(57) 1. Способ обработки материала, содержащегося в сосуде, представляющей собой изменение состава материала путем пропитки, экстракции или их комбинаций, причем в указанном способе в сосуде присутствует текучая среда и способ включает по меньшей мере одну стадию повышения давления, на которой давление в сосуде повышают, и по меньшей мере одну стадию снижения давления, на которой давление в сосуде снижают, причем указанный способ включает также стадию, на которой осуществляют рециркуляцию в течение по крайней мере части времени осуществления способа, по меньшей мере части текучей среды, содержащейся в сосуде, причем на стадии рециркуляции осуществляют следующее: отводят из сосуда по крайней мере часть текучей среды, содержащейся сосуде, и подают ее в контур рециркуляции, а затем подают текучую среду в сосуд, причем указанная текучая среда после стадии повышения давления находится в сверхкритическом состоянии, а рециркуляцию осуществляют на стадии повышения давления и/или на стадии снижения давления, отличающийся тем, что текучая среда, присутствующая в контуре рециркуляции, не претерпевает фазовое изменение в жидкое или твердое состояние.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что включает также стадию выдерживания, на которой давление в сосуде поддерживают практически постоянным, и/или на которой давление текучей среды в сосуде изменяют в соответствии с заданным регламентом в течение времени выдерживания заданной продолжительности, причем в течение времени выдерживания текучая среда предпочтительно находится в сверхкритических условиях, и на которой регулируют температуру текучей среды в контуре рециркуляции путем подвода и/или отвода тепла в контуре рециркуляции, и на которой указанным способом регулируют профили температуры, давления и/или плотности в сосуде.
3. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанную текучую среду выбирают из группы, состоящей из диоксида углерода, спирта, воды, метана, этана, этилена, пропана, бутана, пентана, гексана, циклогексана, толуола, гептана, бензола, аммиака, гексафторида серы, закиси азота, хлортрифторметана, монофторметана, метилового спирта, этилового спирта, диметилсульфоксида (ДМСО), пропанола, изопропанола, ацетона, тетрагидрофурана, уксусной кислоты, этиленгликоля, полиэтиленгликоля, N,N-диметиланилина и т.д. и их смесей.
4. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что в качестве указанной текучей среды используют диоксид углерода.
5. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанная текучая среда содержит также по меньшей мере один сорастворитель.
6. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что указанную текучую среду после стадии снижения давления поддерживают в газообразном, и/или жидком, и/или твердом состоянии.
7. Способ по пп.1-6, отличающийся тем, что часть текучей среды, находящейся в сосуде высокого давления, отводят в контур рециркуляции от/до давления в сосуде высокого давления ниже 70 бар, например от/до давления ниже 60 бар, предпочтительно от/до давления ниже 40 бар и преимущественно от/до давления ниже 2 бар.
8. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что объем указанной текучей среды, отводимой из сосуда, соответствует обмену по меньшей мере 1 объема сосуда в час, например обменам по меньшей мере 2 объемов сосуда в час, предпочтительно по меньшей мере 5 обменам объемов сосуда в час, преимущественно по меньшей мере 10 обменам объемов сосуда в час и предпочтительно в пределах 10-20 обменов объемов сосуда в час.
9. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что давление в сосуде после стадии повышения давления поддерживают в пределах 85-500 бар, предпочтительно в пределах 85-300 бар, например 100-200 бар.
10. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температуру в сосуде поддерживают в пределах 20-300°С, например 30-150°С, предпочтительно 35-100°С, например 40-60°С.
11. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что скорость повышения давления и/или снижения давления регулируют заданным способом через конкретные интервалы давления в течение времени повышения (снижения) давления.
12. Способ по п.11, отличающийся тем, что скорость повышения давления по меньшей мере в части диапазона давления от 40 до 120 бар поддерживают равной максимум половине максимальной скорости повышения давления за пределами этого диапазона, например одной трети максимальной скорости повышения давления, предпочтительно максимум одной пятой максимальной скорости повышения давления и предпочтительнее максимум одной десятой максимальной скорости повышения давления за пределами этого диапазона давлений.
13. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температуру текучей среды, которую подают в сосуд на протяжении всего или части времени выдерживания, изменяют по заданному регламенту, чтобы внести изменения давления, соответствующие изменениям температуры в сосуде.
14. Способ по п.13, отличающийся тем, что самый верхний и самый нижний уровни температуры выбирают таким образом, чтобы обеспечить изменение плотности между этими самым верхним и самым нижним уровнями до 75%, например 50% и предпочтительно до 30%.
15. Способ по пп.2-14, отличающийся тем, что контур рециркуляции содержит также смесительный сосуд, предназначенный для смешивания текучей среды с химическими веществами и расположенный за теплообменником в направлении потока.
16. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что включает также по меньшей мере одну стадию экстракции компонентов из материала, содержащегося в сосуде, причем на указанной стадии экстракции регулируют термодинамическое состояние в сосуде, чтобы получить заданное состояние, в котором происходит экстракция компонентов.
17. Способ по одному из пп.13-16, отличающийся тем, что температуру в сосуде при указанной экстракции компонентов из материала, содержащегося в сосуде, поддерживают в пределах 70-140°С и давление в сосуде при указанный экстракции компонентов из материала, содержащегося в сосуде, поддерживают в пределах 100-500 бар, например в пределах 120-300 бар.
18. Способ по одному из пп.16 или 17, отличающийся тем, что отношение количества ОС2, используемого для экстракции компонентов из материала, содержащегося в сосуде, к количеству материала, содержащегося в сосуде, поддерживают в пределах 1-80 кг/кг, например в пределах 1-60 кг/кг и предпочтительно в пределах 1-40 кг/кг, например в пределах 5-20 кг/кг.
19. Способ по одному из пп.16-18, отличающийся тем, что термодинамическое состояние в сосуде регулируют таким образом, чтобы добиться селективной экстракции компонентов из материала, содержащегося в сосуде, при этом практически оставляя другие экстрагирующиеся компоненты в материале.
20. Способ по пп.18, 19, отличающийся тем, что включает последующие стадии экстракции, где термодинамическое состояние на каждой стадии регулируют таким образом, чтобы добиться заданного состояния, в котором происходит заданная экстракция компонентов из материала в сосуде.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что термодинамическое состояние на первой стадии выбирают таким образом, чтобы общее количество экстракта, удаляемого на первой стадии, по сравнению с общим количеством экстрагирующихся веществ поддерживать в пределах 10-35%, причем общее количество экстрагирующихся веществ определяют, например, методом SOXLETH (стандарт Американского общества по испытанию материалов ASTM D1416) с использованием пентана в качестве растворителя.
22. Способ по п.20 или 21, отличающийся тем, что термодинамическое состояние на первой стадии регулируют таким образом, чтобы поддерживать температуру в сосуде в пределах 65-100°С, например в пределах 70-90°С, и регулируют таким образом, чтобы поддерживать давление в сосуде в пределах 100-200 бар, например в пределах 140-170 бар.
23. Способ по одному из пп.20-22, отличающийся тем, что термодинамическое состояние на второй стадии экстракции регулируют таким образом, чтобы поддерживать температуру в сосуде в пределах 80-140°С, и регулируют таким образом, чтобы поддерживать давление в сосуде в пределах 200-300 бар.
24. Способ по одному из пп.16-23, отличающийся тем, что включает также по меньшей мере одну стадию экстракции компонентов из материала, содержащегося в сосуде, где на указанной стадии экстракции
регулируют термодинамическое состояние в сосуде таким образом, чтобы добиться заданного состояния, в котором происходит экстракция компонентов;
отводят из указанного сосуда по меньшей мере часть текучей среды, содержащейся в сосуде на протяжении указанной стадии (стадий) экстракции компонентов из материала, содержащегося в сосуде, подают ее в контур рециркуляции для отделения экстрагированных компонентов из указанной текучей среды;
отделяют, по меньшей мере частично, указанные экстрагированные компоненты из указанной текучей среды при давлении выше критического давления указанной текучей среды;
подают указанную отделенную текучую среду в сосуд.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что давление в сосуде для указанной экстракции компонентов поддерживают равным по меньшей мере 150 бар, например по меньшей мере 200 бар, например по меньшей мере 300 бар.
26. Способ по п.25, отличающийся тем, что давление для указанной экстракции указанного отделения экстрагированных компонентов из указанной текучей среды поддерживают равным по меньшей мере 1/2 давления в сосуде для указанной экстракции компонентов, например по меньшей мере 2/3 давления в сосуде для указанной экстракции компонентов, например по меньшей мере 3/4 давления в сосуде для указанной экстракции компонентов.
27. Способ по одному из пп.24-26, отличающийся тем, что термодинамическое состояние для отделения регулируют таким образом, чтобы растворимость экстрагированных компонентов в указанной текучей среде была максимум 20% растворимости экстрагированных компонентов при давлении в сосуде для указанной экстракции компонентов, например максимум 10% растворимости экстрагированных компонентов при давлении в сосуде для указанной экстракции компонентов и предпочтительно максимум 5% растворимости экстрагированных компонентов при давлении в сосуде для указанной экстракции компонентов.
28. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что включает также по меньшей мере одну стадию пропитки или нанесения покрытия, предназначенную для пропитки материала, содержащегося в сосуде, где на указанной стадии пропитки или нанесения покрытия регулируют термодинамически состояние в сосуде таким образом, чтобы добиться заданного состояния, в котором пропиточные компоненты, например один или несколько реагентов, содержащихся в сосуде, пропитывают или покрывают материал, содержащийся в сосуде.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что на указанной стадии пропитки или нанесения покрытия осуществляют химическую реакцию.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что в качестве химического вещества (веществ), используемого(ых) на указанной стадии пропитки или нанесения покрытия, используют предшественники для химической реакции.
31. Способ по п.28 или 29, отличающийся тем, что в качестве химической реакции используют силилирование.
32. Способ по одному из пп.28-31, отличающийся тем, что указанным химическим веществом(ами) пропитывают материал, содержащийся в сосуде, или наносят их практически одним слоем на указанный материал, содержащийся в сосуде.
33. Способ по одному из пп.28-32, отличающийся тем, что поверхностное покрытие указанным химическим веществом(ами) на указанном материале, содержащемся в сосуде, наносят в количестве по меньшей мере 5 молекул/нм2, например по меньшей мере 6 молекул/нм2.
34. Способ по пп.2-33, отличающийся тем, что время выдерживания включает одну или несколько стадий экстракции, причем за стадией экстракции осуществляют одну или несколько стадий пропитки.
35. Способ по п.34, отличающийся тем, что время выдерживания включает одну или несколько стадий экстракции, после которой осуществляют одну или несколько стадий пропитки, где после пропитки осуществляют одну или несколько стадий повышения давления и где после одной или нескольких стадий повышения температуры осуществляют одну или несколько стадий снижения температуры.
36. Способ по п.35, отличающийся тем, что последняя стадия(и) времени выдерживания включает одну или несколько стадий экстракции, причем излишек пропиточного химического вещества (веществ) после одной или нескольких стадий пропитки экстрагируют из указанного материала, содержащегося в сосуде, на указанной по меньшей мере одной или нескольких стадиях экстракции.
37. Способ по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что материал и/или текучую среду, присутствующую в сосуде, перемешивают, и включающий стадию, на которой покрывающее или пропиточное химическое вещество(а) распыляют в указанный сосуд с перемешиванием в течение по меньшей мере части времени указанной стадии снижения давления.
38. Способ по п.37, отличающийся тем, что покрывающее или пропиточное химическое вещество(а) распыляют в указанный сосуд с перемешиванием, причем указанное покрывающее или пропиточное химическое вещество(а) является практически не растворимым в текучей среде, содержащейся в сосуде.
39. Способ по пп.1-38, отличающийся тем, что по меньшей мере первую часть текучей среды, отведенной из сосуда на стадии снижения давления, подают в буферный бак, имеющий выпускной канал, соединенный с сосудом либо непосредственно, либо через контур рециркуляции, в котором она конденсируется, предпочтительно посредством непосредственного распыления в жидкую фазу указанной текучей среды, причем по меньшей мере вторую часть текучей среды, отведенной из сосуда, подают в конденсатор, в котором она конденсируется, причем конденсированную текучую среду затем подают в буферный бак, имеющий выпускной канал, соединенный с сосудом либо непосредственно, либо через контур рециркуляции, причем температуру в буферном баке регулируют таким образом, чтобы поддерживать практически постоянной, причем указанного регулирования добиваются, по меньшей мере частично, путем разделения первой и второй частей текучей среды, отводимой из сосуда и подаваемой в буферный бак, тем самым уравновешивая тепло, потребленное испарительным охлаждением, генерируемое из текучей среды, которую отводят из буферного бака через его выпускной канал, причем регулирование температуры в буферном баке включает также регулирование уровня жидкости в буферном баке путем добавления подпиточной текучей среды из бака для подпиточной текучей среды.
40. Способ по п.39, отличающийся тем, что используют несколько линий обработки, работающих параллельно и в разных состояниях в циклическом способе, при этом указанные несколько линий обработки соединены с указанным буферным баком и имеют
общую питательную систему(ы) для повышения давления;
общие линии для снижения давления, включающие компрессоры;
общий конденсатор(ы);
общую линию(и) для распыления указанной текучей среды в жидкую фазу;
общую подпиточную систему(ы).
41. Способ по одному из пп.1-40, отличающийся тем, что в качестве обрабатываемого материала используют дерево.
42. Способ по п.41, отличающийся тем, что дерево пропитывают органическим фунгицидом или органическим инсектицидом.
43. Способ по п.42, отличающийся тем, что дерево пропитывают химическим веществом(ами), содержащим(и) пропиконазол.
44. Способ по одному из пп.1-40, отличающийся тем, что в качестве обрабатываемого материала используют пробку.
45. Способ по одному из пп.1-40, отличающийся тем, что в качестве обрабатываемого материала используют пористый сорбент.
46. Способ по п.45, отличающийся тем, что указанный пористый сорбент выбирают из аэрогелей, цеолитов, силикагеля, активированных углей, кремнеземов, глиноземов, диоксидов циркония, диоксидов титана.
47. Способ по п.45 или 46, отличающийся тем, что указанный пористый сорбент берут с размером пор 5-100 нм, например в пределах 5-50 нм и предпочтительно в пределах 5-20 нм.
48. Способ по одному из пп.45-47, отличающийся тем, что указанный пористый сорбент пропитывают соединением силана.
49. Способ по одному из пп.45-48, отличающийся тем, что химическое вещество(а) для указанной стадии пропитки или нанесения покрытия выбирают из органосиланов, алкоксиланов, хлорсиланов, фторсиланов, например октадецилсиланов, п-октадецилтриэтоксилана, п-октадецилдиметилметоксилана, перфтороктилтриэтоксилана, гексаметилдисилазана, трихлороктадецилсилана, меркаптопропилсилана, меркаптопропилтриметилоксисилана, этилендиамина, триметоксисилана, триметилхлорсилана, п-октадецилдиметилхлорсилана (ODDMS), тетраэтоксисилана.
50. Способ по одному из пп.45-49, отличающийся тем, что в качестве указанного пористого сорбента берут функционализированный пористый сорбент, предназначенный для хроматографических разделений.
51. Способ по п. 50, отличающийся тем, что в качестве указанного функционализированного пористого сорбента берут таковой, используемый в качестве неподвижной фазы для жидкостной хроматографии.
52. Способ по одному из пп.45-51, отличающийся тем, что в качестве указанного пористого сорбента берут таковой, используемый в хроматографической колонке для очистки или анализа фармацевтических или биотехнологических соединений.
53. Способ по п.52, отличающийся тем, что в качестве указанного пористого сорбента берут таковой, используемый в хроматографической колонке для очистки или анализа инсулина.
54. Способ по п.53, отличающийся тем, что в качестве указанного материала берут вулканизированный каучук.
55. Способ по п. 1-53, отличающийся тем, что в качестве обрабатываемого материала берут кремнийорганический (силиконовый) каучук.
56. Устройство для использования при обработке материала плотной текучей средой, представляющей собой изменение состава материала путем пропитки, экстракции или их комбинаций, содержащее 2-6 сосудов, предназначенных для того, чтобы содержать обрабатываемый материал и текучую среду, участвующую в обработке, причем указанное устройство содержит также
средство регулирования давления, предназначенное для повышения/снижения давления в сосуде таким образом, чтобы осуществлять по меньшей мере одну стадию повышения давления, на которой давление в сосуде повышается, и по меньшей мере одну стадию снижения давления, на которой давление в сосуде снижается; и
контур рециркуляции для рециркуляции по меньшей мере части текучей среды, причем контур рециркуляции предназначен для отвода из сосуда по меньшей мере части текучей среды, содержащейся в сосуде, и подачи ее в контур рециркуляции и затем подачи текучей среды в сосуд, где текучая среда, присутствующая в контуре рециркуляции, обладает практически такими же термодинамическими свойствами, что и текучая среда в сосуде,
при этом указанное устройство содержит также
устройство восстановления текучей среды, сообщающееся по текучей среде с сосудами, и где указанное устройство восстановления текучей среды содержит
средство для отвода газообразной текучей среды;
средство для отвода жидкой текучей среды;
средство для конденсации текучей среды из сосуда путем охлаждения;
средство для конденсации текучей среды путем непосредственного распыления в жидкую фазу;
теплообменник, погруженный в указанную жидкую фазу.
57. Обработанный продукт из дерева, полученный способом по одному из пп.28-55 и имеющий консервирующее действие против грибков, и/или насекомых, и/или термитов, содержащий пропиточное химическое вещество(а), где указанное пропиточное химическое вещество(а) присутствует(ют) в концентрации в пределах 0,05-1,0 г/м3.
58. Обработанный пробковый продукт, полученный способом по одному из пп.28-55, отличающийся тем, что концентрация компонентов, вызывающих привкус пробки в вине, снижена более чем на 95% относительно необработанного пробкового продукта.
59. Пористый хроматографический материал, полученный способом по одному из пп.28-55, отличающийся тем, что указанный пористый хроматографический материал выбирают из аэрогелей, цеолитов, силикагелей, активированных углей, кремнеземов, глиноземов, диоксидов циркония, диоксидов титана, причем указанный пористый хроматографический материал имеет размер пор в пределах 5-100 нм, и где указанный пористый хроматографический материал функционализирован пропиткой силилированием, причем химическое вещество(а) для указанного силилирования выбирают из органосиланов, алкоксиланов, хлорсиланов, фторсиланов и указанное пропиточное химическое вещество(а) осаждается(ются) практически одним слоем, причем указанное поверхностное покрытие указанными пропиточными химическими веществами имеет по меньшей мере 5 молекул/нм2.
|
