Устройство для получения экстрактов растительного сырья

Устройство для получения экстрактов растительного сырья

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к устройствам для получения экстрактов из растительного сырья.

Известно устройство для получения экстрактов, имеющее цилиндрический корпус с ротором, разделенным радиальными перегородками на камеры, снабженные откидными днищами и системой орошения с запорными вентилями в верхней части, сборники растворителя, устройства загрузки и выгрузки твердого вещества. Экстрактор снабжен штангами, установленными с возможностью возвратно-поступательного движения, с расположенными на них ворошителями, направляющей и рычагом, соединенным с запорным вентилем [SU 850108 A1, 30.07.1981]. Однако в устройстве в процессе экстракции происходит уплотнение твердой массы на поверхности днища, что увеличивает гидравлическое сопротивление слоя твердой фазы, снижает скорость и качество экстракционного процесса.

Известны различные варианты диффузионных аппаратов непрерывного действия, включающие, например, цилиндрический корпус с прикрепленными к его внутренней поверхности по высоте контрлопастями, установленный внутри корпуса турбовал, снабженный лопастями для перемешивания [А.с. №1830951 A1 C13D 1/10, опубл. 1996; А.с. №1549997 A1 C13D 1/10, опубл. 1990; А.с. №1751214 A1 C13D 1/10, опубл. 1992; А.с. №1835861 A1 C13D 1/10, опубл. 1996]. Однако применение лопастных валов и контрлопастей приводит к измельчению сырья, что ухудшает процесс эксплуатации и нарушает процесс фильтрации в аппаратах.

Известно устройство для экстракции растительного сырья, содержащее корпус, расположенный коаксиально корпусу цилиндр, вал с мешалкой, крышку с приводом и патрубками, днище. Корпус снабжен люком с отжимным устройством, цилиндр, расположенный коаксиально корпусу, имеет верхнюю открытую часть и закреплен нижней частью на лопастях мешалки. На боковой поверхности установлены радиально спицы. На крышке выполнена пульсационная камера, сообщенная с верхней открытой частью цилиндра, а посредством патрубка с внешним генератором пневматических знакопеременных импульсов давления. Над днищем установлена решетка [RU №2225242, опубл. 10.03.2004]. Однако процесс требует значительного времени (70-90 мин минимум) и повышенной температуры (70-80°С).

Задача предлагаемого изобретения - новое, конструктивно простое устройство для экстракции растительного сырья, позволяющее сократить известное время и снизить температуру экстракции с сохранением высокой степени экстракции получаемых экстрактов.

Технический результат предлагаемого устройства заключается в снижении времени и температуры экстракции при сохранении высокой эффективности экстракции.

Указанный технический результат достигается предлагаемым устройством, содержащим корпус, разделенный не доходящей до дна корпуса вертикальной перегородкой на две зоны. В зависимости от диаметра корпуса расстояние между вертикальной перегородкой и дном корпуса составляет 1/6-1/15 высоты корпуса. В одной зоне корпус содержит патрубок, в верхней части которого имеется люк для загрузки сырья. Эта зона закрыта крышкой, с установленными на ней пульсатором с приводом и датчиком уровня жидкости, соединенными между собой через блок управления, в этой зоне выше патрубка для загрузки сырья, но ниже датчика уровня жидкости расположен патрубок для отбора экстракта. Вторая зона соединена с трубой для выгрузки проэкстрагированного сырья, на которой расположен патрубок для подачи экстрагента.

Заявляемое устройство для экстракции растительного сырья изображено на фиг.1.

Корпус 1 разделен вертикальной перегородкой 2, не доходящей до дна корпуса 1, на две зоны - 3 и 4. Со стороны зоны 3 корпус 1 содержит патрубок 5 для загрузки сырья, в верхней части которого имеется люк 6 для загрузки сырья. Зона 3 закрыта крышкой, на которой установлены пульсатор 7, соединенный с приводом 8, а также датчик уровня жидкости 9, причем привод 8 и датчик уровня жидкости 9 соединены с блоком управления 10. Зона 4 в верхней своей части соединена с трубой 11 для выгрузки проэкстрагированного сырья, на которой расположен патрубок 12 для подачи экстрагента. В зоне 3 выше патрубка 5, но ниже датчика уровня жидкости 9 расположен патрубок 13 для отбора экстракта.

Патрубок 5 для подачи растительного сырья может быть выполнен имеющим общую стенку с корпусом 1, как представлено на фиг.2.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Измельченное растительное сырье поступает через загрузочный люк 6 и патрубок 5 для загрузки сырья в зону 3 и двигается в нижнюю часть корпуса 1. Одновременно через патрубок 12 трубы 11 поступает экстрагент в количестве, соответствующем технологическому регламенту. Пульсатором 7 с приводом 8 подают в систему пневматические импульсы сжатым воздухом, которые заставляют сырье двигаться в зону 4 в противотоке поступающему экстрагенту. Частоту и длительность импульсов регулируют блоком управления 10. Когда уровень жидкой фазы опускается ниже уровня датчика 9 уровня жидкости, сигнал поступает на блок управления 10, который приводит в действие привод 8 и пульсатор 7, и импульс стравливают в атмосферу. Проэкстрагированный шрот выгружают через трубу 11. Экстракт отбирают через патрубок 13.

Конструкция устройства, благодаря пульсирующему противоточному движению сырья и экстрагента, обеспечивает высокую степень экстракции. Устройство работает в режиме поршневого вытеснения.

Высокая эффективность экстракции в устройстве достигается за счет того, что в нем реализуются:

- противоточное движение фаз,

- турбулентный режим смывания жидкой фазой твердых частиц,

- наложения на общий поток пульсаций,

- режим поршневого вытеснения, не образующий застойных зон,

- отсутствие перемешивания в процессе экстракции, что обеспечивает сохранение исходной структуры сырья, повышает качество экстракта.

На предлагаемом устройстве осуществляли процесс экстракции шишек хмеля, лузги гречихи и коры лиственницы для извлечения таннидов, лузги гречихи для извлечения пищевого красителя, солодкового корня, цветков бессмертника песчаного, травы алтея лекарственного, амаранта и коры сосны для извлечения пектина, амаранта для извлечения белка. Сравнительные результаты процессов экстракции по температуре и времени процесса приведены в таблице. Как видно из данных таблицы, заявляемое устройство обеспечивает высокую степень экстракции (выше 90%) при более низких температурах (на 20-55°С) и за меньшее время (в 2-6 раз), чем в известных устройствах и способах экстракции, используемых в промышленности, что соответствует заявляемому техническому результату.

ТаблицаСравнительные показатели экстракции
	Известные устройства и способы	Предлагаемое устройство
Экстракты	Температура,°С	Время, ч	Степень экстракции, %	Температура,°С	Время, ч	Степень экстракции, %
Экстракт солодкового корня	Комнатная	6	70[1]	Комнатная	3	90
Спиртовой экстракт бессмертника песчаного	Комнатная	32	68[2]	Комнатная	8	90
Экстракт травы алтея лекарственного	90-95	3,5	71[3]	70-75	1	95
Экстракт хмеля	20-50	1-5	90[4]	Без нагрева	0,5-0,8	98
Экстракт, содержащий танниды из лузги гречихи	65-75	1	90[5]	40-50	0,5	98
Экстракт, содержащий танниды из коры лиственницы	65-75	1,5	90[6]	40-50	1	99
Экстракт, содержащий пищевой краситель лузги гречихи	60-100	1-5	90[7]	40-50	0,5-0,8	97
Экстракт, содержащий пектин из амаранта	45-55	1-4	81[8]	Без нагрева	0,5-0,8	90
Экстракт, содержащий пектин из коры сосны	95-100	1	68[9]	40-50	0,5-0,8	80
Экстракт, содержащий белок из амаранта	35-45	0,3-0,7	70[10]	Без нагрева	0,17-0,3	81

Источники информации

1. Промышленный регламент №12 на производство экстракта солодкового корня. Казанский химико-фармацевтический завод. Министерство медицинской промышленности. Главное управление готовых лекарственных средств. Утвержден 24.12.1974.

2. Промышленный регламент 73/4 на производство фламина. / Львовский химико-фармацевтический завод. Министерство медицинской промышленности. Объединение «Союзлексредства». Утвержден 12.08.1988.

3. Промышленный регламент ПР 1891-0415-100/1 на производство Мукалтина. / Министерство медицинской промышленности. Львовское производственное химико-фармацевтическое объединение «Львовфарм». Утвержден 28.05.1991.

4. Патент 2062785 RU.

5. Патент 2126025 RU.

6. A.C. 1089128.

7. Патент 2086588 RU.

8. Патент 2119497 RU.

9. А.С. 563154.

10. Патент 2134991 RU.

1. Устройство для экстракции растительного сырья, содержащее корпус, разделенный не доходящей до дна корпуса вертикальной перегородкой на две зоны, одна из которых закрыта крышкой с установленными на ней пульсатором с приводом и датчиком уровня жидкости, соединенными между собой через блок управления, в этой зоне расположены патрубки для загрузки сырья и для отбора экстракта, причем патрубок для отбора экстракта расположен выше патрубка для загрузки сырья, но ниже датчика уровня жидкости, а вторая зона корпуса соединена с трубой для выгрузки проэкстрагированного сырья, на которой расположен патрубок для подачи экстрагента.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что патрубок для загрузки сырья может быть выполнен имеющим общую стенку с корпусом устройства.