Rozpuszczalniki chemiczne znajdują niezwykle szerokie zastosowanie. Znaczne zapotrzebowanie na te substancje wykazuje nie tylko przemysł farmaceutyczny i chemiczny. Również laboratoria badawcze i analityczne zużywają duże ilości rozpuszczalników, głównie w procedurach ekstrakcji, czyszczenia czy technikach chromatograficznych. Zamiast jednak traktować zużyte rozpuszczalniki wyłącznie jako odpady, można poddać je regeneracji, przywracając im parametry pozwalające na ponowne wykorzystanie.

Należy pamiętać, że używanie rozpuszczalników, nawet w skali laboratoryjnej, nie pozostaje bez wpływu dla środowiska naturalnego. Wpływ ten jest wielowymiarowy – od produkcji, poprzez emisję oparów, aż po procesy utylizacji. Zatem należy podejmować działania prowadzące do ograniczenia negatywnych skutków. Jednym z rozwiązań jest recykling odpadów rozpuszczalnikowych wspierający ponowne wykorzystanie tych samych surowców. 

Metody odzysku rozpuszczalników

Odzysk rozpuszczalników opiera się na procesach fizykochemicznych, które pozwalają na odseparowanie czystej substancji od zanieczyszczeń. 

Destylacja

Technologie destylacji zapewniają dostęp do rozpuszczalników o wysokiej czystości, umożliwiając pracę bez zwiększania ilości odpadów. Wyróżnia się:

* destylację prostą – ta metoda najlepiej nadaje się do rozdzielania rozpuszczalników o znacząco różnych temperaturach wrzenia; może być odpowiednią opcją w przypadku stosunkowo niewielkich objętości mieszanin o prostym składzie,

* destylację frakcyjną – wymaga zastosowania kolumny frakcjonującej do rozdzielania rozpuszczalników o podobnych temperaturach wrzenia; jest bardziej odpowiednia dla złożonych mieszanin i oferuje wyższą wydajność separacji w porównaniu z destylacją prostą.

Wykorzystywane są także systemy odparowania próżniowego, w których obniżeniu ulega temperatura wrzenia rozpuszczalnika. Obniżenie ciśnienia umożliwia bardziej efektywną separację rozpuszczalników wrażliwych na wysokie temperatury.

Procesy membranowe

Do oczyszczania rozpuszczalników wykorzystywane są membrany półprzepuszczalne, które separują poszczególne składniki na podstawie rozmiaru cząsteczek, kształtu lub powinowactwa do materiału membrany. Techniki separacji membranowej, takie jak ultrafiltracja, nanofiltracja i perwaporacja, mogą być wykorzystywane do recyklingu rozpuszczalników z różnych gałęzi przemysłu, w tym farmaceutycznego, petrochemicznego czy przetwórstwa spożywczego.

Systemy adsorpcyjne

Procesy te opierają się na usuwaniu zanieczyszczeń poprzez ich adsorpcję na powierzchni materiałów stałych, takich jak węgiel aktywny czy zeolity. Systemy adsorpcyjne są szczególnie przydatne do usuwania śladowych zanieczyszczeń, a także recyklingu rozpuszczalników o niskich temperaturach wrzenia, które mogą być trudne do rozdzielenia za pomocą destylacji.

Ekstrakcja

Najczęściej wykorzystuje się ekstrakcję typu ciecz-ciecz, która polega na użyciu rozpuszczalnika wtórnego do selektywnego rozpuszczania i oddzielenia docelowych substancji od mieszaniny. Bardziej zaawansowanym podejściem jest wykorzystanie płynu w stanie nadkrytycznym. Systemy ekstrakcji płynem nadkrytycznym mogą osiągać wysoką wydajność separacji, ale są zazwyczaj droższe i wymagają specjalistycznego sprzętu.

Automatyczne systemy do recyklingu rozpuszczalników 

Współczesne laboratoria coraz częściej inwestują w kompaktowe, wysoce zautomatyzowane urządzenia do regeneracji rozpuszczalników, które pracują najczęściej w oparciu o proces destylacji w obiegu zamkniętym. Systemy te charakteryzują się dużą elastycznością – najpopularniejsze modele oferują zbiorniki o pojemności 10, 20 lub 40 litrów, choć w przypadku większych potrzeb operacyjnych dostępne są jednostki o wydajności przekraczającej 100 litrów. Wyposażone są w sterowniki PLC, dzięki którym możliwe jest zaprogramowanie każdego etapu – proces recyklingu rozpuszczalnika może w zasadzie odbywać bez nadzoru. Układy czujników monitorują wymagane parametry w czasie rzeczywistym i zdalnie przekazują zebrane informacje. W zależności od rodzaju oczyszczanego rozpuszczalnika system sterowania wybiera z biblioteki ustawienia procesu. 

Konstrukcja aparatów została zoptymalizowana pod kątem ciągłości pracy – pozostałości podestylacyjne są usuwane grawitacyjnie przez zawór suwakowy umieszczony w najniższym punkcie stożkowego kotła. Po opróżnieniu osadów system może zostać automatycznie napełniony kolejną partią zanieczyszczonego rozpuszczalnika, rozpoczynając nowy cykl destylacji.