Магнітоімпульсні кавітаційні реактори “ROTON” з автоматизованою системою управління кавітаційними процесами “ЕССЕ”

Магнітоімпульсні кавітаційні реактори “ROTON” є результатом останніх досягнень нашої компанії в галузі кавітаційної обробки рідин у різних комбінаціях, а також сумішей рідин із твердими продуктами.

У реакторах “ROTON” кавітація створюється магнітно-імпульсним гідродинамічним методом у потоці, що дозволяє ефективно обробляти будь-які рідини у промислових обсягах. Кавітаційна хмара утримується магнітним полем саме в тій частині реактора, в якій відбувається обробка, і негайно впливає на сировину, що проходить через кавітатор. Це забезпечує високу ефективність, надійність та довговічність наших реакторів.

За допомогою кавітаційних реакторів “ROTON”можна вирішувати такі складні технологічні завдання:

• Виробництво біодизеля з різних рослинних олій та жирів за новітньою технологією, що відрізняється найвищим ступенем конверсії метилових ефірів жирних кислот, що досягає 99%, а також відсутністю рекуперації метанолу, миття та сушіння біодизеля. Виробництво біодизеля відбувається у безперервному режимі 24/7.
• Інтенсивне емульгування та гомогенізація рідин, що важко змішуються, з метою отримання стійких у часі високоякісних емульсій. Застосовується у харчовій, фармацевтичній, хімічній промисловості.
• Виробництво рідких кормів у сільському господарстві.
• Інтенсифікація процесів екстрагування. Кавітаційна дія ефективно використовується для екстрагування медичних каннабіоїдів, пектину, каротину, таніну, астаксантину та інших цінних речовин біомаси. Застосовується у фармацевтичній промисловості, медицині.
• Введення в рідке паливо всіляких присадок для зниження в’язкості, зольності, вмісту сірки та її оксидів, зниження температури застигання та зменшення шкідливих викидів. Застосовується у нафтохімії, паливній промисловості.
• Високоефективна гомогенізація “рідина + тверді продукти” з одночасним зменшенням розміру твердих частинок в суміші, що отримується (збільшенням дисперсності). У цьому гідромодуль може досягати значення 4, тобто 4 частини рідини і 1 частина твердої речовини. Застосовується у харчовій, фармацевтичній промисловості.
• Значне прискорення процесу розчинення твердих речовин у рідинах, інтенсифікація проходження хімічних реакцій, особливо багатокомпонентних сумішей. Застосовується у хімічній промисловості.
• Активація води та водних розчинів. Дія кавітації на воду призводить до зміни її фізико-хімічних властивостей: зниження окисно-відновного потенціалу (ОВП) води, відновлення природної структури води та активації її молекул. Застосовується у харчовій, хімічній, фармацевтичній промисловості.
• Дегазацію води від розчинених активних газів при водопідготовці.
• Кавітаційне нагрівання оброблюваного продукту, що відбувається рівномірно по всьому об’єму рідини за відсутності поверхонь нагріву, таких як, наприклад, в ТЕНах, що виключає появи продуктів пригару, локального перегріву і т.п. Застосовується в будь-яких галузях промисловості, де потрібне об’ємне нагрівання.
• Безреагентне знезараження води, рідких харчових продуктів (пастеризація). Застосовується у харчовій, фармацевтичній промисловості.

Промислові кавітаційні реактори “ROTON” характеризуються простотою в обслуговуванні та експлуатації, надійністю та довговічністю, високою ефективністю кавітаційної обробки продуктів. Реактори “ROTON” спроектовані для безперервної роботи у промислових умовах – у режимі 24/7. Проточна частина реакторів (кавітаційна камера) виконана із спеціальної нержавіючої сталі, що дозволяє використовувати їх у харчовій, фармацевтичній та хімічній промисловості.

Компанія “CT SYSTEMS” виробляє дві лінійки кавітаційних реакторів:

• “ROTON” для загальнопромислового застосування, з широким спектром на різні середовища;
• “ROTON-B” для виробництва біодизеля. Цей реактор розроблений безпосередньо для проведення реакції переетерифікації з максимальною ефективністю, враховуючи в’язкість оброблюваних компонентів і температуру процесу.

Електронна система управління кавітаційними процесами “ЕССЕ”

Електронний блок управління кавітацією “ЕССЕ” (Electronics Cavitation Control Enclosure) – ефективно використовується у випадках, коли в технологічних процесах застосовуються різні рідини з більшим діапазоном в’язкості, змінюються температурні режими обробки у широких межах, змінюється величина гідромодуля і т.д., наприклад, при екстракційних процесах. У цих випадках за допомогою “ЕССЕ” можна досягти максимальної ефективності кавітаційної обробки, враховуючи параметри оброблюваного середовища, що змінюються, і розширити діапазон застосування.

Ця система була створена на основі поглибленого вивчення закономірностей утворення каверн, їх зародження та еволюції, побудови емпіричних залежностей, прогнозування поведінки парогазових порожнин у різних умовах.

Ефективність кавітації залежить від форми та руху кавітаційних бульбашок, максимального тиску та температури при мікровибухах, що є факторами кавітації, що діють, залежать від параметрів середовища. Завдяки експериментальним даним та оцінкам фізичних параметрів енергетики кавітаційного впливу, нашими інженерами були визначені величини акустичних параметрів, їх залежність від фізичних властивостей рідини та прогноз технологічного впливу на навколишнє середовище. Створена система дозволяє контролювати тиск насичених парів і кількість кавітації в різних рідинах, емульсіях і суспензіях та автоматично підтримувати режим суперкавітації, враховуючи температуру, тиск усередині кавітатора, а також в’язкість середовища.

Автоматизований комплекс “ROTON” + “ЕССЕ” побудований за принципом системи, що “стежить”. Сенсори, встановлені в активних точках кавітатора, передають різні фізичні параметри блок управління, де за допомогою програмного забезпечення ці дані обробляються. Після обробки даних PLC (контролер) видає керуючі команди виконавчі механізми. Система “ЕССЕ” є точним та надійним інструментом для моделювання кавітації та автоматичного управління кавітаційними процесами.

Магнітоімпульсні кавітаційні реактори “ROTON” показують високу ефективність при виробництві різних екстрактів із застосуванням харчових розчинників, таких як етиловий спирт, олія, вода.

За якістю гомогенізації, глибини екстракції, продуктивності та витрат енергії аналогів даних апаратів не існує.

Кавітаційний реактор “ROTON” може переробляти рідини з продуктивністю до 8000 літрів на годину в’язкістю до 1000 cSt і вище, будь-які поєднання різних рідин та рідини з твердими включеннями при мінімальному гідромодулі 4.

Екстрагування рослинної сировини в даний час здійснюється малоефективними, трудомісткими та тривалими методами.

Класичними методами виділення біологічно активних сполук з рослинної сировини є екстракція із застосуванням токсичних розчинників, при цьому завжди виникає проблема відокремлення від екстракту залишків розчинника, що може призвести до часткового або навіть повного руйнування деяких компонентів екстракту, а також до забруднення кінцевого продукту нехарчовими хімічними сполуками.

На сьогоднішній день найбільш популярним із існуючих методів екстракції є екстракція зрідженими газами. Це бутанова екстракція та екстракція зрідженим діоксидом вуглецю (СО2). Обидва ці методи мають ряд істотних недоліків:

Бутанова екстракція:

1. Бутан – токсична речовина. Неможливо 100% видалення з екстракту.
2. Невелика продуктивність через пакетну обробку (порціями).
3. Часта зміна фільтрів.
4. Великі енергетичні витрати та дорожнеча обладнання для повторного зрідження розчинника.

Екстракція діоксидом вуглецю:

1. Надвисокий тиск (від десятків до сотень атмосфер).
2. Висока вартість обладнання (компресори, судини під великий тиск) та великі енергетичні витрати.
3. СО2 – неполярний розчинник. Вибіркова екстракція, часта втрата корисних компонентів.

Наша технологія не тільки позбавлена цих недоліків, а й має цілу низку істотних переваг:

1. Висока продуктивність обробки сировини у потоці, на відміну традиційної пакетної обробки.
2. Значно нижча собівартість екстрагування у порівнянні з традиційними методами, переліченими вище.
3. Універсальність технологічного процесу. На тому самому обладнанні можлива екстракція різних типів сировини, без переналаштування технологічної лінії.
4. Збільшення ступеня екстрагування у вигляді руйнування клітинних мембран. Кавітація механічно руйнує стінку клітини силами зсуву, полегшується перенесення маси з клітини в розчинник. Зменшення розміру частинок за допомогою кавітації збільшує площу поверхні контакту твердої та рідкої фаз.
5. Використання нетоксичних полярних розчинників (спирти, вода та ефіри), як наслідок, можливість екстрагування складніших сполук.
6. Безпека процесу екстрагування – немає високих тисків, відсутність токсичних розчинників.
7. Етерифікація органічних кислот із виділенням ефірів у процесі екстракції, які легше засвоюються організмом людини.
8. Отримання продукції тільки класу “ОРГАНІК” – в екстракції беруть участь лише 100% натуральних інгредієнтів.

Приклади практичного використання магнітоімпульсних кавітаційних реакторів “ROTON” у деяких технологічних процесах

Екстракція етиловим спиртом крильової олії з крильового борошна

Одним із прикладів розв’язання задачі дуже складної екстракції є екстракція крильової олії. Крильова олія – ​​дуже цінна і дорога харчова добавка. Вона на порядок ефективніша за риб’ячий жир. Діючими корисними речовинами крилової олії є Омега-3 жирні кислоти, фосфоліпіди та найсильніший природний антиоксидант – астаксантин. Всі ці три типи речовин мають різну розчинність у полярних та неполярних розчинниках. Традиційне екстрагування проводиться мінімум двома різними розчинниками у два етапи, причому один із цих розчинників – обов’язково нехарчовий. Тому всі зразки крильової олії, присутні на ринку, не можуть бути сертифіковані як продукт “органік”.

Наша компанія, використовуючи унікальний кавітаційний реактор “ROTON”, розробила та випробувала технологію проточної кавітаційної екстракції крильової олії харчовим етиловим спиртом. При цьому в одній стадії вдалося одночасно отримати жири, фосфоліпіди та астаксантин. Усі параметри екстракту відповідають ринковим нормам для крильової олії.

Одержання екстракту медичного каннабісу

Такий канабіс практично не містить наркотичних каннабіноїдів, зате містить помітну кількість каннабідіолу (CBD) – дуже корисної речовини, яка ефективно допомагає позбавлятися від стресу, безсоння, алкогольної чи наркотичної залежності та має ще цілу низку лікувальних ефектів.

Одержання екстракту канабісу на наших кавітаційних реакторах проводиться за допомогою харчового етилового спирту 95,5%, при цьому вилучається понад 95% каннабіноїдів.

Дослідно-промислова установка екстракції із рослинної сировини.

Спиртове екстрагування дубового натурального екстракту для виробництва коньячної продукції

Кавітаційна обробка спеціально підготовлених дубових трісок для виробництва коньяку дозволяє прискорити в десятки разів ступінь та глибину екстракції компонентів деревини дуба у коньячний спирт. Усе це зрештою призводить до отримання продукції з поліпшеними органолептичними якостями у стислі терміни.

Водне безреагентне екстрагування гуміновмісних субстанцій

При обробці сировини у реакторі “ROTON” відбуваються одночасно процеси диспергації, екстракції, розчинення, дезінтеграції клітинних структур, деструкція целюлози, що призводить до підвищення ефективності кінцевого продукту без застосування хімічних реагентів.

Високопродуктивне безвідходне виробництво соків, пюре, паст

Дана технологія дозволяє переробляти овочі та фрукти разом зі шкіркою, як, наприклад, томати або цитрусові, оскільки подрібнення відбувається на мікрорівні.

Обробка відбувається без доступу повітря із збереженням усіх компонентів хімічного складу плодів, у тому числі і нерозчинних: клітковина, протопектин, жиророзчинні пігменти. Завдяки повному збереженню складових частин сировини цінність соків з м’якоттю вища, ніж освітлених.

Виробництво рідких комплексних добрив

Дана технологія дозволяє вводити в концентрований водний розчин гумінових кислот мікро та макро елементи для отримання комплексних гумінових добрив з різним вмістом елементів живлення рослин.

Застосування магнітно-імпульсного кавітаційного реактора “ROTON” у пивоварному виробництві

Обробка заторів в реакторі “ROTON” підвищує ефективність виробництва пива за рахунок більшого вилучення екстрактивних речовин солоду, економії сировини, також покращує якість пивного сусла, позитивно впливає на процес бродіння та якість готового напою.

Обробка заторів в реакторі “ROTON” протягом 5 хвилин є достатньою для оцукрювання затору і накопичення необхідної кількості сухих речовин, що призводить до більш повного розщеплення білка, знижує екстракцію поліфенолів. Тривалість зброджування скорочується до 4 діб.

Дослідно-промислова установка для пивоварної промисловості.

Переробка відходів виноробства (шкірки та кісточок винограду)

Переробка відходів дозволяє отримати цінні продукти, необхідні для низки галузей народного господарства: етиловий спирт, винна кислота, виноградна олія, поліфенольні концентрати, слабоалкогольні та безалкогольні напої та інші продукти харчового, косметичного та фармацевтичного призначення.

Пастеризація та одночасна гомогенізація молока, соків, напоїв тощо

Гомогенізація білково-жирових молочних крапель до 1-2 мкм. Витрати електроенергії на обробку молочного потоку у згаданому процесі в десятки разів менші, ніж у традиційних плунжерних гомогенізаторах з потужними електроприводами. Холодна кавітаційна пастеризація з гарантованим знищенням бактерій при збереженні вітамінів.

Характеристики “ROTON”

* Максимальна продуктивність – допустимий потік рідини, що проходить через реактор, при якому зберігається мінімальна кавітаційна обробка рідини, достатня для більшості задач емульгації, диспергації, екстракції.

** Номінальна продуктивність – потік рідини, що проходить через реактор, при якому створюється ефективна кавітаційна обробка рідини, необхідна для вирішення складних завдань: емульгування на молекулярному рівні, тонке подрібнення, диспергування твердих тіл у рідині, максимальна екстракція з харчовими розчинниками (вода, етиловий спирт, олія). Зменшення витрати призводить до збільшення часу кавітаційної обробки рідини з одночасним нагріванням і може бути використане для вирішення спеціальних завдань.