Установка для газожидкостной экстракции растительного сырья

 

Сущность изобретения: установка содержит соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур, по меньшей мере, один экстрактор, испаритель, и по меньшей мере, одну буферную емкость, а также, по меньшей мере, один соединенный с испарителем сборных экстракта и средства подпитки экстрагентов. Каждый экстрактор снабжен кассетой для загрузки сырья, в которой, по меньшей мере по одной концентричной окружности размещены с постоянным окружным шагом дренажные трубки с перфорированными стенками и заглушенным верхним концом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для экстракции растительного сырья сжиженными газами.

Известна установка для газожидкостной экстракции растительного сырья, содержащая соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур по меньшей мере один экстрактор, испаритель, конденсатор и по меньшей мере одну буферную емкость, а также по меньшей мере один соединенный с испарителем сборник экстракта и источник подпитки экстрагентов (патент N 2006243, кл. B 01 D 11/02, 1994).

Недостатком этой установки является неравномерная обработка сырья, снижающая выход экстрактивных веществ.

Техническим результатом изобретения является повышение равномерности обработки сырья и увеличение выхода экстрактивных веществ.

Результат достигается тем, что в установке для газожидкостной экстракции растительного сырья, содержащей соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур по меньшей мере один экстрактор, испаритель, конденсатор и по меньшей мере одну буферную емкость, а также по меньшей мере один соединенный с испарителем сборник экстракта и источник подпитки экстрагентов, согласно изобретению каждый экстрактор снабжен кассетной для разгрузки сырья, в которой по меньшей мере по одной концентричной окружности размещены с постоянным окружным шагом дренажные трубки с перфорированными стенками и заглушенным верхним концом.

Это позволяет повысить равномерность обработки сырья за счет облегчения проникновения экстрагента в осевую область, что позволяет повысить выход экстрактивных веществ.

В предпочтительном варианте кассета снабжена дополнительной соосной дренажной трубкой.

Это позволяет обеспечить наиболее равномерную обработку сырья.

На фиг. 2 изображена схема установки; на фиг. 2 экстрактор, продольный разрез; на фиг. 3 то же, поперечный разрез.

Установка для газожидкостной экстракции растительного сырья содержит соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур, например три, экстрактора 1, испаритель 2, конденсатор 3 и, например, три буферные емкости 4, а также, например, один сборник 5 экстракта, соединенный с испарителем 2, и например одну емкость 6 подпитки экстрагента. Каждый экстрактор 1 снабжен кассетой 7 для загрузки сырья, в которой, например, по одной концентричной окружности размещены с постоянным окружным шагом дренажные трубки 8 с перфорированными стенками и заглушенным верхним концом. Кассета 7 может быть снабжена в предпочтительном варианте соосной дренажной трубкой 8.

Установка работает следующим образом.

Растительное сырье загружают в кассеты 7 и размещают их в экстракторах 1. Из емкости подпитки экстрагента 6 заполняют буферные емкости 4 экстрагентом, в данном случае одинаковым. Варьируя запорной арматурой на магистралях замкнутого контура организуют экстрагирование растительного сырья настаиванием или в непрерывном потоке экстрагента, осуществляя его подачу из буферных емкостей 4 в один или несколько экстракторов 1. Существует возможность организации подачи газовой фазы экстрагента из испарителя 2 в один или несколько экстракторов 1 для их конденсации в экстракционном объеме с созданием поля ультразвуковых колебаний в экстракционной смеси, а также в конденсатор 3 для ожижения и возврата в цикл. Отбираемая постоянно или периодически мисцелла из экстракторов 1 поступает в испаритель 2, в котором экстрагент отделяется от экстрактивных веществ и в газовой фазе поступает в конденсатор 3 и/или в экстракторы 1. Из конденсатора 3 жидкий экстрагент возвращается в соответствующие буферные емкости 4. Экстракт из испарителя 2 поступает в сборник 5.

Сжиженные газы, обладающие высокой текучестью, в экстракторах 1, снабженных кассетами 7 с набором дренажных трубок 8, выбирая пути наименьшего сопротивления, стекают не только вдоль стенок кассет 7, но и проходят из нижней части экстракторов 1 в осевые слои сырья по дренажным трубкам 8 в случае экстрагирования настаиванием, или из верхних, периферийных и осевых слоев поступают в дренажные трубки 8, по которым движутся в нижнюю часть экстрактора при экстрагировании в непрерывном потоке.

В случае подачи газовой фазы экстрагента для генерирования в экстракционной смеси ультразвуковых колебаний она по аналогичным причинам поступает не только в периферийные области экстракторов 1, и в полости дренажных трубок 8. В таких условиях распределение газовой фазы обеспечивает более равномерное по объему экстракционной смеси схлопывание кавитационных полостей, что гарантирует более равномерное разрушение клеточной структуры сырья по сечению экстрактора и соответственно наиболее полное извлечение экстрактивных веществ.

Наличие нескольких экстракторов 1 позволяет осуществлять загрузку сырья в кассеты 7 попеременно в разных экстракторах 1, не прерывая экстрагирования в остальных экстракторах 1.

В случае необходимости обработки сырья несколькими экстрагентами, например, гидрофильным и гидрофобным, в частности аммиаком и двуокисью углерода, установка (фиг. 1) снабжается дополнительной емкостью 6 для второго экстрагента. В этом случае варьируя запорной арматурой экстрагирование в каждом экстракторе 1 осуществляют экстрагентами попеременно при их подаче из разных буферных емкостей 4. В этом же случае экстракт может быть разделен на фракции, например гидрофильную и гидрофобную, при снабжении установки дополнительным сборником 5.

При загрузке-выгрузке сырья из кассет 7 необратимые потери экстрагента со шротом компенсируются из емкостей 6 подпитки путем подачи его дополнительного количества в соответствующие буферные емкости 4.

Благодаря более равномерному распределению потоков экстрагента в жидкой фазе и более равномерной ультразвуковой обработке сырья при конденсации газовой фазы экстрагента в экстракционном объеме, осевые слои сырья отдают экстрактивные вещества практически с той же скоростью, что и периферийные. В этом случае не происходит перераспределения экстрактивных веществ между слоями сырья при увеличении времени экстрагирования и исключается сохранение экстрактивных веществ в осевых слоях сырья при завершении экстрагирования на стадии истощения периферийных слоев.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет повысить равномерность обработки сырья и выход экстрактивных веществ.

Формула изобретения

1. Установка для газожидкостной экстракции растительного сырья, содержащая соединенные магистралями с запорной арматурой в замкнутый контур, один экстрактор, испаритель, конденсатор и одну буферную емкость, а также один соединенный с испарителем сборник экстракта и источник подпитки экстрагентов, отличающаяся тем, что каждый экстрактор снабжен кассетой для загрузки сырья, в которой по одной концентричной окружности размещены с постоянным окружным шагом дренажные трубки с перфорированными стенками и заглушенным верхним концом.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что кассета снабжена дополнительной соосной дренажной трубкой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3