Экстракционная установка
Полезная модель относится к технике экстракции растительного сырья растворителем, а именно к экстракционным установкам для обработки пряно-ароматического, витаминного и лекарственного растительного сырья жидкой двуокисью углерода (СO 2). Экстракционная установка включает экстрактор с основными подводящим, отводящим патрубками с клапанами для подвода и отвода жидкой фазы, конденсатор, накопители и испаритель, второй экстрактор установлен параллельно с первым между конденсатором и испарителем, в верхней части экстракторов расположены дополнительные патрубки подвода жидкой фазы и поршневой насос расположен на основном патрубке подвода жидкой фазы. Это позволяет обеспечить равномерный контакт жидкой фазы с экстрагируемым материалом, находящимся в экстракторах, для повышения эффективности экстракции за счет увеличения концентрации экстрагируемых веществ в жидкой фазе и принудительного циклического движения жидкой фазы.
Полезная модель относится к технике экстракции растительного сырья растворителем, а именно к экстракционным установкам для обработки пряно-ароматического, витаминного и лекарственного растительного сырья жидкой двуокисью углерода (СО 2).
Известны экстракционные установки [патент РФ 2023464] с использованием в качестве растворителя жидкой СО 2 с экстракторами периодического действия, которые работают при температуре около 25°C и давлении насыщенных паров около 6,5 МПа, загруженные слоем экстрагируемого материала.
Основным недостатком применяемых экстракционных установок является нарушение контакта между твердой и жидкой фазой в экстракторе периодического действия.
Наиболее близкой из известных является экстракционная установка [Кошевой Е.П., Блягоз X.Р. Экстракция двуокисью углерода в пищевой технологии. Майкоп, МГТИ, 2000. с.336.]. Она включает в себя конденсатор, накопители, экстрактор и испаритель. Экстрактор выполнен в виде цилиндрического сосуда высокого давления, закрепленного крышкой и снабженного патрубками для подвода и отвода жидкой фазы.
Недостатками данной экстракционной установки является однонаправленное движение жидкой фазы, при котором основной причиной неэффективной экстракции неподвижного слоя является отклонение от идеального вытеснения - равномерного течения в слое экстрагируемого материала без продольного и радиального перемешивания, и невысокой концентрации экстрагируемых веществ в жидкой фазе.
Следствием указанных недостатков является снижение производительности из-за возможного нарушения гидродинамики потока растворителя, низкое извлечение экстрагируемых веществ.
Задачей полезной модели является создание экстракционной установки, обеспечивающей повышение эффективности ее работы.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение равномерного контакта жидкой фазы с экстрагируемым материалом, находящимся в экстракторах, для повышения эффективности экстракции за счет увеличения концентрации экстрагируемых веществ в жидкой фазе и принудительного циклического движения жидкой фазы.
Заявленный технический результат достигается тем, что экстракционная установка, включающая экстрактор с основными подводящим, отводящим патрубками с клапанами для подвода и отвода жидкой фазы, конденсатор, накопители и испаритель, второй экстрактор установлен параллельно с первым между конденсатором и испарителем, в верхней части экстракторов расположены дополнительные патрубки подвода жидкой фазы и поршневой насос расположен на основном патрубке подвода жидкой фазы.
Экстракторы работают одновременно один в режиме погружения, а второй в режиме орошения. Через определенный период времени первый экстрактор переключается в режим орошения, а второй в режим погружения. При этом жидкая фаза посредством поршневого насоса принудительно подается в экстрактор, работающий в режиме погружения, а из него на орошение материала во втором экстракторе. Этим достигается фильтрация жидкой фазы от мелких фракций материала, уносимых из первого экстрактора, и создание циклического движения потока жидкой фазы в режиме идеального вытеснения в слое экстрагируемого материала, что способствует увеличению концентрации экстрагируемых веществ в жидкой фазе и повышению эффективности экстракционной установки. Равномерность подачи жидкой фазы обеспечивается поршневым насосом,
который создает избыточное давление и продавливает жидкую фазу через слой материала.
Таким образом, совокупность существенных признаков, изложенных в формуле изобретения, способствует достижению желаемого технического результата.
На фиг.1 изображена схема экстракционной установки с циклической подачей жидкой фазы.
Экстракционная установка содержит два экстрактора 1, конденсатор 2, два накопителя 3, испаритель 4 и поршневой насос 5. Экстрактор, конденсатор, накопители и испаритель могут быть использованы, например, как описанные в [Кошевой Е.П., Блягоз X.Р. Экстракция двуокисью углерода в пищевой технологии. Майкоп, МГТИ, 2000. с.336.]. Экстрактор 1 изготовлен из нержавеющей стали и имеет цилиндрическую форму с днищем и патрубками для подвода и отвода жидкой фазы. Конденсатор 2 предназначен для сжижения газообразной СO2, накопитель 3 предназначен для сбора жидкой СO2, поступающей из конденсатора 2. В испарителе 4 происходит выпаривание жидкой фазы и получение готового экстракта. Поршневой насос 5 предназначен для принудительного наполнения экстрактора 1 жидкой СO2 в режиме экстракции с погружением материала.
Работа экстракционной установки осуществляется следующим образом.
Экстрактор 1 заполняется подготовленным к экстракции материалом. Затем он герметизируется закрытием люка и после этого становится готовым к началу процесса экстракции. Далее открывают клапаны для подключения экстрактора соответственно к накопителю 3 с исходной двуокисью углерода через линию с насосом 5 и ко второму экстрактору 1, который в свою очередь подключается к испарителю 4 для приема вытекающей жидкой фазы из экстрактора. Жидкая фаза поступает из накопителя через патрубки в нижнюю часть корпуса экстрактора и заполняет слой экстрагируемого материала. Далее поток жидкой фазы достигает верхнего патрубка и
перетекает во второй экстрактор, где подается сверху на слой материала. При этом происходит процесс фильтрации жидкой фазы в слое материала от мелких частиц, захваченных из первого экстрактора. Образующаяся во втором экстракторе жидкая фаза стекает по трубопроводу в испаритель. По прошествии определенного времени движение жидкой фазы переключается на подачу снизу во второй экстрактор, который теперь работает способом погружения, а первый экстрактор переключается в режим работы орошением. После завершения процесса экстракции клапана на трубопроводах подвода и отвода жидкой фазы перекрываются и экстрактор с отработанным материалом после сообщения с атмосферой и вскрытия готов для перезагрузки.
Экстракционная установка, включающая экстрактор с основными подводящим, отводящим патрубками с клапанами для подвода и отвода жидкой фазы, конденсатор, накопители и испаритель, отличающаяся тем, что второй экстрактор установлен параллельно с первым между конденсатором и испарителем, в верхней части экстракторов расположены дополнительные патрубки подвода жидкой фазы и поршневой насос расположен на основном патрубке подвода жидкой фазы.
