38. Факторы, влияющие на процесс экстракции. Принцип действия оборудования, используемого для экстракции масла.

Влияние влажности материала. Влажность влияет на смачивание ма-

териала растворителем и на диффузию масла изнутри частиц.

Повышенная влажность ухудшает смачивание поверхностей как внут-

ренних, так и внешних; приводит к набуханию частиц, поэтому уменьшается

пористость. Это приводит к значительной слеживаемости материала.

При низкой влажности во время подготовки жмыховой крупки или ле-

пестка образуется большое количество мелочи, повышается отстой в мисцел-

ле.

Следовательно, необходима оптимальная влажность материала, кото-

рая зависит от вида масличного сырья и от способа экстракции. Например,

для форпрессового лепестка в случае его переработки на линии НД-1250

влажность должна составлять 8,0…9,0 %, а на линии МЭЗ – 7,0…8,5 %. При

переработке хлопчатника на одной и той же линии сырье 1-3-го сорта экстра-

гируют с влажностью 6,0…7,0 %, а 4-го сорта – с влажностью 4,0…5,5 %.

Влияние степени разрушения клеточной структуры. При изучении ки-

нетики экстракции обнаружено, что процесс делится на два периода

первый период – извлечение свободного масла, длится менее 10 мин;

второй период – извлечение связанного масла. Между этими двумя пе-

риодами – переходная зона (п).

Влияние температуры процесса. Температура значительно влияет на

полноту и скорость экстракции. При повышении температуры усиливается

тепловое движение молекул, снижается вязкость растворителя и масла, по-

вышается скорость диффузии.

Температура процесса определяется из фракционного состава чистого

растворителя.

Влияние объема растворителя и разности концентраций. Разность

концентраций – это движущая сила диффузии, поэтому, чем выше градиент

концентраций, тем быстрее происходит экстракция. В оптимальном случае –

это разность концентраций масла в исходном материале и нуль в чистом рас-

творителе, то есть масличность.

На практике обезжиривание производят мисцеллами убывающих кон-

центраций: сначала концентрированной мисцеллой, а в конце – чистым рас-

творителем. Этот противоток позволяет поддерживать градиент концентра-

ций примерно на постоянном уровне и существенно снизить количество рас-

творителя.

Чем больше растворителя подается в единицу времени, тем больше

разность концентраций. Однако количество растворителя ограничивается до

определенного предела, чтобы не снижать концентрации конечных мисцелл.

Скорость движения растворителя тоже важный фактор: она должна

поддерживать высокую разность концентраций, наименьшую толщину диф-

фузионного слоя.

Определенное соотношение растворителя и материала называют гид-

ромодулем. Он определяет расход растворителя и зависит от способа экс-

тракции:

- для способа погружения (0,6…1,0) : 1,0

- метода орошения (0,3…0,6) : 1,0.

За счет того, что один и тот же объем растворителя используется не-

сколько раз, гидромодуль на отдельных стадиях достигает значения до (6…8)

: 1,0.

Таким образом, теоретические условия экстракции сводятся к следую-

щему:

- наименьшая влажность экстрагируемого материала;

- наименьший размер частиц экстрагируемого материала;

- наибольшее разрушение клеточной структуры;

- наименьшая толщина слоя экстрагируемого материала;

- наибольшая скорость движения растворителя;

- наибольшая температура растворителя.

Оборудование:

Обработку форпрессового жмыха, если при выходе из пресса ему не придана форма гранул, ведут в следующей последовательности: первое (грубое) дробление ракушки, второе (более тонкое) дробление на валковых или других дробилках.

Экстракция смешанным способом.

По способу погружения работает вертикальный шнековый экстрактор НД-1250 (модернизированный), изображенный на рис. 1. Экстрактор состоит из загрузочной колонны с декантатором 1, горизонтального шнека 2 и экстракционной колонны 3. Внутри корпуса экстрактора установлены перфорированные рабочие шнеки 4. Шнеки приводятся во вращение от электродвигателей через редукторы. В верхней части шнекового вала экстракционной колонны находится сбрасыватель шрота. В декантаторе происходит самофильтрация мисцеллы через слой экстрагируемого материала, а также ее отстаивание. Ввод растворителя осуществляется через форсунки 5 в верхней части экстракционной колонны.

В днище экстракционной колонны (расположен донный фильтр —цедилка6, предназначенный для аварийного слива мисцеллы из экстрактора.

По способу ступенчатого орошения работает горизонтальный ленточный экстрактор МЭЗ (рис. 2). Экстрактор представляет собой сварную прямоугольную коробку из листовой стали 1, внутри которой расположен металлический пластинчатый транспортер 2, являющийся рабочим органом экстрактора. Транспортер состоит из рамок, прикрепленных болтами к щекам двух цепей, которые образуют каркас горизонтального пластинчатого транспортера. К рамам крепятся стальные перфорированные листы, называемые подкладными, с ячейками размером 8X8 или20x20 мм. Подкладные листы обтянуты сверху металлической сеткой с ячейками размером 0,8 X 0,8 мм.Лента приводится в движение от электродвигателя через редуктор и храповоймеханизм. Вся верхняя часть транспортера условно разбита на восемь зон орошения, под верхней (рабочей) частью установлено восемь сборников мисцеллы и один сборник мисцеллы, промывающей ленту экстрактора. Экстрагируемый материал орошается мисцеллой убывающей концентрации, а затем чистым растворителем.

Нижняя ветвь ленты не рабочая. Здесь сетка ленты очищается щетками и промывается мисцеллой. Перед подачей на орошение мисцелла подогревается.

Мисцелла или растворитель, фильтруясь через слой материала,экстрагирует из него масло и в виде более крепкой мисцеллы, чем та, которая поступила на орошение, стекает в расположенный под этим участком сборник.

Движение мисцеллы противоточно движению материала.Перемещение мисцеллы к выходу из экстрактора идет только через мисцеллосборники. В стенках их находятся переливные отверстия, расположенные по нисходящей линии, понижаясь в сторону противоположную движению материала. При циркуляции мисцелла, забираемая из сборника под зоной орошения, насосом подается на орошение той же зоны, образуется замкнутый цикл циркуляции.

Экстракторы, работающие по смешанному способу, в нашей стране не применяются.

В установке с экстракторами погружения для очистки мисцеллы от твердых примесей применяют отстойники, гидроциклоны и фильтры. Если содержаниепримесей невелико (в установках с экстракторами ступенчатого орошения),мисцеллу обрабатывают, пропуская через раствор электролита.