35. Принципиальные схемы оборудование для проведения процессов экстракции.
Экстракция — процесс извлечения одного или нескольких компонентов из сложного по составу сырья с помощью жидкого растворителя, обладающего избирательной способностью. Процесс экстракции с применением растворителя обеспечивает практически полное извлечение продукта из соответствующего сырья. При этом извлекаемый компонент диффундирует изнутри частицы материала к ее поверхности (молекулярная диффузия), а затем от поверхности частицы через пограничный слой — в экстрагент (конвективная диффузия).
Установки для экстракции настоек и морсов бывают с интенсивным движением водно-спиртового раствора через слой сырья, а также с испарением под вакуумом высококонцентрированного слоя жидкой фазы в пограничном слое сырья.
Аппараты для экстракции бульонов и желатина могут быть периодического и непрерывного действия. К ним относятся экстракторы для желатина, аппараты для обезжиривания костей и диффузоры для обесклеивания костного шрота.
С целью интенсификации процесса экстракции применяют метод, который существенно снижает диффузионное сопротивление в пограничном слое за счет более высокого, целенаправленного энергетического воздействия на пограничный слой. Таким методом является испарение под вакуумом высококонцентрированного слоя жидкой фазы в пограничном слое предварительно смоченного растительного сырья.
Ц
елевые
компоненты из растительного сырья
извлекаются под вакуумом методом
испарения непосредственно из
высококонцентрированной пленки,
образуемой в процессе экстракции на
наружной поверхности частиц сырья, не
допуская перехода основной части целевых
компонентов в рабочий
объем
растворителя. Аппаратное оформление
технологической схемы вакуумного
способа экстракции включает: два
спаренных экстрактора 1,
2,
конденсатор-холодильник 3,
вакуум насос 4,
сборник 5, теплообменники 6,
центробежный насос 7, ложное перфорированное
днище 8,
систему трубопроводов и запорной
арматуры (рис. 18.8).
В
Рис. 18.8. Принципиальная схема вакуумного способа экстракции
начале процесса в экстракторы 1, 2 поровну загружают исходное растительное сырье, и в течение 25.. .30 мин вакуум-насосом создают разряжение. Затем в один из экстракторов подается этанольный раствор (экстрагент), в котором сырье выдерживается в зависимости от вида 2...4 ч. Затем центробежным насосом основная часть (80...90%) растворителя из экстрактора 1 циркулирует в экстрактор 2, а смоченное растворителем сырье в экстракторе 1 вакуумируют. В создавшихся технологических условиях из пленки и макропор на наружной поверхности частиц сырья интенсивно испаряются в первую очередь легко летучие фракции, т.е. эфирные ароматические вещества. Таким образом, с учетом высокой концентрации эфирных масел в пленке, высокого коэффициента испарения и коэффициента ректификации эфирных масел в паровой фазе, полученной из пленки, образуется фракция с высокой концентрацией ароматных эфирных масел, которая в конденсаторе-холодильнике охлаждается. Полученный конденсат направляется в сборник. За время нахождения сырья под вакуумом для интенсификации процесса экстракции сырье, смоченное растворителем и находящееся на ложном днище, подогревают до 40...45°С через теплообменник. По истечении определенного периода выдержки смоченного растворителем сырья под вакуумом в первом экстракторе экстрагент из экстрактора 2 подается в экстрактор 1. В экстракторе 2 сырье, смоченное растворителем, вакуумируют с подогревом до 40...45 °С и отводят с наружной поверхности сырья пары, содержащие ароматические вещества, т.е. повторяют весь технологический цикл. Полученные фракции направляют в сборник. Периоды выдержки сырья и циркуляции растворителя повторяют многократно до полного извлечения ароматических веществ из сырья.В нижних слоях сырья, находящихся в жидкой фазе, для поддержания температуры и процесса испарения по всей высоте слоя сырья через теплообменники подводится соответствующее количество теплоты. При движении потока паров снизу вверх через слой сырья, не заполненного жидкой фазой, происходит процесс многократного испарения и конденсации паров на поверхности сырья. Более тяжелые пары, имеющие более высокую температуру кипения, конденсируются и стекают вниз, более летучие пары с высокой концентрацией эфирных масел многократно испаряются и двигаются вверх, т.е. происходит процесс ректификации. В данном случае экстрактор работает как насадочная ректификационная колонна, роль насадки выполняют частицы сырья. Это позволит увеличить скорости паровых потоков, исключить их обратное перемещение, интенсифицировать процесс повышения концентрации эфирных масел в паровой фазе.
По окончании процесса экстрагирования и откачки настоя в реакторе осуществляется выпарка этанола из отработанного сырья, затем гидроспособом осуществляется удаление из реактора отработанного и выпаренного сырья.