Valvole a dischi fessurati completano l’impianto Cryo EXS.
Relazione sull’applicazione di Sven Wildförster e Marcel Mokosch
L’azienda DEVEX Verfahrenstechnik di Warendorf ha compiuto un passo decisivo verso l’estrazione dell’olio di cannabis con lo sviluppo dell’impianto CryoEXS. Questo rende possibile l’estrazione dell’olio di cannabis dalla canapa per poi filtrarlo, collegarlo a un sistema di recupero dell’etanolo e infine raffinarlo implementando la decarbossilazione che trasforma il contenuto acido dell’olio.
Sven Wildförster, managing partner di DEVEX Verfahrenstechnik, è certo: “Per quanto ne sappiamo, questo ci rende l’unico fornitore di un sistema completo così economico al mondo”. Le valvole a dischi fessurati e le valvole a sede asettica di Schubert & Salzer assicurano il massimo grado di precisione nel controllo, anche entro la gamma di temperatura criogenica sensibile. 
C’è una crescente domanda globale di olio di cannabis, in particolare il cannabinoide CBD. Questo ingrediente non psicoattivo nell’olio di cannabis ha effetti antispasmodici, antinfiammatori e ansiolitici oltre che essere efficace contro la nausea. Questo è il motivo per cui la domanda è in aumento su scala globale nella terapia del dolore oncologico e come integratore alimentare.
I produttori di olio di cannabis traggono un vantaggio speciale da DEVEX Verfahrenstechnik con la sua pianta in quanto utilizza etanolo criogenico come agente estraente. Questo processo di temperatura criogenica assicura che l’estrazione sia molto delicata e produttiva. L’etanolo attraversa anche un ciclo chiuso e quindi economico. Nell’impianto è inoltre integrato un sistema di recupero dell’etanolo che allo stesso tempo garantisce che l’etanolo residuo nella biomassa rimanente sia mantenuto al minimo.
Le temperature criogeniche rappresentano una sfida per le valvole di controllo
Il funzionamento delle valvole di controllo a temperature criogeniche presenta la richiesta tecnologica maggiore. Ciò ha mostrato i vantaggi distintivi offerti dalle soluzioni di valvole di Schubert & Salzer. Anche la valvola a dischi fessurati standard può essere utilizzata ad un range tra – 60°C e + 350°C. “Il circuito di raffreddamento nel nostro impianto di estrazione della cannabis funziona ad un intervallo di temperatura criogenica di – 50°C massimo”, afferma Sven Wildförster.
“È qui che utilizziamo con successo la valvola a dischi fessurati di Schubert & Salzer. Utilizziamo un refrigerante per raffreddare l’etanolo fino alla temperatura richiesta in modo da ottenere il miglior risultato possibile nell’estrazione. Non è stato facile trovare valvole di controllo e di intercettazione adeguate. La valvola a dischi fessurati era proprio la soluzione di cui avevamo bisogno poiché la regolazione della temperatura controllata dipende fondamentalmente dalla precisione del controllo della valvola a dischi fessurati. È grazie a queste valvole che siamo in grado di raggiungere una temperatura criogenica molto precisa. Siamo anche in grado di beneficiare sia delle valvole a dischi fessurati che delle valvole asettiche di Schubert & Salzer che utilizziamo anche in quanto hanno un design che soddisfa le nostre esigenze. Sono stretti e compatti, oltre ad essere facili da installare e da utilizzare”.
DEVEX Verfahrenstechnik fornisce l’impianto di estrazione della cannabis ai clienti di tutto il mondo. È qui che le valvole a dischi fessurati mostrano ulteriori eccellenti vantaggi come il loro peso ridotto, la facilità di installazione e funzionamento e la semplice manutenzione. Wildföster a questo proposito aggiunge “Consegniamo principalmente i nostri impianti al luogo di installazione sottoforma di unità preassemblate, sempre accompagnate dai nostri ingegneri. La compattezza delle valvole a dischi fessurati è un vantaggio durante l’installazione, ma non solo: queste valvole di controllo possono essere facilmente manutenute dal gestore dell’impianto dopo il completamento della messa in servizio, essendo anche possibile adattarle ai mutevoli parametri di processo. Siccome normalmente equipaggiamo i nostri impianti con valvole a dischi fessurati con dimensione DN50, il beneficio ottenuto dalla compattezza e dal peso ridotto non è così sorprendente, ma non voglio assolutamente perderli. Soprattutto perché questo rende molto più facile per i nostri clienti manutenere e riparare i loro impianti”.
Ancora più freddo
Le valvole a dischi fessurati con estensione del corpo opzionale sono disponibili in una versione a temperatura criogenica di massimo –200°C che può essere utilizzata, ad esempio, per il controllo ad alta precisione di azoto liquido o ossigeno. Anche la battuta massima di controllo di una valvola a dischi fessurati è pari a solo a 9 mm. Non solo questa battuta breve fornisce percorsi di azionamento e tempi di commutazione brevi, ma le valvole a dischi fessurati sono in grado di raggiungere tempi di apertura e chiusura di 100 ms per l’intera battuta con una risoluzione dello 0,1% della posizione della corsa anche se sottoposte a temperature criogeniche. Queste elevate dinamiche non solo migliorano la qualità del controllo, ma costituiscono anche la base per i loop di controllo con tempi di reazione molto brevi.
Il design speciale che comprende due dischi fessurati che scorrono uno contro l’altro e quindi si sigillano uno con l’altro rendendo le valvole a dischi fessurati uno dei pochi raccordi che uniscono un alto gradi di precisione di controllo con la quasi nessuna perdita. Anche l’organo centrale dell’acceleratore – i dischi fessurati che scorrono uno contro l’altro – sono difficilmente soggetti ad usura, pertanto una lunga durata è possibile anche in condizioni estreme.
Controllo di sicurezza anche in zone ex
Le valvole a dischi fessurati sono spesso messe in posiziona da posizionatori digitali, dei sistemi di controllo ad anello ad alta precisione che Schubert & Salzer Control Systems offre in 11 versioni differenti all’interno della serie 8049. Il posizionatore digitale 8049 è disponibile in due versioni protette ex con un design a 2 resistori per uso in aree con rischio di esplosione.
Questo significa che può essere installato in siti produttivi con grado di protezione “a sicurezza intrinseca” come stabilito in ATEX II 2 G Ex ia IIC T3/T4. Il posizionatore digitale 8049-Ex-0 per uso in Zone 0 porta il marchio II 1G Ex ia IIC T3/T4. Anche l’impianto per la cannabis di DEVEX Verfahrenstechnik è soggetto ai requisiti ATEX Group IIB T3 con la Zona 1 all’interno e la Zona 2 all’esterno (ATEX II 2G / ATEX II 3G) per il fatto che l’etanolo viene usato come solvente.
Valvole certificate EHEDG per grandi richieste
DEVEX Verfahrenstechnik usa l’etanolo in una qualità farmaceutica adatta all’estrazione. A tal proposito Mr. Wildföster dice “L’etanolo di alta qualità che usiamo entra in contatto con il prodotto durante il processo di estrazione in modo tale che sia conformo con gli standard igienici più elevati. Ci affidiamo alle valvole asettiche della Serie 6051 di Schubert & Salzer per il controllo di questo flusso di fluidi”.
www.devex-gmbh.de
Cannabis extraction is based on a precise controlling of cryogenic temperature hygiene processes
Sliding gate valves complete the CryoEXS plant.
An application report by Sven Wildförster and Marcel Mokosch
The company DEVEX Verfahrenstechnik in Warendorf has taken a decisive step in the direction of extracting cannabis oil with the development of the CryoEXS plant. This makes it possible to extract cannabis oil from hemp and then filter it, connect an ethanol retrieval system, and then refine it in a final step by deploying decarboxylation that transforms the acid content of the oil.
Sven Wildförster, the managing partner of DEVEX Verfahrenstechnik is certain, “As far as we are aware, this makes us the only supplier of such a very economical complete system in the world.” Sliding gate valves and aseptic seat valves from Schubert & Salzer provide the highest degree of control precision – even within the sensitive cryogenic temperature range.
There is an increasing global demand for cannabis oil, especially the cannabinoid CBD. This non-psychoactive ingredient in the cannabis oil has antispasmodic, anti-inflammatory and anxiolytic effects in addition to it being effective against nausea. This is the reason why the demand is especially increasing on a global scale in the oncological pain therapy and as a food supplement.
Cannabis oil manufacturers are provided with a special benefit by DEVEX Verfahrenstechnik with its plant as it uses cryogenic ethanol as an extracting agent. This cryogenic temperature process ensures that the extraction is very gentle and productive. The ethanol also runs through a closed and therefore economical cycle. An ethanol recovery system is also integrated in the plant that at the same time ensures that the residual ethanol content in the remaining biomass is kept to a minimum.
Cryogenic temperatures pose a challenge to control valves
The operating of control valves under cryogenic temperatures places the highest demands on the technology. This showed the distinctive advantages provided by valve solutions from Schubert & Salzer. Even the standard sliding gate valve can be used within a temperature range of – 60°C and + 350°C. “The cooling circuit in our cannabis extraction plant runs in a cryogenic temperature range of max –50°C,” says Sven Wildförster.
“This is where we make successful use of sliding gate valves from Schubert & Salzer. We use a refrigerant to cool the ethanol down to the required temperature so as to achieve the best possible result in the extraction. Finding suitable control and shut-off valves was not easy. The sliding gate valve was just the solution we needed as the temperature-controlled regulation is fundamentally dependent on the controlling precision of the sliding gate valve. It is down to these valves that we are able to achieve a very precise cryogenic temperature. We are also able to benefit from both the sliding gate valves and the aseptic valves from Schubert & Salzer that we also use as they have a design that meet our needs. They are narrow and compact in addition to them being easy to install and operate.”
DEVEX Verfahrenstechnik supplies the cannabis extraction plant to customers around the globe. This is where the sliding gate valves display additional excellent benefits such as their low weight, the easy installation and operation, and the simple maintenance. Mr Wildföster on this subject, “We mainly deliver our plants to the place of installation in the form of pre-assembled units, this being accompanied by our engineers. The compactness of the sliding gate valves is an advantage during the installation but not only that: these control valves can be easily maintained by the plant operator after completion of the commissioning, it also being possible to adapt them to the changing process parameters. As we normally fit our plants with sliding gate valves with a size of DN50, the benefit gained by the compactness and the low weight is not quite so striking, but I do not want to miss them, nevertheless. Especially as this makes it much easier for our customers to maintain and service their plants.”
It gets even colder
Sliding gate valves with an optional body extension are available in a cryogenic temperature version of max. – 200°C that can be used for the high precision controlling of liquid nitrogen or oxygen, for example. The maximum control stroke of a sliding gate valve also only amounts to 9 mm here. Not only does this short stroke provide short actuating paths and switching times, sliding gate valves are able to achieve opening and closing times of 100 ms for the full stroke with a resolution of 0.1% of the stroke position even when subjected to cryogenic temperatures. Not only do these high dynamics improve the control quality, but they also form the basis for control loops with very short reaction times.
The special design that comprises two slotted discs that slide against each other and thereby seal against each other, make sliding gate valves one of the few fittings that combine a very high degree of control precision with almost no leakage. The central throttle device organ – the slotted discs that slide against each other – are also hardly affected by wear so that a long lifetime can even be achieved under extreme conditions.
Safe control even in ex-zones
Sliding gate valves are often positioned by digital positioners. Digital positioners are high-precision control loop systems that Schubert & Salzer Control Systems offers in 11 different versions within the 8049 series. The 8049 digital positioner is available in two ex-protected versions as a 2-resistor design for use in areas where there is a risk of explosion.
This means that it can be installed on production sites in protection class “intrinsically safe” as defined in ATEX II 2 G Ex ia IIC T3/T4. The digital positioner 8049-Ex-0 for use in Zone 0 has the ATEX marking II 1G Ex ia IIC T3/T4. The cannabis plant from DEVEX Verfahrenstechnik is also subjected to the requirements of ATEX Group IIB T3 with Zone 1 inside and Zone 2 outside (ATEX II 2G / ATEX II 3G) due to the fact that ethanol is used as a solvent.
EHEDG-certified aseptic valve for high demands
DEVEX Verfahrenstechnik uses ethanol in a pharmaceutical quality for the extraction. Mr. Wildföster in this regard: “The high-quality ethanol that we use comes into contact with the product during the extraction process so that it needs to be conform with the highest hygiene standards. We rely on Series 6051 aseptic valves from Schubert & Salzer for the controlling of these media flows.”
www.devex-gmbh.de
