện không an toàn này bằng cách cố gắng dùng lực tháo nắp ra bằng cách mở nó ra một khoảng nhỏ để mà áp suất có thể chảy ra. Việc này thường khó làm, cả khi khắc phục áp suất và ngừng bắt buộc để mở chính xác ngay điểm đúng chính xác của nó. Kết quả thông thường là nắp bị thổi ra giống như nút bần bị văng ra khỏi chai champagne nhưng mà nó nguy hiểm hơn nhiều. (hình 3).
Thiết bị có bằng sáng chế của Applied Seperation Inc., sẽ ;loại trừ được những vấn đề rắc rối liên quan đến điều này “ lượng khí dưới áp suất” , nhưng không vượt quá điều kiện áp suất. Vì sự tắc nghẽn phía bên trong bình áp suất, lượng khí dưới áp suất, (hình 4). Dưới đây là hình thiết bị xả van áp suất mà nó đâm thủng lớp làm nghẽn bình áp suất.
Vặn nút bấm hướng về phía các vật làm nghẽn bình thông qua đĩa gãy nứt và lớp làm tắc nghẽn (hình 5), cho phép bình hạ áp suất an toàn. Nếu lớp làm tắc nghẽn bị bịt kín lại, quy trình có thể được lập lại lien tục đến khi áp suất được phóng thích.
Thiết bị xả áp suất khẩn cấp đơn giản được vặn ốc trong cổng không được dùng đến nằm trong một trong những nắp cuối của bình hoặc thành bình.