Способ экстрагирования растворимых веществ из растительного сырья

Способ экстрагирования растворимых веществ из растительного сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к консервной, винодельческой и безалкогольной промышленности . Целью изобретения является повышение скорости экстрагирования, выхода экстрактивных веществ и снижение содержания твердой фазы в экстракте. Растительное сырье загружают в многосекционный экстрактор и экстрагируют из него растворимые вещества путем противоточного движения сырья и экстрагента. В процессе экстракции осуществляют периодический отжим твердой фазы в три стадии при переменном значении удельного давления по стадиям равном 0,1-0,3; 0,1-0,3 и 0,5- 1,0 кгс/см и переменной частоте, соответственно равной по стадиям 0,2-0,5; 0,5-2,0, и 0,1-0,31/мин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 5 табл. (С to о ND СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1292797 А1 (59 4 В 01 0 11/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3756763/28-13 (22) 19.06.84 (46) 28.02.87. Бюл. № 8 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт консервной и овощесушильной промышленности (72) В. А. Ломачинский, Н. В. Власова, В. Я. Гриншпун, А. Н. Горенькова и В. В. Верес (53) 663.252.6(088.8) (56) патент ФPГ № 2606987, кл. В 01 D11/02,,опублик. 1976.

Авторское свидетельство СССР № 827097, кл. В 01 D 11/00, 1979. (54) СПОСОБ ЭКСТРАГИРОВАНИЯ РАСТВОРИМЫХ ВЕЩЕСТВ ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ (57) Изобретение относится к консервной, винодельческой и безалкогольной промышленности. Целью изобретения является повышение скорости экстрагирования, выхода экстрактивных веществ и снижение содержания твердой фазы в экстракте. Растительное сырье загружают в многосекционный экстрактор и экстрагируют из него растворимые вешества путем противоточного движения сырья и экстрагента. В процессе экстракции осушествляют периодический отжим твердой фазы в три стадии при переменном значении удельного давления по стадиям равном 01 — 03, О l — 03 и 0 5—

1,0 кгс/см и переменной частоте, соответственно равной по стадиям 0,2 — 0,5; 0,5 — 2,0, и

0,1 — 0,31/мин. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. 5 табл.

1292797

Изобретение относится к консервной промышленности и может найти применение в винодельческой и безалкогольной промышленности.

Целью изобретения является повышение скорости экстрагирования, выхода экстрактивных веществ и снижение содержания твердой фазы в экстракте.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Растительное сырье загружают в много- 10 секционный экстрактор и экстрагируют из него растворимые вещества путем противоточного движения растительного сырья и экст рагента. В процессе экстракции осуществляют периодический отжим твердой фазы в три стадии при переменном значении удельного давления по стадиям, соответственно равном

О,1 — 0,3, 0,1 — 0,3 и 0,5 в 1,0 кгс/см, и переменной частоте, соответственно равной по стадиям 0,2 —,,0,5; 0,5 — 2,0 и 0,1 — 0,31/мин.

Наряду с усилием отжима в качестве механического фактора, способствующего увеличению скорости процесса, использукл частоту периодического многократного силового воздействия на материал.

Наиболее эффективно предлагаемый способ экстрагирования осуществляют в секцион- 25 ных лопастных или ковшевых экстракторах с промежуточным отжимом материала.

Первую стадию процесса проводят в головных секциях аппарата при умеренных частоте и удельном давлении отжима с целью предотвращения уноса тонкодисперсной фазы с экстрактом и снижения интенсивности разрушения частиц.

Вторую стадию — основной этап процесса — проводят в средних секциях экстрактора при максимальной частоте и умеренном удельном давлении многократного периодического отжима материала, что позволяет обеспечить достаточно высокую скорость и глубину массопередачи и избежать сильной деформации пор и капилляров пластичного материала. 40

Третью стадию проводят в последней секции экстрактора. На этой стадии необходимо максимальное освобождение отработанного твердого сырья от жидкой фазы, причем сохранение оптимальной пористой структуры частиц не требуется, и используют мак- 45 симальное удельное давление отжима при незначительной его частоте.

На фиг. 1 представлена зависимость эквивалентного коэффи циента диффузии от удельного давления и частоты отжима (для яблочных выжимок); на фиг. 2 — диаграм50 ма распределения удельного давления и частоты отжима по стадиям процесса экстрагирования.

Пример 1. В первую секцию восьмисекционного горизонтального экстрактора с промежуточным отжимом загружают яблочные выжимки, полученные после извлечения сока из мезги, в количестве 400 кг/ч с начальным содержанием извлекаемых веществ 9Я.

В последнюю секцию аппарата подают воду при 70 С, поддерживая постоянно ее расход 600 л/ч.

Яблочные выжимки набухают и интенсивно контактируют с экстрагентом под действием лопастных мешалок.

Скорость вращения вала аппарата

0,75 об/мин, коэффициент загрузки перегрузочных лопастей принимается равным 0,2. Режимы работы экстрактора на отдельных стадиях процесса экстрагирования приведены в табл. 1.

Из восьмой секции экстрактора выводится отработанная отжатая масса яблочных выжимок в количестве 420 кг/ч с остаточным содержанием растворимых вегцеств 1,1Я.

Из первой секции аппарата выводится экстракт в количестве 580 л/ч с содержанием сухих растворимых веществ 5,4О.

Пример 2. В первую секцию двенадцатисекционного горизонтального экстрактора с промежуточным отжимом загружают мезгу, полученную дроблением груш на универсальной дробилке, в количестве

250 кг/ч с начальным содержанием извлекаемых веществ 10,5О . В последнюю секцию аппарата подают воду при 60 С, поддерживая постоянно ее расход 400 л/ч.

Скорость вращения вала аппарата 0,5 об/ мин, коэффициент загрузки перегрузочных лопастей 0,25.

Режим работы экстрактора на отдельных стадиях процесса экстрагирования приведены в табл. 2.

Из двенадцатой секции экстрактора выводится отработанная отжатая масса грушевых выжимок в количестве 280 кг/ч с остаточным содержанием растворимых веществ O,8Я. Из первой секции аппарата выводится экстракт в количестве 420 л/ч с содержанием сухих растворимых веществ 6,0 г

В табл. 3 и 4 показано влияние частоты отжима и удельного давления на достижение положительного эффекта, в табл. 5 — сравнительные данные по предлагаемому способу и прототипу, отражающие выход экстрактивных веществ и скорость экстрагирования.

Как видно из данных, приведенных в табл. 1, снижение удельного давления и частоты отжима по сравнению с оптимальными значениями приводит к уменьшению скорости экстрагирования и выхода экстрактивных веществ.

Повышение удельного давления и частоты отжима по сравнению с оптимальными значениями способствует некоторому повышению скорости экстрагирования, но приводит к увеличению содержания мелкой твердой фракции материала в экстракте вследствие его разрушения. Это в свою очередь приводит к забивке переточных уст1292797

Формула изобретения

Таблица 1

Удельное Число

Частота

Стадия давление, лопаскг/см тей отжима, 1 мин пластине, кг

60,0

1; 2

0 45

0,1

3; 4; 5;

6; 7

60,0

1,2

0,1

0,3

0,8

480,0

Таблица 2

Стадия РФ секций

Усилие на отжимной пластине, кг

0,2

80,0

1; 2; 3

0,5

4; 5; 6;

7; 8; 9;

10; 11

80,0

1,0

0,2

360,0

0,25

0,9

12 ройств экстрактора, значительному продольному перемешиванию и уменьшению выхода экстрактивных веществ.

Кроме того, увеличение содержания твердой фазы свыше 2Я на 1 стадии и свыше 5О íà I I u I II стадиях отрицательно влияет на качество конечного продукта — экстракта-полуфабриката, используемого в дальнейшем для изготовления красителей, напитков и других консервов (см. табл. 2) .

1О

Яблочный экстракт, полученный при оптимальных режимах, имеет самое высокое содержание экстрактивных веществ (5,4Я против 5,0 при пониженных значениях удельного давления и частоты отжима и 5,2 при повышенных значениях); самое высокое содержание общих сахаров и полифенольных веществ. При повышенных значениях параметров эта разница меньше, но значительно возрастает мутность экстракта (g светопропускания соответственно уменьшается), что отрицательно сказывается на органолептике продуктов.

ИФ секций Усилие на отжимной

Предлагаемый способ позволяет повысить выход экстрактивных веществ и скорость экстрагирования и снизить содержание твердой фазы в экстракте.

1. Способ экстрагирования растворимых веществ из растительного сырья, предусматривающий противоточное движение экстрагента и растительного сырья, периодический отжим твердой фазы от жидкой в три стадии при переменном значении удельного давления, отличающиася тем, что, с целью повышения скорости экстрагирования, выхода экстрактивных веществ и снижения содержания твердой фазы в экстракте, отжим на каждой стадии осуществляют при переменной частоте, соответственно равной по стадиям 0,2 — 0,5, 0,5 — 2,0 и 0,1 — 31/мин.

2. Способ по и, 1, отличающийся тем, что отжим ведут при удельном давлении на каждой стадии, соответственно равном 0,1—

0,3; 0,1 — 0,3 и 0,5 — 1,0 кгс/см .

Удельное Число Частота давление, лопас- отжима, кг/см тей 1 мин

1292797

Таблица3

Показатели процесса

Стадия

Параметры процесса

Частота отKHMcl 1

Содержание твердой фазы ных ве- в экстществ, 7 ракте, 7

0,2-0,5

0,1-0,3

2,0

1, 0-1,5

0,8

0,2

0,15

0,5

3,2

1,8

0,55

0,35

0,5-2,0

О, 1-0,3

1,5-2,5

5,0

0,8

2,6

0,4

0,05

6,6

2,9

2,1

0,35

5,0

0,5-1,0

О, 1-0,3

0,5-1,0

2,2

0,1

0,05

0,4

5,6

1,4

0,35

Параметры, принятые в формуле изобретения

Таблица 4

Влияиние параметров экстрагирования на физико-химические показатели яблочного экстракта

Стадия

Физико-химические показатели яблочного экстракта

Параметры процесса

Содержание экстУдельное

Частота

Содержание обСодержание полиотжима, 1 мин щих сахаров, 7 рактивных веществ,7 свето0,1-0,3 0,2-0,5

4,6

0,186

Удельное давление, кгс/см давление отжима, кгс/см

II 0,1-0,3 0,5-2,0 5,4

III 0,5-1,0 0,1-0,3

Скорость экстрагирования, м /с 10

Выход экстрактивфенольных веществ,7

Мутность экстракта (7. пропускания

579 нм) 1292797

Продолжение табл. 4

Параметры процесса Физико-химические показатели яблочного экстракта

Стади

Содержание полифенольных веществ,Е

Мутность

Содержание обСодержание экстЧастота дельное авление экстракта (X отжима, 1 мин щих сахаров,7 рактивных веществ, отжима, кгс/см светопропускания

579 нм) 0,15

0,05

4,1

0,172

5,0

0,4

0,05

0,05

0,4

0,55

0,35

4,4

О, 182

5,2

0,35

2,1

0,35

Таблица 5

Параметры экстрагирования

Способ экстрагирования

Удельное давление, кгс/см

Частота

Стадия отжима, 1 мин ществ, X

0,47 .10

0,38 10

0,45

0,4

Прототип I

83,0

0,45

0,2

0,56 10

0,80 10 92,0

1, i 10

0,45

0,1

Предлага — I емый

1,2

0,1

0,3

0,8

Коэффициент внутренней диффузии (скорость экстрагирования), М2 /с

Выход экс— трактивных ве1292797

Kf СМ

Составитель Л. Пашинина

Редактор А. Лежнина Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 310/7 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4