Установка для производства концентрата из экстракта мыльнянки лекарственной
Установка относится к техническим средствам для извлечения водорастворимых веществ из твердых измельченных материалов растительного происхождения, в частности мыльнянки лекарственной, с целью получения в качестве целевого продукта концентрата из ее экстракта и может быть использована на предприятиях пищевой и фармацевтической промышленности.
Помимо основных традиционных элементов, входящих в аналогичные установки, как - то экстракционный агрегат, агрегат для концентрации экстракта, устройство для загрузки сырья и выгрузки отходов, емкость для приема концентрата из экстракта и технологических трубопроводов с трубопроводной арматурой и приборами контроля, представленная установка снабжена дополнительным аппаратом для осаждения твердых частиц, двумя промежуточными емкостями для приема экстракта и оборудованием для водоподготовки экстрагента. Кроме того, агрегат для концентрации экстракта имеет специальную конструкцию, состоящую из роторного насоса, тонкослойного теплообменника с винтовым ротором, фильтра тонкой очистки и мембранного фильтра, сообщающихся друг с другом последовательно.
Примененные в агрегате системы ультрафильтрации, представляющей собой процесс использования мембран для концентрирования и выделения макромолекул и коллоидных частиц из воды позволило отказаться от использования затратных энергоемких выпарных установок. Это позволяет значительно повысить производительность установки, снижает удельные энергозатраты и расход воды на технологические нужды, улучшает качественные характеристики целевого продукта - концентрата из мыльнянки лекарственной.
Экстракторный агрегат имеет как минимум два экстрактора, а это позволяет сделать его систему коммуникаций замкнутой, что улучшает качество продукта и снижает потери, а наличие в экстракторах струйных водяных коллекторов (вместо лопастных мешалок), улучшает гидромеханические условия процесса экстракции.
Встроенный перед фильтром в систему слива экстракта в приемные емкости объемный отстойник, обогреваемый термостатической рубашкой, позволяет в значительной степени очистить целевой продукт от взвешенных частиц, сокращая время на его переработку.
Установка снабжена тремя емкостями, две из которых являются промежуточными между фильтром и общей приемной емкостью, что позволяет купажировать в последней целевой продукт с заданным процентным содержанием сапонинов.
Конструктивное исполнение установки позволяет получить концентрат с высоким содержанием сухих веществ и до минимума свести использование
ручного труда. В частности загрузка сырья из аппарата для замачивания в первый экстрактор и выгрузка отходов из второго экстрактора осуществляется механическими шнековыми транспортерами.
10 с. - описание полезной модели;
1 с. - формула полезной модели;
1 с. - реферат полезной модели;
1 с. - чертеж полезной модели.
Полезная модель относится к техническим средствам, предназначенным для извлечения водорастворимых веществ из твердых измельченных тканей растительного происхождения, в частности мыльнянки лекарственной, с целью получения в качестве целевого продукта концентрата из ее экстракта, который может быть использован в фармацевтической и пищевой промышленности.
Многолетнее травянистое растение мыльнянка лекарственная (Saponaria officinal L.) относится к семейству гвоздичных и является ценным природным источником сапонинов - водорастворимых веществ, используемых для производства шипучих вин, напитков, халвы, майонезов, кремов. Экстракт из корней мыльнянки лекарственной является классическим пенообразователем, придающим изделию характерную структуру. Для промышленного использования экстракта его целесообразно производить в виде концентрата с максимальным содержанием сухих веществ и ценных водорастворимых компонентов - сапонинов и других.
Существующие конструкции установок для производства концентратов экстракта из твердых тканей растительного сырья, в том числе мыльнянки лекарственной, имеют различные варианты технической реализации, однако основными их элементами являются: устройство для загрузки сырья, экстракционный агрегат, агрегат для концентрации экстракта, емкость для приема концентрата, устройство для выгрузки отходов и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля.
Технология производства концентрата из экстракта мыльнянки лекарственной значительно отличается от процесса концентрации экстракта из других видов сырья растительного происхождения и имеет свои характерные особенности. В частности, в период концентрации экстракта должен поддерживаться определенный температурный режим. Максимальное количество полезных веществ из обрабатываемого сырья и их концентратов (с содержанием сухих веществ не менее 20%) за относительно короткий промежуток времени можно получить только при активной послойной гидромеханической турбулизации потоков жидкой фазы в процессе экстрагирования и интенсификации процесса концентрации. Добиться подобного эффекта послойной турбулизации и интенсификации процесса концентрации на установках существующих моделей без их значительной реконструкции не представляется возможным. Поэтому для этих целей требуется разработка специализированной установки, что и было реализовано в представленной полезной модели установки для производства концентрата из экстракта мыльнянки лекарственной.
Известна установка для производства концентрата из экстракта твердых материалов растительного происхождения, в частности корней аралии,
элеутерокока и мыльнянки лекарственной, содержащая устройство для загрузки сырья, экстракционный агрегат, агрегат для концентрации экстракта, емкость для приема концентрата, устройство для выгрузки отходов и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля (Установка для производства концентрата из экстракта растительного сырья. Листок технической информации, №11-80, серия 68.29.15, схема технологическая, рис.1, Хабаровский ЦНТИ, г.Хабаровск, 1980 г.).
Характеризуя указанный тип установки, следует отметить несовершенство конструкции ее устройств для загрузки сырья и выгрузки отходов, так как требуются большие затраты ручного труда при их использовании. Наличие только одного экстрактора в технологической схеме установки снижает производительность и качество выпускаемого продукта, увеличивает потери экстрагируемого сырья, частицы которого нередко выгружаются вместе с последними порциями экстракта. Применение лопастной мешалки в качестве турбулизатора жидкой фазы требует применение достаточно мощного электропривода с механическим редуктором для понижения числа оборотов приводимого во вращение вала, что увеличивает металлоемкость аппарата и себестоимость установки. А использование для концентрации ценных водорастворимых веществ, содержащихся в экстракте, вакуум-выпарного аппарата, значительно увеличивает удельные энергозатраты и удорожает продукцию.
Наиболее близкой по совокупности признаков, технической сущности и достигнутому результату к заявленному техническому решению является установка типа «УКЭ-15» для производства концентрата из экстракта мыльнянки лекарственной, содержащая устройство для загрузки сырья, экстракционный агрегат, агрегат для концентрации экстракта, емкость для приема концентрата, устройство для выгрузки отходов и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля (Устройство для производства концентрата из экстракта мыльнянки лекарственной типа «УЭК-15». Технологическая схема установки УЭК-15, чертеж №УКЭ-15.02.000 СТ, КБ НПО ОАО «Радуга» г.Новосибирск, 1998 г.).
Однако данная установка имеет ряд недостатков конструктивного и эксплуатационного характера. К ним относятся: низкая производительность (15 кг/час) при повышенном расходе экстрагента (воды), наличие негативных последствий, отрицательно влияющих на качество производимого концентрата, вызванных отсутствием соответствующей подготовки воды и несовершенством конструкции экстракционного агрегата, значительная доля ручного труда и потерь экстрагируемого сырья, большие удельные энергозатраты.
Низкая производительность и большая доля ручного труда в значительной степени обусловлена тем обстоятельством, что экстракционный агрегат в своем составе имеет только один экстрактор, он же выполняет функцию аппарата для замачивания сырья, а выгрузка отходов
производится вручную, при этом использование одного и того же экстрактора для получения продукта различных ступеней экстракции увеличивает время технологического процесса. Применение в качестве механического активатора (турбулизатора) широколопастной роторной мешалки, приводимой во вращение электроприводом с постоянной частотой вращения приводного вала мотор-редуктора, не позволяет регулировать на различных этапах технологического процесса режимы турбулизации жидкой фазы за счет изменения числа оборотов активатора. Кроме того, его лопасти при вращении частично разрушают обрабатываемый материал, измельчая его, особенно в нижней зоне экстрактора, примыкающей к фильтрующей перегородке. Это приводит к засорению ее отверстий и блокировке участков фильтрующей поверхности, уменьшая тем самым пропускную способность аппарата, увеличивая при этом расход экстрагента и время экстракции и как следствие - к понижению производительности установки.
Отсутствие объемного отстойника для очистки экстракта от взвешенных частиц снижает интенсивность осветления экстракта и удлиняет технологический процесс еще на промежуточной стадии производства концентрата. А отсутствие специального оборудования для обработки воды, используемой в качестве экстрагента и для влаготермической обработки сырья, а так же тонкослойного теплообменника и аппаратов высокотехнологичной фильтрации (ультрафильтра, мембранного фильтра и других) в технологическом блоке агрегата для концентрации экстракта, отрицательно сказывается на качество продукции и сокращает сроки ее хранения.
Применение выпарного циркуляционного аппарата в агрегате для концентрации экстракта, значительно усложняет обслуживание установки и увеличивает удельные энергозатраты.
Задача полезной модели - повышение производительности при минимальном расходе экстрагента и удельных энергозатрат, улучшение качественных характеристик производимого концентрата, обеспечение оптимального режима технологического процесса, сокращение доли ручного труда.
Поставленная задача реализуется тем, что в известной установке для производства концентрата из экстракта мыльнянки лекарственной, содержащей устройство для загрузки сырья, экстракционный агрегат, агрегат для концентрации экстракта, устройство для загрузки сырья, емкость для приема концентрата, устройство для выгрузки отходов и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля, согласно заявленного технического решения агрегат для концентрации экстракта выполнен в виде технологического блока, состоящего из роторного насоса, теплообменника, фильтра тонкой очистки и мембранного фильтра, сообщающихся друг с другом последовательно, при этом теплообменник изготовлен в виде тонкослойного аппарата, снабженного винтовым ротором с регулируемой частотой вращения. Устройство для загрузки сырья выполнено в виде технологического блока, состоящего из аппарата для
предварительной влаготермической обработки сырья и из шнекового транспортера - дозатора с регулируемой частотой вращения шнека. Кроме того, экстракторный агрегат имеет как минимум два экстрактора, сообщающихся друг с другом последовательно, на каждом из которых смонтированы струйные водяные коллекторы, расположенные рядами по периметру их корпусов, а между экстракционным агрегатом и его накопительной емкостью установлен объемный отстойник для осаждения твердых частиц из экстракта. Экстрагент и вода, используемые для предварительной влаготермической обработки сырья, проходят специальную водоподготовку путем фильтрации и стерилизацию.
Отличительные признаки - наличие в установке в начале технологической цепочки специального аппарата для влаготермической обработки сырья (замачивание с последующим его набуханием) перед загрузкой в экстракционный агрегат значительно сокращает время рабочего цикла на производство целевого продукта. Аппарат, кроме того, выполняет функцию резервной емкости, позволяющей осуществлять технологический процесс непрерывно - пока на агрегатах установки осуществляется рабочий цикл, в его рабочую полость загружается, а затем обрабатывается очередная порция сырья.
Загрузка сырья в экстракционный агрегат осуществляется механическим способом - шнековым транспортером-дозатором, а выгрузка отходов - шнековым транспортером с минимальными затратами рабочего времени.
Наличие как минимум двух экстракторов в экстракционном агрегате позволяет сделать его систему коммуникаций замкнутой, что дает возможность периодически отключать один из экстракторов от циркуляционной системы, освобождать его от полностью истощенного материала и заполнять свежим, а затем вновь включать в систему циркуляции. Замкнутый характер процесса, как в экстракционном агрегате, так и в остальных системах установки, позволяет сохранить все экстрактивные, в том числе и летучие вещества, что повышает качество производимого концентрата и снижает потери экстрагируемого сырья. Использование в экстракторах струйных водяных коллекторов, расположенных рядами по периметру их корпусов, позволяет производить турбулизацию потоков жидкой фазы послойно, придавая им вращательное движение. Это обеспечивает лучшие гидромеханические условия обработки, так как все поверхности частиц материала участвуют в процессе экстрагирования, что так же повышает качество экстракции и увеличивает производительность установки.
Установленный между экстракционным агрегатом и накопительной емкостью объемный отстойник для осаждения твердых частиц, позволяет еще до прохождения экстракта через фильтры механической очистки в значительной степени очистить экстракт от посторонних примесей и взвесей, предотвращая быстрое засорение фильтров и частую прочистку.
Вода, используемая для предварительной влаготермической обработки сырья и в качестве экстрагента, подвергается специальной обработке путем
фильтрации и стерилизации, что исключает обсеменение производимого концентрата вредной микрофлорой в процессе рабочего цикла, улучшая тем самым качество концентрата и продлевая сроки его хранения.
Наличие в агрегате для концентрации экстракта тонкослойного теплообменника с винтовым ротором, в котором происходит нагрев проходящего через него экстракта до температуры 55-60°С, уменьшает вязкость экстракта, тем самым улучшая процесс его дальнейшей фильтрации и концентрации. При этом, винтовой ротор, вращающийся с большой скоростью, создает в рабочей полости теплообменника жидкостный «центробежный клин», предотвращая тем самым образование нагара внутри теплообменника. Применение на завершающей стадии технологического процесса производства концентрата фильтра тонкой очистки и мембранного фильтра с обратноосмотической мембраной (из тонкопленочного композита) позволяет эффективно удалять из обрабатываемого материала фильтрат (воду) и получать высококачественный концентрат экстракта мыльнянки лекарственной с содержанием сухих веществ не менее 20%.
На фиг.1 изображена принципиальная схема установки для производства концентрата из мыльнянки лекарственной.
Установка для производства концентрата из экстракта мыльнянки лекарственной содержит устройство для загрузки сырья, выполненное в виде технологического блока, состоящего из аппарата 1, предназначенного для накопления и предварительной влаготермической обработки (замачивания) сырья и шнекового транспортера-дозатора 2 с регулируемой частотой вращения шнека, предназначенного для равномерной подачи сырья из аппарата 1 в экстракционный агрегат. Обогрев аппарата 1 осуществляется посредством его термостатической рубашки 3, куда подается горячий конденсат отработанного пара.
Экстракционный агрегат состоит из двух экстракторов: экстрактора 4 (первой ступени экстракции) и экстрактора 5 (второй ступени экстракции), установленных на разных уровнях по высоте и соединенных друг с другом посредством шлюза 6, при этом к экстрактору 4 (в его верхней зоне) посредством промежуточной вставки 7 присоединен транспортер-дозатор 2, а к экстрактору 5 (в его нижней зоне) посредством промежуточной вставки 8 присоединено устройство 9 для выгрузки отходов, выполненное в виде шнекового транспортера. Корпуса экстракторов представляют из себя цилиндрические емкости с технологическими патрубками, по периметру которых располагаются водяные струйные коллекторы 10, кольцевые полости которых посредством сквозных отверстий в корпусах экстракторов сообщаются с рабочими полостями последних. При этом коллекторы 10 могут функционтровать независимо друг от друга, работая в автоматическом режиме, для чего каждый снабжен вентилем 11. Сливные патрубки 12 и 13 экстракторов 4 и 5 посредством вентилей 14 и 15 соединены с циркуляционными насосами 16 и 17, а нагнетательные патрубки 18 и 19 посредством вентилей 20 и 21 присоединены к магистральному водопроводу. Между разгрузочным патрубком 22 аппарата 1 и
транспортером-дозатором 2 установлена винтовая задвижка 23 и аналогичные задвижки 24, 25 и 26 смонтированы на шлюзе 6, а так же на промежуточных вставках 7 и 8 соответственно.
Для осаждения твердых частиц из произведенного экстракта установка снабжена объемным отстойником 27 с термостатической рубашкой обогрева 28, которая вместе с термостатической рубашкой 3 аппарата 1 посредством технологических трубопроводов подачи конденсата и установленных на них вентилей 29, соединены с конденсатоотводчиком 30 и паровой рубашкой теплообменника 31. В верхней части объемного отстойника 27 расположен приемный патрубок 32 для заливки в его рабочую полость полученного экстракта, а в нижней - патрубок 33, к которому последовательно присоединены центробежный насос 34 и фильтр 35.
Для сбора экстракта установка снабжена тремя приемными емкостями, две из которых 36 и 37 соединены с насосом 34 посредством фильтра 35 технологическими трубопроводами, являются промежуточными, а емкость 38, соединенная со сливными патрубками емкостей 36 и 37 является накопительной. Накопительная емкость 38 снабжена центробежным насосом 39, всасывающей патрубок которого присоединен к сливному патрубку накопительной емкости 38, а нагнетательный - к перепусконому трубопроводу 41. Последний используется в тех случаях, когда необходимо произвести промежуточный отбор полуфабриката (экстракта) еще до производства концентрата, например при взятии проб для проведения лабораторных анализов или для расфасовки определенного количества экстрагента в тарные емкости. Входной патрубок фильтра предварительной очистки 42 так же присоединен к нагнетательному патрубку центробежного насоса 39, а выходной патрубок - к приемному патрубку расходной емкости 43.
Между расходной емкостью 43 и тонкослойным теплообменником 44, имеющим высокооборотный (n=1200 об/мин) винтовой ротор 45, смонтированный в его рабочей полости, установлен роторный насос 46, предназначенный для подачи в рабочую полость теплообменника 44 экстрагента, нагрев которого осуществляется паром посредством паровой рубашки теплообменника. К сливному патрубку паровой рубашки присоединен конденсатоотводчик 47 для отвода конденсата, который направляется в котел.
В технологическом блоке агрегата для концентрации экстракта, между тонкослойным теплообменником 44 и емкостью для приема концентрата 48 установлены последовательно картрижный фильтр тонкой очистки 49 (микрофильтр) и мембранный фильтр 50 («нана фильтр»), в котором основным элементом очистки является обратноосматическая мембрана 51, выполненная в виде трубчатого блока из тонкопленочного композита с диаметром фильтрующих отверстий порядка 1 ангстрем, свободно пропускающих молекулы экстрагента (воды). На технологическом трубопроводе, соединяющим мембранный фильтр 50 и приемную емкость 48 смонтированы регулировочный клапан 52 и манометр 53, а к сливным
патрубкам 54 и 55 мембранного фильтра 50 и приемной емкости 48, присоединены сборник фильтрата (воды) 56 и центробежный насос 57 соответственно.
Система водоподготовки экстрагента состоит из последовательно соединенных друг с другом водяного центробежного насоса 58, фильтра 59, стерилизатора 60 с бактерицидными ультрафиолетовыми лампами и тонкослойного трубчатого теплообменника 31 с паровой рубашкой обогрева. Технологические трубопроводы и аппараты снабжены приборами контроля - манометрами 61 и термометрами 62.
Разводка технологических трубопроводов конструктивно выполнена таким образом, что переключая на них по определенной схеме те или иные вентили, можно осуществлять работу различных технологических участков и узлов установки по наиболее оптимальному режиму, например по замкнутому контуру. Для этого в системе трубопроводов, кроме вышеперечисленной трубопроводной арматуры, установлены функциональные вентили 63, 64, 65, 66 и 67, а так же обратный клапан 68, который работает в автоматическим режиме.
Установка для производства концентрата из мыльнянки лекарственной работает следующим образом.
Мыльнянка лекарственная, очищенная от посторонних примесей, промытая и измельченная, укладывается в аппарат 1 и заливается водой, прошедшей специальную обработку путем ее фильтрации и стерилизации. Вода, поступающая из водопроводной сети, нагнетается центробежным насосом 58 в рабочую полость аппарат 1, проходя при этом через фильтр 59, в котором она очищается от взвешенных частиц, стерилизатор 60, в котором она обеззараживается, облучаясь бактерицидными ультрафиолетовыми лампами и тонкослойный теплообменник 31, в котором она нагревается до температуры 80°С. Заливка воды в аппарат 1 производится при открытом вентиле 63, остальные вентили в системе подачи воды при этом перекрываются. Сырье, замоченное горячей водой, поглащая влагу, постепенно набухает и увеличивается в объеме, что в дальнейшем ускоряет процесс экстрагирования, так как с момента заливки сырья водой уже начинается в определенной степени процесс извлечения из него водорастворимых веществ. Для того чтобы процесс набухания происходил ускоренно и равномерно по всему объему уложенной сырьевой массы в рабочей полости аппарат 1, посредством его термостатической рубашки 3 поддерживается необходимая температура (70°-80°С), при этом в качестве теплоносителя используется конденсат, выходящий из паровой рубашки теплообменника 31. Этим же конденсатом посредством термостатической рубашки 28 обогревается и объемный отстойник 27. Температурный режим в аппарате 1 и отстойнике 27 контролируется термометрами 62, при этом регулировка температуры осуществляется вентилем 29 путем увеличения или уменьшения количества конденсата, циркулирующего в их термостатических рубашках.
Технология выделения экстракта из мыльнянки лекарственной для последующей его концентрации по заявленной установке предусматривает обработку сырья как минимум в двух экстракторах.
После завершения процесса влаго-термической обработки сырья открывается задвижка 23 на аппарате 1 и задвижка 25 на промежуточной вставке 7. Включается электропривод шнекового транспортера-дозатора 2 и сырьевая масса, захватываемая вращающимся шнеком, через вставку 7 перегружается в экстрактор 4, при этом возможность регулирования скорости вращения шнека позволяет загрузить полость экстрактора равномерно по всему ее рабочему объему в заданном количестве. По окончании процесса загрузки задвижки 23 и 25 закрываются, а аппарат 1 заполняется очередной порцией сырья, после чего процесс влаготермической обработки повторяется аналогично вышеизложенному.
После загрузки экстрактора 4, помещенное в него сырье заливается горячей водой, для чего на технологическом трубопроводе закрывается вентили 63 и 67, а вентили 11 на коллекторах 10 открываются. Вода через отверстия в корпусе заполняет полость экстрактора до необходимого уровня, после чего начинается этап первичного экстрагирования, который длится не менее одного часа. В процессе экстрагирования экстракт движется сверху вниз, проходит через фильтрующую перегородку и накапливается в пространстве между перегородкой и днищем экстрактора.
Использование в качестве экстрагента горячей воды позволяет значительно увеличить коэффициент диффузии и массоотдачи экстрагируемого вещества в частицах растительного сырья, в частности мыльнянки лекарственной, повышая концентрацию сапонинов в экстракте. Однако, увеличение температуры экстрагента выше определенного уровня может привести к ухудшению качества получаемого экстракта, либо изменению физических свойств частиц сырья, потере ими упругих свойств и в результате ухудшение условий массоотдачи. В частности, максимальная температура воды для экстракции мыльнянки лекарственной не должна превышать 95°С и должна строго контролироваться по показаниям термометра.
После завершения первичного этапа экстрагирования осуществляется его активный этап, который длится до трех часов и производится путем периодической гидродинамической турбулизации потоков жидкой фазы внутри экстрактора. Для этого открываются вентили 14, 64 и 65 на технологическом трубопроводе экстрактора 4, а вентиль 66 закрывается. Включается насос 16 и жидкая фаза, проходя через фильтрующую перегородку экстрактора 4, коллектор 10 и теплообменник 31, начинает циркулировать по замкнутому кругу. При этом, струи воды, выходящие рядами из отверстий по касательной к внутренней поверхности корпуса экстрактора, за счет их кинетической энергии, создают вращательное движение компонентов, находящихся в рабочем объеме экстрактора 4. Таким образом, происходит послойная обработка сырья и турбулизация потоков жидкой фазы, что способствует интенсификации процесса
экстракции и как следствие значительному сокращению времени технологического процесса и улучшению качества продукта.
По завершению процесса экстракции в экстракторе 4 закрывается вентиль 65, а вентиль 66 на выпусконом патрубке 32 объемного отстойника 27 открывается и полученный экстракт первой ступени экстракции (с максимальным содержанием сапонинов) насосом 16 перекачивается в отстойник 27. В этом отстойнике происходит осаждение твердых частиц, которые организуют осадок, периодически удаляемый из его полости в специальный сборник. После отстоя осветленный экстракт насосом 34 через фильтр 35 закачивается в промежуточную емкость 36.
В сырьевой массе, оставшейся после слива экстракта из экстрактора 4, содержится некоторая доля экстрагируемых веществ и для более полного их извлечения эта масса из экстрактора 4 посредством перепусконого патрубка 6 перегружается в экстрактор 5. Для этого открывается винтовой затвор 24, включается насос 16 и струями воды, выходящими из отверстий в корпусе, сырьевая масса сбрасывается в рабочую полость экстрактора 5, после чего винтовой затвор 4 закрывается. Далее открывается клапан 67, расположенный на технологическом трубопроводе подачи экстрагента и вентили 11 на водяных коллекторах 10 экстрактора 5, после чего вода заполняет до необходимого уровня рабочую полость экстрактора и процесс экстракции начинает осуществляться в той же последовательности, как и в экстракторе 4.
Полученный экстракт (второй ступени экстракции) насосом 17 перекачивается в отстойник 27, при этом вентили 15 и 66 должны быть открыты, а вентили 64 и 65 закрыты. После отстоя этот экстракт насосом 34 через фильтр 35 закачивается в промежуточную емкость 37, при этом вентиль на приемном патрубке емкости 36 должен быть перекрыт. Оставшиеся после экстракции в рабочей полости экстрактора 5 отходы смываются струями воды, выходящими из отверстий его водяных коллекторов 10 и проходя через открытую задвижку 26 и вставку 8 разгрузочным устройством 9 удаляются из него.
Из промежуточных емкостей 36 и 37 экстракт поочередно сливается в накопительную емкость 38, из которой центробежным насосом 39 через фильтр предварительной очистки 42 подается в рабочую полость тонкослойного теплообменника 44, где подхватывается винтовым ротором 45, вращающимся со скоростью 1200 об/мин и нагнетается в фильтр тонкой очистки 49. При прохождении тонкослойного теплообменника 44 происходит нагрев экстракта до температуры 60°С, который осуществляется посредством паровой рубашки паром, циркулирующим в ней и после конденсации при помощи конденсатоотводчика 47 отводится в котел. Нагрев экстракта значительно уменьшает его вязкость, тем самым улучшая процесс фильтрации, а вращающийся винтовой ротор предотвращает образование нагара на внутренней поверхности теплообменника и значительно увеличивает напор на входе экстракта в фильтр тонкой очистки 49, активизируя процесс фильтрации.
Пройдя фильтр тонкой очистки 49, полуфабрикат в виде экстракта, максимально очищенного от вредных органических веществ и различных примесей, поступает в мембранный фильтр («нана фильтр»), в котором основным элементом активной очистки является обратноосматическая мембрана 51. Материал мембраны - тонкопленочный композит (в виде трубчатого блока) с диаметром фильтрующих отверстий в 1 ангстрем, через которые свободно проникают молекулы воды и которая в виде фильтрата сливается в сборник 56, а ценные водорастворимые вещества, выделенные из экстрагента в виде макромолекул и коллоидных частиц, оседают на внутренней поверхности цилиндрической обратноосматической мембраны 51, формируя в виде осадка слой концентрата с относительно высоким содержанием сухих веществ (20%-30%). Выгрузка концентрата (в виде текучей пластичной субстанции) из фильтра 50 в приемную емкость 48 осуществляется за счет избыточного давления в его рабочей полости и разгружается посредством регулировочного клапана 52. А визуальный контроль за избыточным давлением, по величине которого определяется периодичность выгрузки концентрата определяется по показанию манометра 53. Из приемной емкости 48 концентрат экстракта мыльнянки лекарственной посредством насоса 57 подается на расфасовку в тарные емкости.
В процессе эксплуатации экстракторов их фильтрующие перегородки забиваются частицами сырья, поэтому после завершения каждого этапа работ перегородки должны тщательно прочищаться и промываться, Процесс этот осуществляется путем подачи воды через открытые вентили 20 и 21 и нижние технологические патрубки 18 и 19 экстракторов 4 и 5 под избыточным давлением 4-5 атм в пространство между днищем и фильтрующей перегородкой экстракторов. Под напором воды, забившиеся отверстия легко продавливаются, а фильтрующие перегородки очищаются, после чего использованная вода сливается в отстойник. Периодическая промывка и очистка фильтров 35, 38, 49 и 50 осуществляется по специальным инструкциям, разработанными заводом-изготовителем.
1. Установка для производства концентрата из экстракта мыльнянки лекарственной, содержащая устройство для разгрузки сырья, экстракционный агрегат, агрегат для концентрации экстракта, емкость для приема концентрата, устройство для выгрузки отходов и технологические трубопроводы с трубопроводной арматурой и приборами контроля, отличающаяся тем, что агрегат для концентрации экстракта выполнен в виде технологического блока, состоящего из роторного насоса, тонкослойного теплообменника, фильтра тонкой очистки и мембранного фильтра, сообщающихся друг с другом последовательно.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что теплообменник агрегата для концентрации экстракта выполнен в виде тонкослойного аппарата с паровой рубашкой, снабженного винтовым ротором с регулируемой частотой вращения.
3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что устройство для загрузки сырья выполнено в виде технологического блока, состоящего из аппарата для предварительной влаготермической обработки сырья и из шнекового транспортера-дозатора с регулируемой частотой вращения шнека.
4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что экстракционный агрегат имеет как минимум два экстрактора, сообщающихся друг с другом последовательно, на каждом из которых смонтированы струйные водяные коллекторы, расположенные рядами по периметру их корпусов.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что между экстракционным агрегатом и его накопительной емкостью установлен объемный отстойник для осаждения твердых частиц из экстракта.
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что экстрагент, используемый в установке, проходит специальную водоподготовку путем фильтрации и стерилизации.
