Линия производства экстрактов из листового растительного сырья

 

Использование: извлечение эфирных масел из пряного и ароматического растительного сырья для пищевой промышленности и парфюмерии. Сущность изобретения: линия содержит последовательно установленные моечную машину, сушильную установку, измельчитель, газожидкостный экстрактор с мешалкой, выполненной в виде закрепленной на полом валу полой лопасти, испаритель и сборник экстракта, а также конденсатор, соединенный по газовой фазе с испарителем через сушильную установку, полости вала, лопасти мешалки и полость газожидкостного экстрактора и по жидкой фазе с газожидкостным экстрактором, и средства подпитки экстрагента. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к оборудованию пищевой промышленности и парфюмерии и может быть использовано в производстве экстрактов эфирных масел пряного и ароматического растительного сырья.

Известна линия производства экстрактов из листового растительного сырья, содержащая последовательно установленные моечную машину, сушильную установку, измельчитель, газожидкостный экстрактор с мешалкой, выполненной в виде закрепленной на валу лопасти, испаритель и сборник экстракта, а также конденсатор, соединенный по газовой фазе с испарителем и по жидкой фазе с газожидкостным экстрактором, и средства подпитки экстрагента.

Недостатками этой линии являются низкая производительность и потеря эфирных масел из-за окисления и выноса с парами в процессе сушки и неполного извлечения из шрота.

В предлагаемой линии производства экстрактов из листового растительного сырья, содержащей последовательно установленные моечную машину, сушильную установку, измельчитель, газожидкостный экстрактор с мешалкой, выполненной в виде закрепленной на валу лопасти, испаритель и сборник экстракта, а также конденсатор, соединенный по газовой фазе с испарителем и по жидкой фазе с газожидкостным экстрактором, и средства подпитки экстрагента, согласно изобретению вал и лопасть мешалки выполнены полыми, а испаритель соединен с конденсатором через сушильную установку и последовательно через полости вала, лопасти мешалки и полость газожидкостного экстрактора.

Это позволяет увеличить производительность и сократить потери эфирных масел за счет сохранения лабильных к окислению эфирных масел, возврата выносимых при сушке масел в экстрактор, а также за счет интенсификации и увеличения глубины экстракции при перемешивании реакционной смеси в экстракторе барботируемой газовой фазой экстрагента и при генерировании колебаний за счет, по меньшей мере, частичной конденсации газовой фазы экстрагента в жидкой.

В предпочтительном варианте лопасть мешалки снабжена сообщенными с ее полостью и расположенными симметрично оси вала соплами.

Это позволяет сократить энергоемкость линии за счет привода мешалки реактивными силами потока газовой фазы экстрагента по принципу бегнерова колеса.

На фиг. 1 изображена предлагаемая линия с одной ветвью соединения испарителя в конденсатором; на фиг. 2 то же с двумя параллельными ветвями; на фиг. 3 газожидкостный экстрактор, разрез; на фиг. 4 разрез А-А на фиг.3.

Линия производства экстрактов из листового растительного сырья содержит соединенные в технологической последовательности моечную машину 1, сушильную установку 2, измельчитель 3, газожидкостный экстрактор 4 с мешалкой 5, испаритель 6, конденсатор 7, сборник 8 экстракта и средства 9 подпитки экстрагента. Мешалка 5 экстрактора 4 выполнена в виде закрепленной на валу 10 лопасти 11, которые выполнены полыми. Лопасть 11 выполнена пористой или перфорированной и/или снабжена соплами 12, установленными симметрично оси вала 10.

Линия работает следующим образом.

Листовое растительное сырье, например пряное в виде петрушки или ароматическое в виде лепестков жасмина, загружают в моечную машину 1 для мытья и удаления механических примесей, затем сушат в установке 2 потоком газообразного или сверхкритического экстрагента, например двуокиси углерода, для удаления излишней влаги и воскоподобного кутикулярного слоя, слаборастворимого в жидком экстрагенте из ряда сжиженных газов, в том числе и в двуокиси углерода. Это позволяет впоследствии увеличить скорость экстракции и глубину извлечения эфирных масел за счет снижения диффузионного сопротивления сырья. Высушенное сырье измельчают до требуемых формы и размера частиц на измельчителе 3 и загружают в газожидкостный экстрактор 4. По сравнению с известной линией на данном этапе сырье имеет более высокое содержание эфирных масел за счет их сохранения без окисления в процессе сушки неагрессивным и нереакционно-способным теплоносителем в виде газовой фазы экстрагента или экстрагента в надкритическом состоянии. Одновременно с сырьем в экстрактор 4 из средств 9 подпитки подают жидкий экстрагент, в данном случае двуокись углерода, в непрерывном потоке, отводя его в виде мисцеллы в испаритель 6, в котором экстрагент выпаривают из экстракта и подают в сушильную установку 2 для удаления излишней влаги и кутикулярного слоя с листового сырья и в полость вала 10 и лопасти 11 мешалки 5. Проходя через полости мешалки 5 в полость экстрактора 4 через поры, перфорацию и/или через сопла 12, газовая фаза экстрагента подвергается адиабатному расширению и барботируется через реакционную смесь, осуществляя ее перемешивание и интенсифицируя массообменные процессы за счет ускорения обновления поверхности контакта фаз и частично, совершая работу и за счет теплообмена с реакционной смесью, конденсируется со схлопыванием кавитационных полостей, что приводит к генерированию в экстракционном объеме акустических колебаний. Это приводит к интенсификации массообменных процессов за счет снижения диффузионного сопротивления и увеличения поверхности контакта фаз при разрушении клеточной структуры сырья и нарушении сплошности клеточных оболочек, а также за счет облегчения диффузии в поле механических колебаний акустических частот.

При наличии сопел 12 их расположение обеспечивает вращение мешалки 5 за счет реактивной силы, создаваемой при адиабатном истечении из сопел 12 газовой фазы экстрагента. Это позволяет исключить необходимость монтажа привода мешалки 5 и снижает энергоемкость линии.

При соединении сушильной установки 2 и полостей вала 10 и лопасти 11 мешалки 5 по газовой фазе экстрагента последовательно частично выносимые в процессе сушки ароматические вещества обрабатываемого сырья конденсируются из газовой фазы в жидкой фазе экстрагента, сохраняясь в составе экстракта, а избыточная газовая фаза из полости экстрактора 4 поступает в конденсатор 7, в котором переводится в жидкое состояние и возвращается в экстрактор 4.

При параллельном соединении тех же элементов по газовой фазе экстрагента избыточная газовая фаза из экстрактора 4 и из сушильной установки 2 отводится в конденсатор 7, в котором переводится в жидкое состояние и возвращается в экстрактор 4 совместно с вынесенными в процессе сушки ароматическими веществами, сохраняемыми в составе экстракта, который непрерывно или периодически выводят из испарителя 6 в сборник 8 экстракта.

После завершения экстракции шрот обработанного сырья удаляют из экстрактора 4, готовят свежую дозу сырья путем мойки в моечной машине 1, сушки в сушильной установке 2, измельчения и придания необходимой формы в измельчителе 3, загружают ее в экстрактор 4, заливают ее экстрагентом из конденсатора 7, дополняют его необратимые потери со шротом и экстрактом из средств 9 подпитки, после чего цикл повторяется.

Таким образом, за счет сушки сырья газовой фазой экстрагента исключается его контакт с кислородом воздуха и окисление лабильных эфирных масел, в процессе сушки удаляется кутикулярный слой сырья, обладающий высоким гидравлическим сопротивлением, выносимые при сушке ароматические вещества возвращаются в состав отделяемого на линии экстракта, в процессе экстракции происходит интенсивное обновление поверхности контакта фаз, ее увеличение и снижение гидравлического и диффузионного сопротивления сырья при разрушении его клеточных структур и оболочек. В итоге предлагаемая линия обладает повышенной производительностью, увеличенным выходом экстрактивных эфирных масел и их сниженными потерями.

Формула изобретения

1. Линия производства экстрактов из листового растительного сырья, содержащая последовательно установленные моечную машину, сушильную установку, измельчитель, газожидкостный экстрактор с мешалкой, выполненной в виде закрепленной на валу лопасти, испаритель и сборник экстракта, конденсатор, соединенный по газовой фазе с испарителем и по жидкой фазе с газожидкостным экстрактором, и средства подпитки экстрагента, отличающаяся тем, что вал и лопасть мешалки выполнены полыми, а испаритель соединен с конденсатором через сушильную установку и последовательно через полости вала, и лопасти мешалки, и полость газожидкостного экстрактора.

2. Линия по п. 1, отличающаяся тем, что лопасть мешалки снабжена сообщенными с ее полостью и расположенными симметрично оси вала соплами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4