Лабораторная установка для газожидкостной экстракции биологически активных веществ из растительного сырья
Полезная модель относится к пищевой промышленности, в частности к экстракционной технологии производства биологически активных веществ из растительного сырья и предназначена для создания лабораторного моделирования процессов газожидкостной экстракции. Сущностью данной полезной модели является повышение эффективности извлечения ценных биологически активных веществ, в частности жиросодержащих фракций и фенольных веществ, из пиролизной древесины и шрота пряно-ароматического сырья за счет использования жидкого диоксида углерода в интенсивном режиме. Установка, содержит конденсатор, экстрактор, испаритель, сборник для СО2 -экстракта, самоуплотняющийся люк, сборник для жидкого диоксида углерода, баллон с диоксидом углерода, дополнительно установлены: фильтр с целью отсечения влаги из паров растворителя и пульсатор с насосом высокого давления, позволившие сократить продолжительность процесса экстрагирования на 25%. Результатом применения данной полезной модели является возможность улучшения качественного состава CO2-экстрактов за счет обогащения высоколетучих ароматических соединений экстрактов компонентами жиросодержащих и фенольных веществ, а также интенсификация процесса экстрагирования. Время экстрагирования на модернизированной установке составило 35-70 мин в зависимости от способов получения пряно-коптильных СО2-экстрактов.
Полезная модель относится к пищевой промышленности, в частности к экстракционной технологии производства биологически активных веществ из растительного сырья и предназначена для создания лабораторного моделирования процессов газожидкостной экстракции.
Известна установка для газожидкостной экстракции (патент РФ №2127300), которая содержит экстрактор с приводной мешалкой, на лопастях которой консольно закреплены прямоугольные упругие пластины, создающие ультразвуковые колебания в экстракционной смеси. Использование установки обеспечивает интенсификацию процесса экстрагирования и небольшое повышение выхода экстрактивных веществ. Недостатками являются сложность изготовления установки, длительность процесса экстрагирования и неполное извлечение ценных компонентов.
За прототип полезной модели принята лабораторная установка КНИИПП для газожидкостной экстракции (Касьянов Г.И., Пехов А.В., Таран А.А. Натуральные пищевые ароматизаторы - CO 2-экстракты. - М.: Пищевая пром-ть, 1978. - 176 с.), которая содержит установленные в общем корпусе экстрактор и испаритель. Установка позволяет сократить потери экстрагента при загрузке - выгрузке сырья и повысить производительность за счет интенсификации массообмена и ускорения диффузии экстрагента в сырье в процессе экстракции. Недостатком данной установки является неполное извлечение жирорастворимых экстрагируемых веществ.
Задачей заявляемой модели является разработка единого экстракционного модуля, а также технологических приемов получения пряно-коптильных пищевых добавок из смеси пиролизной древесины и шрота пряно-ароматического сырья, обеспечивающего последовательное извлечение биологически активных веществ из растительного сырья. Выбранные технологические параметры позволяют достичь увеличения скорости и полноты процесса экстракции и получить СО2-экстракты обогащенные жиросодержащими и фенольными веществами.
Техническим результатом является повышение эффективности извлечения ценных биологически, активных веществ, в частности жиросодержащих фракций и фенольных веществ, из пиролизной древесины и шрота пряно-ароматического сырья за счет использования жидкого диоксида углерода в жидком (докритическом) состоянии в интенсивном режиме.
Это достигается тем, что в установке, содержащей конденсатор, СО 2-экстрактор, испаритель, сборник для СО 2-экстракта, самоуплотняющийся люк, сборник для жидкого диоксида углерода, баллон с диоксидом углерода, за испарителем дополнительно установлен фильтр для отсечения влаги из паров растворителя, а экстрактор соединен с дополнительно установленным пульсатором и насосом высокого давления, позволившие сократить продолжительность процесса экстрагирования на 25%. Время экстрагирования на модернизированной установке составило 35-70 мин в зависимости от способов получения пряно-коптильных СО2 -экстрактов.
Результатом применения данной полезной модели является возможность интенсификации процесса извлечения биологически активных веществ из растительного сырья и получения пряно-коптильных СО2-экстрактов, обогащенных жиросодержащими и фенольными веществами.
На фиг.1 изображена лабораторная установка для газожидкостной экстракции биологически активных веществ из растительного сырья.
Установка состоит из испарителя - 1, фильтра для удаления влаги из растворителя - 2, навеска сырья - 3, СО2-экстрактора - 4, самоуплотняющегося герметичного люка - 5, сборника жидкого диоксида углерода - 6, конденсатора - 7, баллона с диоксидом углерода - 8, пульсатора - 9, насоса высокого давления - 10, сборника для CO 2-экстракта - 11 и B1-8 вентилей.
Установка работает следующим образом. Предназначенное для экстрагирования, измельченное в крупку диаметром 1-2 мм, растительное сырье (пиролизная древесина смешанная с шротом пряно-ароматического сырья) в сетчатом контейнере загружается в CO 2-экстрактор - 4, который герметизируется, и через вентиль В3 подается жидкий диоксид углерода из конденсатора - 6. В течение 10-15 мин проходит процесс экстракции. Мисцелла собирается в испарителе - 1, снабженном тепловой рубашкой. При поступлении в испаритель жидкий диоксид углерода резко вскипает и в виде газовой фазы через вентиль B1 подается в конденсатор - 7, с предварительным отсечением влаги из паров растворителя осуществляемым посредством фильтра - 2. Установленные пульсатор - 9 и насос высокого давления - 10, позволили интенсифицировать процесс экстрагирования, за счет ускорения сброса давления в аппарате до атмосферного. Продолжительность процесса экстрагирования составляет 35-70 мин, в зависимости от обрабатываемого сырья и способа получения пряно-коптильных СО2-экстрактов.
Установлены наиболее оптимальные режимы проведения экстракции растительного сырья жидким диоксидом углерода, позволяющие не только интенсифицировать процесс экстракции, но и увеличить выход экстрактивных веществ. Процесс экстрагирования целесообразно осуществлять при давлении 6,0-6,4 МПа и температуре 22-25°С, тем самым можно сократить энергетические и материальные затраты на реализацию экстракционных процессов.
Таким образом полезная модель позволяет увеличить спектр выхода экстрактивных веществ, увеличить скорость экстракции за счет внесенных усовершенствований в установку.
Лабораторная установка для газожидкостной экстракции биологически активных веществ из растительного сырья, включающая конденсатор, СО2-экстрактор, испаритель, сборник для СО2-экстракта, самоуплотняющийся люк, сборник для жидкого диоксида углерода, баллон с диоксидом углерода, отличающийся тем, что за испарителем установлен фильтр для отсечения влаги из паров растворителя, а экстрактор соединен с дополнительно установленным пульсатором и насосом высокого давления.
