Zentrifuge, Extraktionsverfahren zur Behandlung eines Gemischs und

Verwendung einer Zentrifuge

Die Erfindung betrifft eine Zentrifuge gemäss dem Oberbegriff des

unabhängigen Anspruchs 1 , ein Extraktionsverfahren zur Behandlung eines Gemischs in einer Zentrifuge gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 12 und eine Verwendung einer Zentrifuge zur Durchführung eines Extraktionsverfahrens gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 15.

Zur Verarbeitung von Gemischen sind Zentrifugen in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt und werden auf den verschiedensten Gebieten eingesetzt. So kommen beispielsweise zur Trocknung hochreiner

pharmazeutischer Produkte diskontinuierlich arbeitende Zentrifugen, wie Schälzentrifugen, bevorzugt zum Einsatz, bei welchem nach erfolgter

Trennung eines Gemischs in eine Feststoffphase oder eine kolloide

Flüssigkeit, insbesondere in einen Feststoffkuchen, und eine Flüssigphase der Feststoffkuchen beispielsweise mittels einer Schäleinrichtung von einem Trommelmantel bzw. der Trommelwand abgeschält und über geeignete Einrichtungen, z.B. über eine Rutsche, nach aussen aus der

Zentrifugentrommel ausgetragen wird. Bei anderen diskontinuierlichen

Systemen, bevorzugt aber nicht nur bei Zentrifugen im Labormassstab, kann es sein, das keine automatische Schälvorrichtung vorgesehen ist, sondern die Zentrifuge nach erfolgter Trennung des Gemischs angehalten wird und der abgelagerte Feststoffkuchen manuell aus der Zentrifugentrommel entfernt wird. Insbesondere dann, wenn kontinuierlich grosse Mengen eines Gemischs getrennt werden sollen, werden kontinuierlich arbeitende

Schneckenzentrifugen oder Schubzentrifugen eingesetzt. Dabei können die Schubzentrifugen, je nach Anforderung, ein- oder mehrstufige

Schubzentrifugen, sowie sogenannte Doppelschubzentrifugen sein.

Alle diese Zentrifugentypen sind dem Fachmann seit langem wohl bekannt und sind z.B. in dem Standartwerk "Industrie-Zentrifugen", von Prof. W. Stahl, DRM PRESS, ausführlich beschrieben.

Im Weiteren sind Extraktionsverfahren bekannt, beispielsweise die

Hochdruckextraktion mit superkritischen Gasen. Gase nehmen bei hohen Drücken und Temperaturen einen Zustand ein, der weder dem eines Gases noch dem einer Flüssigkeit entspricht, dieser Bereich wird superkritisch oder überkritisch genannt. Mit superkritischem Kohlenstoffdioxid (CO2)werden beispielsweise Extraktionsstoffe aus Lebensmitteln gewonnen oder unerwünschte Extraktionsstoffe extrahiert: Koffein aus Kaffeebohnen,

Hopfenharze aus Hopfen, Nikotin aus Tabak, Aromen sowie Farbstoffe und Inhaltsstoffe aus verschiedensten Gewürzstoffen, Gewürzpflanzen und Naturstoffen. Mit superkritischem CO2 kann aber auch der umgekehrte Vorgang, das Imprägnieren, erfolgen. Dafür wird ein festes Ausgangsmaterial mit den im superkritischen CO2 gelösten Imprägnierstoff kontaktiert, wodurch der Imprägnierstoff in sämtliche Poren des Ausgangsmaterials eindringt. Durch langsames Entspannen verliert das superkritische CO2 die

Lösefähigkeit und der Imprägnierstoff verbleibt gleichmäßig verteilt im

Ausgangsmaterial zurück. Was den Stand der Technik betrifft, werden Zentrifugen im Zusammenhang mit superkritischer Extraktionsverfahren nicht genutzt. Für superkritische Extraktionsverfahren werden meistens mit Pumpen beschickte Reaktoren verwendet, und dies zwischen Abmessungen von Laboranwendungen bis hin zu industriellen Grossanlagen. In der DE 695 14 856 T2 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur

Extraktion von Hopfen unter Verwendung von superkritischem CO2

beschrieben. Dabei ist für die Gewinnung von Hopfenextrakten aus

Hopfenbiomasse ein Reaktor notwendig, um CO2 im superkritischen Zustand, also bei einer Temperatur von 31 °C und einem Druck von 72 bar einzusetzen. Das Extraktionssystem der DE 695 14 856 T2 wird im Folgenden anhand der Figur 1 in Form eines Diagramms veranschaulicht. Im Tank 101 ' befindet sich ein Vorrat an flüssigem Kohlendioxid. Der Tank 101 ' ist über geeignete Leitungen und eine Flüssiggaspumpe 102' mit einem Wärmetauscher 103' verbunden, zu dem das CO2 geleitet, wo es bezüglich Temperatur und Druck superkritisch gemacht wird. Dann lässt man das entstandene superkritische Extraktionsfluid in einen Reaktor 104' herkömmlicher Machart strömen, der einen (nicht dargestellten) Heizmantel sowie (nicht dargestellte) Filterplatten als Träger für den Hopfen aufweist. Man lässt das superkritische CO2 durch den Hopfen strömen, wo es seine Extraktionsfunktion ausübt und einen Extraktionsstoff extrahiert, indem es im Wesentlichen die Harzanteile und essentielle Öle aufnimmt. Das mit dem Extraktionsstoff beladene

Extraktionsfluid strömt durch ein Drosselventil 105' in ein Fällgefäß 106'. Das Gefäss 106' besitzt einen (nicht dargestellten) Gefässmantel zur Erwärmung oder Abkühlung. Der Druck in dem Gefäß 106' liegt unter dem kritischen Druck, die Temperatur dagegen kann über oder unter der kritischen

Temperatur liegen. Im Gefäß 106' erfolgt die Trennung. Das abgetrennte Extraktionsfluid, also vom Extraktionsstoff getrennte Extraktionsfluid wird aus dem Gefäß 106' abgezogen und seine Temperatur und sein Druck wieder auf superkritisch eingestellt. Das superkritische CO2 wird dann in den Reaktor 104' zurückgeleitet und die Extraktion fortgesetzt. Der superkritische

Hopfenextrakt wird aus dem Gefäß 106' entfernt und in einen Auffangtank 107' geleitet, wo der Extrakt erwärmt wird, bis er ein Fluid wird. Das

Hopfenextraktfluid wird dann aus dem Auffangtank 107' abgezogen und gegen den Druck des von dem Tank 101 ' in den unteren Teil der Säule 108' geleiteten flüssigen CO2 in den oberen Teil der Flüssig-CO2-Säule 108' geleitet. Das in den unteren Teil der Säule 108' gepumpte flüssige CO2 steigt in der Säule auf und bildet einen Gegenstrom zu dem in der Säule 108' nach unten strömenden Hopfenextrakt. Das wiederum mit dem Extraktionsstoff beladene Extraktionsfluid, das Harze und Öle enthält, die in flüssigem CO2 löslich sind, wird aus dem oberen Teil der Säule 108' abgezogen und durch ein druckreduzierendes System und einen Separator 109' geleitet, wo der Extraktionsstoff vom Extraktionsfluid beispielsweise durch Verdampfen des flüssigen CO2 von diesem getrennt und über die Leitung 1 10' aus dem System entfernt wird. Das verdampfte CO wird als Kopfprodukt aus dem Separator 109' aufgefangen, gekühlt und unter Druck gesetzt und über Leitung 1 1 1 ' zur Wiederverwertung in den Tank 101 ' zurückgeleitet.

Die DE 691 21 206 T2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von entkoffeinierten grünen Kaffeebohnen, wobei das Verfahren einen Schritt des Entkuppeins der angesäuerten Bohnen durch superkritische Extraktion umfasst. Dabei werden die Kaffeebohnen in einem Reaktor mit Wasser und superkritischem CO2 durchgespült.

In der WO 96/33861 A1 werden ein kontinuierliches Extraktionsverfahren und eine entsprechende Extraktionsvorrichtung beschrieben. Zur Gewinnung von Ölen durch Verpressen und Extrahieren eines ölhaltigen Rohstoffes in Gegenwart eines flüssigen und/oder superkritischen Extraktionsfluids, ist hierzu ein mit Ein- und Auslässen versehener im Wesentlichen zylindrischer Reaktor vorgesehen. Im Reaktor ist eine Pressschnecke vorgesehen, welche den Rohstoff vom Einlass unter Verpressen zum Auslass des Reaktors befördert, wobei gleichzeitig das Extraktionsfluid unter Druck in den Reaktor eingebracht wird. Dabei wird ein Öl oder eine extrahierte Substanz erhalten, aus welcher im Anschluss das Extraktionsfluid entfernt werden kann.

Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Vorrichtungen zur Extraktion und Extraktionsverfahren ist deren konstruktiv und verfahrenstechnisch sehr komplizierter Aufbau sowie die aufwändige Durchführung der Verfahren, da oft mehrere Reaktoren mit aufwändigen Druckerzeugern und Wärmetauschern zur Herstellung des Extraktionsfluid, insbesondere des superkritischen Extraktionsfluids notwendig sind. Das Extraktionsfluid muss zunächst aufwändig hergestellt und kompliziert zu den Reaktoren transportiert werden. Beispielsweise benötigen die Vorrichtungen zur Extraktion und die Extraktionsverfahren druckdichte Zufuhreinrichtung zu einem Reaktor und druckdichte Reaktoren. In Anbetracht der erforderlichen hohen Drücke, entstehen erhebliche hohe Kosten für die Wandstärken der Reaktoren, sowie die Notwendigkeit, diskontinuierlich oder chargenweise verfahren zu müssen. Ebenso sind aufgrund der Reaktoren langen Extraktionszeiten von zum Teil bis weit über zehn Minuten notwendig. Auch eine aufwändige Zufuhr und Abfuhr des Gemischs sowie der Transport innerhalb der Reaktoren mit hochdruckdichten, drehenden Schnecken und Durchführungen ist von

Nachteil notwendig. Ausserdem sind die Extraktions- bzw. Durchsatzzeiten hoch und die Verfahren oft nicht also kontinuierlich zu betreiben. Nicht zu unterschätzen und ein weiterer wesentliche Nachteil sind aufgrund der Komplexität die hohe Störungsanfälligkeit und die hohe Wartungsintensität der Vorrichtungen zur Extraktion und der Extraktionsverfahren.

Ebenso sind Zentrifugen bekannt, bei welchen beispielsweise mittels einer Zuleitung und einer Düse ein Lösungsmittel auf das in einem in der

Zentrifugentrommel angeordneten Sieb abgesetzte Gemisch gesprüht wird. Diese Zentrifugen weisen aber den Nachteil auf, das zusätzlich zu dem in den Zentrifugentrommel beschränkten Volumen noch Leitungen und Düsen anzuordnen sind, sodass die bekannten Zentrifugen konstruktiv kompliziert und in Bezug auf die Herstellung aufwändig zu fertigen sind. Ausserdem ist das Lösungsmittel nicht als superkritisches Extraktionsfluid geeignet, da das Lösungsmittel erst nachdem es auf das am Sieb abgesetzte Gemisch aufgebracht wurde und nachdem es das Gemisch durchdrungen hat, also wenn das Lösungsmittel auf den Trommelmantel der Zentrifugentrommel trifft, in eine superkritische Phase überführt wird. Somit wird das absetzbare Gemisch, insbesondere die Feststoffphase oder der Feststoffkuchen, nicht vom superkritischen Extraktionsfluid durchdrungen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Zentrifuge zur Durchführung eines

Extraktionsverfahrens, ein Extraktionsverfahren zur Behandlung eines

Gemischs und die Verwendung einer Zentrifuge zur Durchführung eines Extraktionsverfahrens vorzuschlagen, die die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile weitgehend vermeidet, insbesondere eine Zentrifuge zur Durchführung eines Extraktionsverfahrens, ein Extraktionsverfahren zur Behandlung eines Gemischs und die Verwendung einer Zentrifuge zur

Durchführung eines Extraktionsverfahrens vorzuschlagen, die konstruktiv und verfahrenstechnisch einfach ausgestaltet sind und/oder geringe

Durchsatzzeiten zur Extraktion aufweisen und/oder stufenlos geregelt und gesteuert werden können, also kontinuierlich betrieben werden können. Diese Aufgabe wird durch eine Zentrifuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 , ein Extraktionsverfahren zur Behandlung eines Gemischs mit den

Merkmalen des Anspruchs 12 und eine Verwendung einer Zentrifuge zur Durchführung eines Extraktionsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Erfindungsgemäss wird eine Zentrifuge zur Durchführung eines

Extraktionsverfahrens vorgeschlagen. Die Zentrifuge umfasst eine

Zentrifugentrommel mit einem sich entlang einer Trommelachse der

Zentrifugentrommel erstreckenden Trommelmantel, wobei die

Zentrifugentrommel eine Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist und der Zentrifugentrommel über die Einlassöffnung ein Gemisch zuführbar ist. Die Zentrifugentrommel kann sich dabei mit dem Trommelmantel von der Einlassöffnung zur Auslassöffnung entlang der Trommelachse erstrecken. Ausserdem ist die Zentrifugentrommel in der Zentrifuge drehbar um die Trommelachse angeordnet. Die Zentrifuge umfasst einen Sieb mit einer Pore, wobei das Sieb an einer inneren Umfangsfläche des Trommelmantels angeordnet ist. Im Betriebszustand ist die Zentrifugentrommel derart um die Trommelachse rotierbar, dass auf einer Innenseite des Siebs das unter einem durch die Rotation erzeugten Trommeldrucks stehende Gemisch absetzbar ist. Im Weiteren umfasst die Zentrifuge ein Ausstosselement, das im Sieb angeordnet ist. Das Ausstosselement umfasst eine Fördereinrichtung mit einer Förderöffnung, wobei mittels der Fördereinrichtung ein Lösungsmittel derart in die Zentrifugentrommel, insbesondere als Extraktionsfluid, zuführbar und das Lösungsmittel über die Förderöffnung zumindest teilweise als ein Extraktionsfluid derart aus der Fördereinrichtung in die Zentrifugentrommel auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufbringbar ist, dass mittels des Extraktionsfluid ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahierbar ist.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass das Lösungsmittel, beispielsweise CO2 Isopropanol, Alkohole im Allgemeinen, Hexan, Benzine oder Dimethylsulfon, der Zentrifugentrommel mittels der vom Ausstosselement umfassten

Fördereinrichtung über die Förderöffnung zumindest teilweise als

Extraktionsfluid zuführbar ist. Das Gemisch ist aufgrund der Rotation der

Zentrifuge, insbesondere der schnell rotierenden Zentrifugentrommel und der wirkenden Zentrifugalkräfte sowie dem daraus resultierenden hohen

Trommeldruck auf der Innenseite des Siebs absetzbar. Dabei kann das Gemisch in eine Feststoffphase oder eine kolloide Flüssigkeit, insbesondere einen Feststoffkuchen, der auf der Innenseite des Siebs abgeschieden wird, und eine Flüssigphase des Gemischs, die durch das Sieb ausgeschieden wird, auftrennt werden. Da das Lösungsmittel aus der Fördereinrichtung über die Förderöffnung als Extraktionsfluid in die Zentrifugentrommel auf das auf der Innenseite des Siebs abgeschiedene Gemisch aufbringbar ist, kann somit mittels dem Extraktionsfluid ein Extraktionsstoff auf konstruktiv und verfahrenstechnisch einfache Art und Weise aus dem absetzbaren Gemisch, insbesondere der Feststoffphase oder der kollioden Flüssigkeit oder dem Feststoffkuchen, extrahiert werden. Der Extraktionsstoff kann dabei vom Extra ktionsfluid mitgeführt werden und beispielsweise mittels Verdampfen des Extraktionsfluids wieder von diesem getrennt werden. Vorteilhafterweise kann deshalb auf aufwändige und zusätzliche Leitungen, Einrichtungen und Düsen zur Zuführung des Lösungsmittels und/oder des Extraktionsfluids in die Zentrifuge verzichtet werden. Die hohe Drehzahl und die hohe Zentrifugalkraft bewirken ausserdem, dass das Gemisch einer schnellen, hohen und effizienten Druckerhöhung aufgrund des Trommeldrucks ausgesetzt ist, sodass mittels der Zentrifuge, insbesondere auch aufgrund des später beschriebenen Extraktionsverfahrens eine niedrige Extraktions- bzw.

Durchsatzzeiten und hohe Durchsatzmengen des Gemisch zur Extraktion erreicht werden können. Unter einem Gemisch ist im Folgende im Allgemeinen zu verstehen, dass das Gemisch aus mindestens zwei Stoffen besteht, wobei das Gemisch ein homogenes oder aber heterogenes Gemisch sein kann und die Stoffe den Aggregatzustand fest, flüssig oder gasförmig aufweisen können. Das

Gemisch, insbesondere das über die Einlassöffnung zuführbare Gemisch, kann eine Flüssigphase und/oder eine Feststoffphase und/oder eine

Gasphase umfassen, wobei die Feststoffphase insbesondere auch eine kolloide Flüssigkeit sein kann. Das unter dem Trommeldruck und/oder einem Rotationsdruck stehende absetzbare Gemisch kann hierbei die Feststoffphase oder die kolloide Flüssigkeit sein, und wird insbesondere auch

Feststoffkuchen genannt. Das unter dem Trommeldruck und/oder

Rotationsdruck stehende absetzbare Gemisch kann aber auch Anteile der Gasphase, die aufgrund des Trommeldrucks und/oder Rotationsdrucks flüssig sind, oder Anteile der Flüssigphase umfassen. Ein wesentlicher Anteil der Flüssigphase kann jedoch aufgrund des Trommeldrucks und/oder

Rotationsdrucks vom absetzbaren Gemisch abtrennbar sein. Bevorzugt kann das Gemisch eine Biomasse, im Speziellen ein Biomassegemisch

verschiedenster Herkunft und Zusammensetzung sein. Das Gemisch kann auch ein Mineral oder ein Gestein oder eine seltene Erde umfassen. Das Gemisch kann mit einer Flüssigkeit und/oder einer Lösung, vermisch werden. Der Trommeldruck wird verursacht durch die Rotation der Zentrifuge, insbesondere der Zentrifugentrommel, wobei die Zentrifugalkraft auf die Innenseite der Zentrifugentrommel wirkt. Unter dem Trommeldruck, insbesondere einem hohen Trommeldruck, ist im Folgenden ein

Trommeldruck mit einem Trommeldruckbereich von 1 bis 200 bar, bevorzugt 1 bis 100 bar, besonders bevorzugt 10 bis 100 bar, im Speziellen 70 bis 90 bar zu verstehen.

Der Rotationsdruck wird verursacht durch die Rotation des Ausstosselements mit der Fördereinrichtung, wobei die Zentrifugalkraft auf das Lösungsmittel der Fördereinrichtung wirkt. Unter dem Rotationsdruck, insbesondere einem hohen Rotationsdruck, ist im Folgenden ein Rotationsdruck mit einem

Rotationsdruckbereich von 1 bis 200 bar, bevorzugt 1 bis 100 bar, besonders bevorzugt 10 bis 100 bar, im Speziellen 70 bis 90 bar zu verstehen.

Die Zentrifuge kann eine vertikal oder horizontal gelagerte Zentrifuge, eine kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitende Zentrifuge, im Speziellen eine Schälzentrifuge, Gleitzentrifuge, ein- oder mehrstufige Schubzentrifuge, Doppelschubzentrifuge oder Schwingzentrifuge oder eine

Schneckenzentrifugen sein. Die Zentrifugentrommel kann im Betriebszustand mittels eines Trommelantriebs mit einer vorgebbaren Trommeldrehzahl um die Trommelachse rotierbar sein. Der Trommelantrieb kann ein erster Motor, insbesondere ein frequenzgesteuerter ersten Motor sein, um die

Durchsatzmenge und die Durchsatzzeit des Gemischs in der Zentrifuge steuern zu können. Am Trommelmantel können in radialer Richtung zur Trommelachse eine oder mehrere Abiaufbohrungen mit einem

Ablaufdurchmesser angeordnet sein. Die Zentrifugentrommel kann außen, also beispielsweise an einer äusseren Umfangsfläche der

Zentrifugentronnnnel, gegen Wärmeverluste thermisch isoliert sein. Die Zentrifugentrommel kann in eine erste Drehrichtung rotierbar sein. Die Zentrifugentrommel kann mit einer Trommeldrehzahl von 1 bis 10.000

Umdrehungen pro Minute drehbar sein, bevorzugt mit 500 bis 10.0000 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt mit 1000 bis 4000

Umdrehungen pro Minute, im speziellen mit 2000 bis 4000 Umdrehungen pro Minute drehbar sein. Vorteilhafterweise erzeugen die Trommeldrehzahlen in diesem Bereich sehr hohe Fliehkräfte, insbesondere einen sehr hohen Trommeldruck, sodass das eingebrachte Gemisch sehr schnell auf den Trommeldruck gebracht werden kann und das Gemisch sehr schnell absetzbar ist und/oder kurze Extraktionszeiten möglich sind. Die

Zentrifugentrommel kann hohlzylinderförmig sein, bevorzugt als ein erster Hohlzylinder ausgebildet sein. Die Zentrifugentrommel kann aber auch in eine radiale Richtung, also orthogonal zur Trommelachse, einen runden und/oder kreisförmigen und/oder elliptischen Querschnitt aufweisen. Prinzipiell kann die Zentrifugentrommel auch eine prismaartige Form aufweisen und/oder als Prisma ausgebildet sein und in radiale Richtung einen dreieckigen und/oder rechteckigen und/oder polygonförmigen Querschnitt aufweisen. Das Ausstosselement, insbesondere mit der Fördereinrichtung, kann in die erste Drehrichtung wie die Zentrifugentrommel rotierbar sein und mit einer Ausstossdrehzahl von 0 bis 300 Umdrehungen pro Minute Differenz zur Trommeldrehzahl drehbar sein, bevorzugt 0 bis 150 Umdrehungen pro Minute, besonders bevorzugt 0 bis 50 Umdrehungen pro Minute,

insbesondere 5 bis 15 oder 0 bis 20 Umdrehungen pro Minute Differenz zur Trommeldrehzahl rotierbar bzw. drehbar sein. Das Ausstosselement kann mit einem zweiten Motor, insbesondere einem frequenzgesteuerten zweiten Motor, antreibbar sein, um mit dem Ausstosselement die Durchsatzmenge und die Extraktionszeit sowie die Durchsatzzeit des Gemischs steuern zu können. Somit kann eine in die Fördereinrichtung zuführbare Lösungsmittelmenge sowie eine aus der Fördereinrichtung ausbringbare Extraktionsfluidmenge mittels der Frequenzsteuerung eingestellt werden.

Die Pore kann eine Sieböffnung beispielsweise eine Bohrung sein, die an, bevorzugt in, einem sich in Richtung der Trommelachse erstreckenden

Siebmantel angeordnet ist, wobei insbesondere eine Flüssigphase des Gemischs aufgrund des Trommeldrucks über die Pore zu einer inneren Umfangsfläche des Trommelmantels abführbar ist. Es können eine oder mehrere Poren am oder im Siebmantel angeordnet sein. Eine Porengröße der Pore kann unterhalb der Partikelgröße der Feststoffphase des Gemischs liegen, bevorzugt kann die Porengrösse mindestens um einen Faktor 3 bis 10 kleiner sein als eine Partikelgröße der Feststoffphase, sodass eine

Verstopfung der Pore vermieden werden kann.

Die Vorteile der erfindungsgemässen Zentrifuge sind:

- Kurze Extraktionszeiten und/oder kurze Durchsatzzeiten des Gemischs in der Zentrifuge, und/oder

- eine hohe Durchsatzmengen und hohe Verarbeitungskapazität im

Vergleich zu bekannten Vorrichtungen zur Extraktion und

Extraktionsverfahren, und/oder

- konstruktiv einfach ausgestaltete Zentrifuge zur Durchführung eines Extraktionsverfahrens und/oder verfahrenstechnisch einfach

ausgestaltete und/oder mit niedrigen Herstellkosten verbundenes Extraktionsverfahrens.

- Zentrifuge kann mit verschiedensten Gemischen befüllt und das

Extraktionsverfahrens kann mit verschiedensten Gemischen

durchgeführt werden

- Die Zentrifuge weist eine wesentlich kleinere Vorrichtungsgeometrie mit einer hohen energetischen Effizienz mit geringen Durchsatzzeiten und hohen Durchsatzmengen gegenüber den bekannten Vorrichtungen zur Extraktion auf, insbesondere gegenüber Reaktoren. In Ausgestaltung der Erfindung kann das Lösungsmittel mittels der

Fördereinrichtung derart als Extraktionsfluid in die Zentrifugentrommel zuführbar sein und ist mittels der Förderöffnung das Lösungsmittel zumindest teilweise als ein superkritisches Extraktionsfluid derart aus der

Fördereinrichtung in die Zentrifugentrommel auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufbringbar, sodass mittels des superkritischen Extraktionsfluids ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahierbar ist. Diese Massnahme kombiniert von Vorteil die Zentrifuge mit den Vorteilen der superkritischen Extraktionstechniken. Da das Lösungsmittel bereits an der Fördereinrichtung in ein superkritisches Extraktionsfluid überführbar ist, kann das superkritische Extraktionsfluid auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufbringbar sein und/oder kann dieses vollständig durchdringen. Im Gegensatz zu bekannten Zentrifugen, in denen das

Lösungsmittel erst am Trommelmantel in eine superkritische Phase überführbar ist und somit eine Extraktion mit einem superkritischen

Extraktionsmittel oder ein Extraktionsverfahren nicht möglich ist, da das Extraktionsfluid in der flüssigen Phase auf das absetzbare Gemisch trifft. Das Extrahieren mit der erfindungsgemässen Zentrifuge mit dem superkritischen Extraktsfluid führt vorteilhafterweise zu einer größeren Reinheit und es geht kein Extraktionsstoff verloren, da aus dem superkritischen Extraktionsfluid wiedergewonnene "Rückstände" in die Zentrifuge zurückgeleitet werden können. Von Vorteil kann somit eine verbesserte Selektivität und eine höhere Ausbeute erzielt werden. Das Lösungsmittel kann teilweise als ein

superkritisches Extraktionsfluid auf das Gemisch aufbringbar sein, d.h. das Extraktionsfluid kann also nicht superkritische und/oder quasi-superkritische und/oder superkritische Phasenanteile umfassen, bevorzugt nur

superkritische Phasenanteile umfassen.

Das Extraktionsverfahren, insbesondere die superkritische Extraktion in einer Zentrifuge kann auch zur superkritischen Deposition von in superkritischen Lösungsmitteln gelösten Substanzen in einem bestimmten Feststoff Verwendung finden, beispielsweise Arzneimittel, wobei die gleichmäßig im Trägerstoff zu deponierende Substanz zuerst im superkritischen

Lösungsmittel gelöst wird, anschließend in den Feststoff durch Diffusion eingebracht und dann durch Absenkung des Druckes, also des

Trommeldrucks (Drehzahlabsenkung), aus dem Lösungsmittel ausgefällt wird. Dadurch wird eine gleichmäßige Deponierung der Wirksubstanz im Träger- Feststoff erreicht.

Darüber hinaus kann bei einem stark wasserhaltigen und

temperaturempfindlichen Gemisch, insbesondere einer stark wasserhaltigen und temperaturempfindlichen Feststoffphase oder einem in der Feststoffphase enthaltenen Extraktionsstoff, kann darüber hinaus Azeton im superkritischen Zustand infiltriert werden, um Wasser aus dem Gemisch zu Verdrängen.

Anschließend kann das Azeton mit dem superkritischen CO2 extrahiert und damit der temperaturempfindliche Extraktionsstoff schonend getrocknet werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Ausstosselement in der Zentrifuge, bevorzugt im Sieb, drehbar um eine Ausstossachse angeordnet, und das Ausstosselement, insbesondere das Ausstosselement mit der

Fördereinrichtung, ist im Betriebszustand derart um die Ausstossachse rotierbar ist, dass das unter einem durch die Rotation erzeugten

Rotationsdruck stehende Lösungsmittel durch das Ausstosselement, insbesondere die Fördereinrichtung, in ein Extraktionsfluid überführbar ist, bevorzugt in ein zumindest teilweise in ein superkritisches Extraktionsfluid überführbar ist. Die Ausstossachse kann bevorzugt mit der Trommelachse übereinstimmen, wobei die Ausstossachse auch eine von der Trommelachse verschiedene Lage einnehmen kann. Ausserdem kann mittels der

Frequenzsteuerung der Ausstossdrehzahl jede Phase zwischen nicht superkritisch, quasi-superkritisch und superkritisch hergestellt und gehalten werden. Das zumindest teilweise superkritische Extraktionsfluid kann auf das absetzbare Gemisch aufbringbar sein, insbesondere den Feststoffkuchen oder eine kolloide Flüssigkeit, und das abgesetzte Gemisch und den Sieb durchdringen und im Zwischenraum zwischen dem Trommelmantels und der Aussenseite des Siebs unter teilweise superkritischen und/oder vollständig superkritischen Bedingungen in Richtung der Einlassöffnung oder

Auslassöffnung zu einem Entspannungsventil und dort in einen geeigneten Auffangbehälter zwecks Entspannung, Rekuperation und Trennung des Extraktionsstoffes vom Extraktionsfluid geführt werden. Das

Entspannungsventil ermöglicht ausserdem die Aufrechterhaltung der superkritischen Phase des Extraktionsfluids in der Zentrifuge, insbesondere in der Zentrifugentrommel. In Richtung der Ausstossachse, bevorzugt in

Richtung der Auslassöffnung, kann die Fördereinrichtung in Bezug auf den Durchmesser radial zur Ausstossachse zumindest teilweise konisch

verjüngend sein.

Wie bereits erwähnt, kann somit das Lösungsmittel durch die Rotation des Ausstosselements, insbesondere der Fördereinrichtung, aufgrund des

Rotationsdrucks bereits an der Fördereinrichtung, insbesondere an der Förderöffnung, zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, in ein

superkritisches Extraktionsfluid überführt werden. Somit kann das zumindest teilweise superkritische Extraktionsfluid das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch, insbesondere den Feststoffkuchen, vollständig durchdringen bzw. ist auf dieses aufbringbar.

In Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Fördereinrichtung einen sich entlang der Ausstossachse des Ausstosselements erstreckenden

Wellenmantel, und/oder die Förderöffnung ist am, bevorzugt im, Wellenmantel angeordnet, und/oder die Förderöffnung ist als eine Düse und/oder als eine Bohrung, bevorzugt als eine schräge Bohrung in Bezug zur Ausstossachse und/oder in Bezug zu einer zur Ausstossachse senkrechte radiale Richtung, ausgebildet. Es können ausserdem eine oder mehrere Reinigungsöffnungen vorgesehen sein, die als eine weitere Düse, insbesondere eine

Schneidsprühdüse, und/oder als eine weitere Bohrung, bevorzugt als eine weitere schräge Bohrung in Bezug zur Ausstossachse und/oder in Bezug zu einer zur Ausstossachse senkrechte radiale Richtung, ausgebildet sein können. Die Förderöffnungen und/oder die Reinigungsöffnungen können spiralförmig oder in Bezug auf die Ausstossachse linienförmig am

Wellenmantel angeordnet sein, sodass bei eine Rotation des

Ausstosselements der Austrag des Extraktionsfluid relativ zur

Zentrifugentrommel eine spiralige Linie oder lineare Linie aufweist. Die Förderöffnungen und/oder die Reinigungsöffnungen können umfangsmässig auf dem Wellenmantel verteilt sein, sodass eine ausreichende Menge an Extraktionsfluid, bevorzugt superkritischem Extraktionsfluid, gleichmäßig auf das absetzbare Gemisch, insbesondere den Feststoffkuchen, aufbringbar ist. Vorteilhafterweise ermöglicht die Fördereinrichtung, insbesondere auch in Verbindung mit dere Anordnung der Förderöffnung im Wellenmantel, eine Transport und Verteilvorrichtung zum gleichmäßigen Ausbringen des

Lösungsmittels und/oder dem gleichmässigen Aufbringen des

Extraktionsfluids über die gesamte Länge der Zentrifugentrommel. Die Reinigungsöffnung ermöglicht vorteilhafterweise Ablagerungen am Sieb, insbesondere an oder in der Pore des Siebs, auf einfache Art und Weise zu lösen und abzutragen, sodass das Sieb reinigbar ist und/oder eventuell festsitzende oder haftende Feststoffphase, insbesondere Schichten, die sich im Zwischenraum zwischen Ausstosselement und Sieb und/oder Sieb und Trommel manteloberfläche bilden können, aufzuschneiden bzw. abzulösen, und dann durch das Ausstosselement weitertransportiert werden zu können. Somit wird durch die Fördereinrichtung das Lösungsmittel mittels einem getrennt verrohrten System im Inneren des Ausstosselements, insbesondere der Hohlschnecke, geführt und mittels der Förderöffnungen ausgebracht, und insbesondere mit den schräg auf das Sieb gerichteten Reinigungsöffnungen, bevorzugt Schneidsprühdüsen, die Zentrifuge gereinigt. Das

Ausstosselement, insbesondere die Förderschnecke, erfüllt somit

vorteilhafterweise, neben der Förderung der Feststoffphase mit regulierbarer Geschwindigkeit durch die Zentrifuge über die verstellbare Differenz der Umdrehungen zwischen Ausstosselement und Zentrifugentrommel, mehrere Funktionen. In Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Fördereinrichtung eine Zuführöffnung und das Lösungsmittel ist über die Zuführöffnung der Fördereinrichtung zuführbar und/oder die Fördereinrichtung umfasst ein Förderrohr, sodass das Lösungsmittel der Fördereinrichtung mit dem

Förderrohr zuführbar ist, bevorzugt das Förderrohr teilweise in der

Fördereinrichtung und/oder in der Einlassöffnung angeordnet ist. Die

Fördereinrichtung und/oder das Förderrohr können hohlzylinderförmig, bevorzugt die Fördereinrichtung eine erste Hohlwelle und das Förderrohr eine zweite Hohlwelle sein. Die Fördereinrichtung kann eine einseitig geschlossen erste Hohlwelle sein. Unter der einseitig geschlossenen Hohlwelle kann im Folgenden verstanden werden, dass die Hohlwelle auf einer diametral gegenüberliegend Seite zur Zuführöffnung in Bezug auf die Ausstossachse oder Trommelachse verschlossen ist. Das Förderrohr kann zusätzlich eine oder mehrere Rohröffnungen, beispielsweise Bohrungen, am Fördermantel aufweisen, sodass das Lösungsmittel gleichmässig in der Fördereinrichtung verteilbar ist. Die Fördereinrichtung und/oder das Förderrohr können auch in eine radiale Richtung, also orthogonal zur Ausstossachse, einen runden und/oder kreisförmigen und/oder elliptischen Querschnitt aufweisen. Prinzipiell können die Fördereinrichtung und/oder das Förderrohr auch eine prismaartige Form aufweisen und/oder als Prisma ausgebildet sein und in radiale Richtung einen dreieckigen und/oder rechteckigen und/oder polygonförmigen

Querschnitt aufweisen. Vorteilhafterweise ermöglicht das Förderrohr eine gleichmässige Zufuhr und Verteilung des Lösungsmittels in der

Fördereinrichtung.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Sieb ein Filtertuch und/oder ein

Stützgewebe und/oder ein Filtersieb, insbesondere ist das Sieb aus

Polypropylen und/oder aus Metall und/ oder aus einem Verbundwerkstoff und/oder aus einem Carbon Verbundwerkstoff, bevorzugt aus einem

gesinterten Material und/oder aus Keramik und/oder Sintermetall. Das

Filtertuch und/oder das Stützgewebe können ein Textilfiltertuch und/ oder ein Textilstützgewebe sein. Das Stützgewebe kann zwischen dem Filtertuch und der inneren Umfangsfläche des Trommelmantels angeordnet sein und verhindert dabei, dass das Filtertuch aufgrund des Trommeldrucks in die Abiaufbohrung eingezogen wird und die Abiaufbohrung durch das Filtertuch verstopft wird. Durch das Stützgewebe wird somit gewährleistet, dass die abzentrifugierte Flüssigphase des Gemischs sicher aus der

Zentrifugentrommel nach aussen abgeführt werden kann. Das Filtersieb kann aber auch ein zweiter Hohlzylinder sein, in dem die eine oder mehrere Poren angeordnet sein können. Das Sieb kann hohlzylinderförmig, bevorzugt eine dritte Hohlwelle sein. Das Sieb kann auch in eine radiale Richtung, also orthogonal zur Trommelachse, einen runden und/oder kreisförmigen und/oder elliptischen Querschnitt aufweisen. Das Sieb ermöglicht vorteilhafterweise das absetzbare Gemisch, insbesondere die Feststoffphase oder den

Feststoffkuchen, derart anzuordnen, dass das Extraktionsfluid, insbesondere das superkritische Extraktionsfluid, auf das absetzbare Gemisch aufbringbar ist und dieses vom Extraktionsfluid vollständig durchdringbar ist.

In Ausgestaltung der Erfindung sind an einer Aussenseite des Siebs eine oder mehrere Rillen, bevorzugt schräge Rillen ausgebildet, und/oder in Richtung der Trommelachse eine oder mehrere Längsrillen ausgebildet.

Vorteilhafterweise kann so die Flüssigphase des Gemischs und/oder das Extraktionsfluid, insbesondere das teilweise superkritische Extraktionsfluid, zur Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung, insbesondere zum

Entspannungsventil, oder nach ausserhalb der Zentrifuge ab- und/oder rückführbar sein. In Ausgestaltung der Erfindung sind an der Aussenseite des Siebs

Befestigungselemente zur Fixierung des Siebs an der Trommel angeordnet, bevorzugt ist an der Aussenseite des Siebs ein Nocken und an der inneren Umfangsfläche des Trommelmantels eine Nut vorgesehen, sodass das Siebs an der Zentrifugentrommel, bevorzugt an der inneren Umfangsfläche des Trommelmantels fixierbar ist, insbesondere im Betriebszustand an der inneren Umfangsfläche am Trommelmantel befestigbar und fixierbar ist.

Befestigungselemente können alle Einrichtungen sein, mit denen das Sieb derart an der Zentrifugentrommel befestigbar ist, dass das Sieb von der Zentrifugentrommel im Betriebzustand mitnehmbar ist. Das Sieb kann auch mittels einer kalten Pressanpassung an der Zentrifungetrommel befestigbar sein. Das Sieb kann auch mittels einer Fixiereinrichtung, beispielsweise mit einem Fixierzapfen und/oder einem Fixierkragen an der inneren

Umfangsfläche des Trommelmantels in radialer Richtung zur Trommelachse fixiert sein. Diese Massnahme ermöglicht eine einfache und schnelle

Fixierung des Siebs an der inneren Umfangsfläche des Trommelmantels der Zentrifugentrommel. Darüber hinaus kann die Zentrifuge mittels der Änderung des Siebs an beliebige Gemische angepasst und das Sieb je nach

gewünschter Betriebsart ummontiert werden.

In Ausgestaltung der Erfindung ist das Ausstosselement in Form einer schraubenförmigen Wendel mit einer Ausstossfläche ausgebildet, bevorzugt eine Förderschnecke, und das Ausstosselement ist im Betriebszustand derart um die Ausstossachse rotierbar, dass das Gemisch, insbesondere die

Feststoffphase oder der Feststoffkuchen, mit der Ausstossfläche entlang der Ausstossachse bewegbar ist, oder das Ausstosselement ist eine

Schubbodenvorrichtung und die Schubbodenvorrichtung im Betriebszustand derart entlang der Ausstossachse hin- und herbewegbar angeordnet, dass das Gemisch mit der Schubbodenvorrichtung, bevorzugt mit einer

Schubfläche der Schubbodenvorrichtung, entlang der Ausstossachse bewegbar ist. Das Ausstosselement kann, insbesondere wenn es als

Schubbodenvorrichtung ausgebildet ist, im Betriebszustand eine

oszillatorische Relativbewegung zwischen der Schubbodenvorrichtung und der in axialer Richtung unbeweglichen Zentrifugentrommel und/oder zwischen einer oder mehrerer eventuell vorhandener weiterer Zentrifungentrommeln ausführen, also hin- und her bewegbar sein. Die Rotation und/oder die oszillatorische Bewegung des Ausstosselements kann über die Fördereinrichtung oder eine Schubstange erfolgen. Vorteilhafterweise ist das Gemisch so auf eine konstruktiv einfache Art und Weise in der Trommel führbar. Das Ausstosselement, insbesondere die Förderschnecke, kann die an der Fördereinrichtung angeordnet Ausstossfläche umfassen, sodass das Ausstosselement vorteilhafterweise eine Doppelfunktion erfüllt.

Vorteilhafterweise kann einerseits mittels der Fördereinrichtung des

Ausstosselement das Lösungsmittel in ein Extraktionsfluid, insbesondere ein superkritisches Extraktionsfluid, überführt und auf das absetzbare Gemisch aufbringbar sein, und andererseits kann mittels dem Ausstosselement, insbesondere der Ausstossfläche oder Schubfläche, das absetzbare

Gemische, insbesondere die Feststoffphase oder Feststoffkuchen in Richtung der Auslassöffnung bewegbar sein. Das Ausstosselement, insbesondere die Fördereinrichtung, kann auch eine Gemischzuführung umfassen,

beispielsweise eine Bohrung, insbesondere im Wellenmantel, sodass das Gemisch über die Einlassöffnung durch Gemischzuführung in die

Zentrifugentrommel führbar ist. Das Ausstosselement kann auch eine

Abwurfscheibe umfassen, mit der das Gemisch aus der Zentrifugentrommel abwerfbar ist. Die Abwurfscheibe ermöglicht eine gezielte Verteilung des abführbaren Gemischs. In Ausgestaltung der Erfindung ist das Gemisch über die Auslassöffnung aus der Zentrifuge abführbar, und/oder die Zentrifuge umfasst ein

Entspannungsventil, bevorzugt ist das Entspannungsventil an der

Einlassöffnung und/oder Auslassöffnung der Zentrifugentrommel angeordnet. Das Entspannungsventil ermöglicht vorteilhafterweise die Aufrechterhaltung der superkritischen Phase des Extraktionsfluids in der Zentrifuge,

insbesondere in der Zentrifugentrommel sowie das Extraktionsfluid in einen geeigneten Auffangbehälter zwecks Entspannung, Rekuperation und

Trennung des Extraktionsstoffes vom Extraktionsfluid zu führen.

Die Zentrifuge kann einen Kavitationsrotor umfassen, wobei der

Kavitationsrotor bevorzugt zwischen der Einlassöffnung der Zentrifugentrommel und dem Ausstosselement angeordnet sein kann, besonders bevorzugt kann der Kavitationsrotor im Betriebszustand um eine Rotorachse rotierbar sein. Der Kavitationsrotor kann in eine zweite

Drehrichtung rotierbar sein. Die erste Drehrichtung und die zweite

Drehrichtung können übereinstimmen, wobei bevorzugt die zweite

Drehrichtung entgegengesetzt zur ersten Drehrichtung sein kann. Der

Kavitationsrotor kann hohlzylinderförmig sein, bevorzugt als ein weiterer Hohlzylinder ausgebildet sein. Der Kavitationsrotor kann mit einem weiteren Motor, insbesondere einem frequenzgesteuerten weiteren Motor, antreibbar sein, um mit dem Kavitationsrotor die Durchsatzmenge und die Durchsatzzeit des Gemischs steuern zu können. Der erste Motor und der zweite Motor und der weitere Motor können der gleiche Motor oder aber verschiedene Motoren sein. Vorteilhafterweise kann das Gemisch mit dem Kavitationsrotor zusätzlich vorbehandelt, durchmischt und kavitiert werden, d.h. es wirken mechanische Kräfte auf das Gemisch und sorgen somit für die bessere Durchmischung des Gemischs. Ebenso kann das Gemisch aufgrund der Rotation des

Kavitationsrotors in die Gegenrichtung zusätzlich mechanisch behandelt und/oder besser durchmischt werden.

Die Zentrifuge kann einen Entspannungsbehälter umfassen, der an der Auslassöffnung angeordnet sein kann, sodass das absetzbare Gemisch aus der Zentrifugentrommel mit dem Ausstosselement in den

Entspannungsbehälter führbar ist. Am Entspannungsbehälter kann eine Austragseinrichtung vorgesehen sein, sodass das entspannte Gemisch mit der Austragseinrichtung aus dem Entspannungsbehälter austragbar ist. Die Zentrifuge kann einen Kondensator umfassen, wobei der Kondensator bevorzugt am Entspannungsbehälter angeordnet ist, sodass das entspannte Gemisch mittels Kondensation verflüssigbar ist.

Die Zentrifuge kann eine Pumpe umfassen, bevorzugt eine

Hochdruckfeststoffpumpe, wobei die Pumpe bevorzugt an der Einlassöffnung, besonders bevorzugt ausserhalb der Zentrifuge angeordnet sein kann. Die Zentrifuge kann einen Dampferzeuger umfasst, wobei der Dampferzeuger bevorzugt an der Einlassöffnung, besonders bevorzugt ausserhalb der Zentrifuge angeordnet ist. Die Pumpe kann eine frequenzgesteuerte Pumpe sein und/oder durch ein Getriebe steuerbar sein. Die Pumpe hat den Vorteil, dass das Gemisch, bevor es der Zentrifuge, insbesondere der

Zentrifugentrommel und/oder dem Kavitationsrotor über die Einlassöffnung zuführbar ist, zusätzlich auf einen Pumpendruck gebracht werden kann. Der Dampferzeuger hat den Vorteil, dass dem Gemisch, bevor es der Zentrifuge über die Einlassöffnung der Trommel zuführbar ist, zusätzlich ein Gas, bevorzugt ein Wasserdampf, zugeführt werden kann.

Die Erfindung betrifft weiter ein Extraktionsverfahren zur Behandlung eines Gemischs in einer Zentrifuge. Die Zentrifuge umfasst eine Zentrifugentrommel mit einem sich entlang einer Trommelachse der Zentrifugentrommel erstreckenden Trommelmantel, wobei die Zentrifugentrommel eine

Einlassöffnung und eine Auslassöffnung aufweist und der

Zentrifungentrommel über die Einlassöffnung ein Gemisch zugeführt wird. Die Zentrifugentrommel wird in der Zentrifuge drehbar um die Trommelachse angeordnet. Die Zentrifuge umfasst weiter einen Sieb mit einer Pore, und das Sieb wird an einer inneren Umfangsfläche des Trommelmantels angeordnet. Die Zentrifugentrommel wird derart um die Trommelachse rotiert wird, dass auf einer Innenseite des Siebs das unter einem durch die Rotation erzeugten Trommeldrucks stehende Gemisch abgesetzt wird. Die Zentrifuge umfasst ausserdem ein Ausstosselement, das im Sieb angeordnet wird. Das

Ausstosselement umfasst eine Fördereinrichtung mit einer Förderöffnung, wobei mittels der Fördereinrichtung ein Lösungsmittel derart in die

Zentrifugentrommel zugeführt und das Lösungsmittel derart über die

Förderöffnung zumindest teilweise als ein Extraktionsfluid aus der

Fördereinrichtung in die Zentrifugentrommel auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufgebracht wird, dass mittels des

Extraktionsfluids ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahiert wird. In Ausgestaltung der Erfindung wird das Lösungsmittel derart über die

Förderöffnung zumindest teilweise als ein superkritisches Extraktionsfluid aus der Fördereinrichtung in die Zentrifugentrommel auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufgebracht, dass mittels des superkritischen Extraktionsfluids ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahiert wird. Das Ausstosselement mit der Fördereinrichtung wird drehbar um eine

Ausstossachse angeordnet, und das Ausstosselement wird derart um die Ausstossachse rotiert, dass das unter einem durch die Rotation erzeugten Rotationsdruck stehende Lösungsmittel durch die Fördereinrichtung zumindest teilweise in ein superkritisches Extraktionsfluid überführt und das superkritisches Extraktionsfluid auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufgebracht wird, sodass mittels des superkritischen Extraktionsfluids ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahiert wird.

Das erfindungsgemässe Extraktionsverfahren zur Behandlung eines

Gemischs kann wie folgt durchgeführt werden. Mittels der Fördereinrichtung wird ein Lösungsmittel in die Zentrifugentrommel zugeführt. Das

Lösungsmittel wird mittels der Rotation des Ausstosslements, insbesondere über die Fördereinrichtung mit den Förderöffnungen, als Extraktionsfluid in die Zentrifugentrommel zugeführt und auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufgebracht. Der Rotationsdruck und/oder der

Trommeldruck bewirken, dass das Extraktionsfluid das absetzbare Gemisch, insbesondere die auf dem Sieb abgesetzte Feststoffphase oder den

Feststoffkuchen des Gemischs vollständig durchdringen kann, also mittels des Extraktionsfluids ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahiert wird.

Insbesondere wird das Lösungsmittel aufgrund der Rotation des

Ausstosselement unter dem Rotationsdruck in ein zumindest teilweise superkritisches Extraktionsfluid, bevorzugt ein im wesentlichen vollständig superkritisches Extraktionsfluid überführt, und bereits als teilweise

superkritisches Extraktionsfluid aus der Fördereinrichtung mit den

Förderöffnungen in die Zentrifugentrommel ausgebracht und auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufgebracht, sodass mittels des zumindest teilweise superkritischen Extraktionsfluids das absetzbare Gemisch vollständig durchdrungen wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren weist die oben beschriebenen Vorteile der erfindungsgemassen Zentrifuge auf.

Die Erfindung betrifft weiter die Verwendung einer Zentrifuge nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 zur Durchführung eines Extraktionsverfahrens nach einem der Ansprüche 12 bis 14. Somit kann die erfindungsgemässe Zentrifuge bei der Durchführung des erfindungsgemässen Extraktionsverfahrens verwendet werden.

Weitere vorteilhafte Massnahmen und bevorzugte Verfahrensführungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Im Folgenden wird die Erfindung sowohl in apparativer als auch in

verfahrenstechnischer Hinsicht anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der schematischen

Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte

Extraktionsvorrichtung, und

Fig. 2 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen

Zentrifuge.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten

Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Zentrifuge 1 zur Durchführung eines Extraktionsverfahrens. Die Zentrifuge 1 umfasst eine

Zentrifugentrommel 2 mit einem sich entlang einer Trommelachse T der Zentrifugentrommel 2 erstreckenden Trommelmantel 21 . Die

Zentrifugentrommel 2 weist eine Einlassöffnung 22 und eine Auslassöffnung 23 auf, wobei der Zentrifugentrommel 2 über die Einlassöffnung 22 ein Gemisch zuführbar ist. Ausserdem ist die Zentrifugentrommel 2 in der

Zentrifuge 1 drehbar um die Trommelachse T angeordnet. Die Zentrifuge umfasst weiter einen Sieb 3 mit einer Pore (nicht dargestellt), wobei das Sieb 3 an einer inneren Umfangsfläche 24 des Trommelmantels 21 angeordnet ist. Im Betriebszustand ist die Zentrifugentrommel 2 derart um die Trommelachse T rotierbar, dass auf einer Innenseite des Siebs 3 das unter einem durch die Rotation erzeugten Trommeldrucks stehende Gemisch absetzbar ist. Die Zentrifuge umfasst im Weiteren ein Ausstosselement 4, das im Sieb 3 angeordnet ist. Erfindungsgemäss umfasst das Ausstosselement 4 eine

Fördereinrichtung 41 mit einer Förderöffnung 42. Mittels der Fördereinrichtung 41 ist ein Lösungsmittel derart in die Zentrifugentrommel 2 zuführbar und das Lösungsmittel über die Förderöffnung 42 zumindest teilweise als ein

Extraktionsfluid derart aus der Fördereinrichtung 41 in die Zentrifugentrommel 2 auf das auf der Innenseite des Siebs absetzbare Gemisch aufbringbar ist, dass mittels des Extraktionsfluid ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahierbar ist. Das Lösungsmittel kann aber auch mittels der

Fördereinrichtung 41 derart als Extraktionsfluid in die Zentrifugentrommel 2 zuführbar sein und mittels der Förderöffnung 42 zumindest teilweise als ein superkritisches Extraktionsfluid derart aus der Fördereinrichtung 41 in die Zentrifugentrommel 2 auf das auf der Innenseite des Siebs 3 absetzbare Gemisch aufbringbar sein, dass mittels des superkritischen Extraktionsfluids ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahierbar ist.

Das Ausstosselement 4 ist in der Zentrifuge 1 , bevorzugt im Sieb 3, drehbar um eine Ausstossachse A angeordnet. Im Betriebszustand ist das

Ausstosselement 4 mit der Fördereinrichtung 41 derart um die Ausstossachse A rotierbar, dass das unter einem durch die Rotation erzeugten

Rotationsdruck stehende Lösungsmittel durch das Ausstosselement 4, insbesondere die Fördereinrichtung 41 , zumindest teilweise in ein

superkritisches Extraktionsfluid überführbar ist. Das Lösungsmittel kann also mittels des Rotationsdrucks bereits am Ausstosselement 4, bevorzugt in der Fördereinrichtung 41 , in ein Extraktionsfluid überführbar sein, sodass das Lösungsmittel der Zentrifugentrommel 2 als Extraktionsfluid zuführbar ist. Das Lösungsmittels kann also mittels der Förderöffnung 42 zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, als ein superkritisches Extraktionsfluid derart aus der Fördereinrichtung 41 in die Zentrifugentrommel 2 auf das auf der Innenseite des Siebs 3 absetzbare Gemisch aufgebracht werden, dass mittels des superkritischen Extraktionsfluids ein Extraktionsstoff aus dem Gemisch extrahierbar ist. Das auf das absetzbare Gemisch aufbringbare

Extraktionsfluid kann somit das absetzbare Gemisch, vollständig

durchdringen.

Die Fördereinrichtung 41 umfasst einen sich entlang der Ausstossachse A des Ausstosselements 4 erstreckenden Wellenmantel 43. Die Förderöffnung 42 ist am, bevorzugt im, Wellenmantel 43 angeordnet, und bevorzugt als eine Düse und/oder eine Bohrung ausgeführt. Die Fördereinrichtung 41 weist weiter ein Förderrohr 44 auf, sodass das Lösungsmittel der Fördereinrichtung 41 mit dem Förderrohr 44 zuführbar ist. Das Förderrohr 44 ist teilweise in der Fördereinrichtung 41 und der Einlassöffnung 23 angeordnet. Das Förderrohr 44 kann ebenfalls eine Düse und/oder eine Bohrung umfassen (nicht dargestellt). Die Fördereinrichtung und/oder das Förderrohr sind

hohlzylinderförmig, insbesondere die Fördereinrichtung 41 eine erste

Hohlwelle und das Förderrohr 44 eine zweite Hohlwelle. Die Fördereinrichtung 41 ist eine einseitig geschlossen erste Hohlwelle.

Das Sieb 3 kann ein Filtertuch und/oder ein Stützgewebe und/oder ein

Filtersieb sein und kann insbesondere aus Polypropylen und/oder aus Metall und/ oder aus einem Verbundwerkstoff und/oder aus einem Carbon

Verbundwerkstoff sein, bevorzugt aus einem gesinterten Material und/oder aus Keramik und/oder Sintermetall sein. Ausserdem können an einer

Aussenseite des Siebs 3 eine oder mehrere Rillen, bevorzugt schräge Rillen ausgebildet sein, und/oder in Richtung der Trommelachse T eine oder mehrere Längsrillen ausgebildet sein. An der Aussenseite des Siebs 3 können Befestigungselemente zur Fixierung des Siebs 3 an der Zentrifugentrommel angeordnet sein. Bevorzugt kann an der Aussenseite des Siebs 3 ein Nocken und an der inneren Umfangsfläche 24 des Trommelmantels 21 eine Nut vorgesehen sein, sodass das Siebs 3 an der Zentrifugentrommel 2, bevorzugt an der inneren Umfangsfläche 24 des Trommelmantels 21 fixierbar ist.

Das Ausstosselement 4 ist in Form einer schraubenförmigen Wendel mit einer Ausstossfläche 45 ausgebildet, insbesondere als eine Förderschnecke. Im Betriebszustand ist das Ausstosselement 4 derart um eine Ausstossachse A rotierbar, dass das Gemisch mit der Ausstossfläche 45 entlang der

Ausstossachse A bewegbar ist. Das Ausstosselement 4 kann aber auch eine Schubbodenvorrichtung sein (nicht dargestellt) und die

Schubbodenvorrichtung kann im Betriebszustand derart entlang der

Ausstossachse A hin- und herbewegbar angeordnet sein, dass das Gemisch mit der Schubbodenvorrichtung, bevorzugt mit einer Schubfläche der

Schubbodenvorrichtung, entlang der Ausstossachse A bewegbar ist. Die Zentrifuge 1 umfasst ein Entspannungsventil 5, das an der Einlassöffnung 23 der Zentrifugentrommel 2 angeordnet ist.

Das erfindungsgemässe Extraktionsverfahren zur Behandlung eines

Gemischs kann in einer Zentrifuge 1 kann wie oben beschrieben durchgeführt werden.

Das erfindungsgemässe Extraktionsverfahren zur Behandlung eines

Gemischs kann in der erfindungsgemässen Zentrifuge 1 durchgeführt werden.