Колонный свч-экстрактор

Авторы патента:

Овсянников Виталий Юрьевич (RU)

Лобачева Наталья Николаевна (RU)

Торопцев Василий Владимирович (RU)

Трунов Сергей Алексеевич (RU)

Лобачева Мария Александровна (RU)

C11B1/10 - экстракцией

Владельцы патента RU 2766006:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный университет инженерных технологий» (ФГБОУ ВО «ВГУИТ») (RU)

Изобретение относится к пищевой, химической, парфюмерной промышленности. Колонный СВЧ-экстрактор, характеризующийся тем, что содержит металлическую цилиндрическую камеру, состоящую из отдельных секций, установленных по высоте, каждая секция оснащена теплообменной рубашкой, в которую подаётся теплоноситель, и поясом магнетронов, обеспечивающих воздействие электромагнитного СВЧ-поля, каждый магнетрон закрыт защитным кожухом, перепускные коллекторы, обеспечивающие перенос теплоносителя из одной секции экстрактора в другую, внутри металлической цилиндрической камеры размещен непрерывно вращающийся вертикальный вал с закрепленными на нем перфорированными диэлектрическими пластинами ротора, обеспечивающего перемещение смеси обрабатываемого сырья и экстрагента по круговой траектории, дно металлической цилиндрической камеры экстрактора имеет перегрузочные окна, служащие для перемещения смеси исходного сырья и экстрагента между соседними секциями и для подачи смеси на разделение механическим путем с помощью шнека с переменным шагом витков расположенный в перфорированном корпусе, оснащенным рубашкой и патрубком для отвода экстракта. Изобретение позволяет интенсифицировать процесс экстрагирования, повысить производительность за счет ускорения процесса растворение экстрагента в исходном сырье путем разрушения его структуры и интенсификации перемешивания исходного сырья и экстрагента, а также возможности механического разделения экстрагента и отработанного шрота. 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для осуществления процесса экстрагирования под воздействием электромагнитного поля сверхвысокой частоты (СВЧ), и может быть использовано в пищевой, химической, парфюмерной промышленности для получения композиций и чистых экстрактов из сырья растительного и животного происхождения.

Наиболее близким по своей сущности и взятым за прототип является промышленный СВЧ экстрактор (Описание полезной модели к патенту RU 63357 U1, МПК С11В 1/10, заявлено 27.12.2006, опубликовано 27.05.2007), содержащий металлическую цилиндрическую камеру, изготовленную из нержавеющей, стали. К цилиндру приварено дно из того же материала. Камера имеет в верхней части фланец, на который накладывается крышка. На крышке камеры закреплен привод, ось которого проходит в камеру и своим вилкобразным устройством входит в зацепление с крестовиной. Контейнер изготовлен из диэлектрических нитей и имеет вид мешка, в который загружается свежее сырье. В верхней части металлической камеры имеются два фланца в одном из них расположена термопара, другой фланец может быть использован для откачки камеры если процесс экстракции необходимо проводить при более низкой температуре. Всё устройство экстрактора крепится вертикально на полу с помощью опор.

Недостатком известного экстрактора являются периодичность проведения процесса извлечения целевых компонентов, отсутствие перемешивания сырья, интенсифицирующего процесс, невозможность использования в аппарате экстрагента и регулирования температурного режима процесса экстрагирования, а также отсутствие механического разделения экстракта и отработанного шрота.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в интенсификации процесса экстрагирования, повышении производительности за счет ускорения процесса растворение экстрагента в исходном сырье путем разрушения его структуры и интенсификации перемешивания исходного сырья и экстрагента, а также возможности механического разделения экстрагента и отработанного шрота.

Технический результат достигается тем что в колонном СВЧ экстракторе, включающем металлическую камеру, с источниками СВЧ-энергии, новым является то, что корпус экстрактора разделен на отдельные секции, оснащенные теплообменной рубашкой, ротор выполнен из перфорированных пластин, разделяющих полость секций на отдельные ячейки, обеспечивающие возможность направленного воздействия теплового и электромагнитного поля СВЧ на обрабатываемое сырье и оснащен шнеком, с переменным шагом, располагаемым в перфорированном корпусе с рубашкой.

На фиг. 1 представлен общий вид колонного СВЧ экстрактора. На фиг. 2 представлено сечение А-А на общем виде. На фиг. 3 представлено сечение Б-Б на общем виде.

Экстрактор содержит металлическую цилиндрическую камеру 1 состоящую из отдельных секций, установленных по высоте. Каждая секция оснащена теплообменной рубашкой 2, в которую подаётся теплоноситель и поясом магнетронов 3, обеспечивающих воздействие электромагнитного СВЧ поля через окна 5, выполненные из диэлектрического материала на смесь сырья и экстрагента. Каждый магнетрон закрыт защитным кожухом 4, предотвращающем распространение излучения в окружающее пространство.

Перепускные коллекторы 6 обеспечивают перенос теплоносителя из одной секции экстрактора в другую.

Внутри металлической цилиндрической камеры размещен непрерывно вращающийся вертикальный вал 7 с закрепленными на нем перфорированными диэлектрическими пластинами 8 ротора, обеспечивающего перемещение смеси обрабатываемого сырья и экстрагента по круговой траектории.

Фланцы 9, разделяющие соседние секции экстрактора друг от друга, имеют перегрузочные окна 24, предназначенные для перемещения смеси исходного сырья и экстрагента из верхней секции в нижнюю.

Патрубок 10 предназначен для подачи в колонный СВЧ экстрактор теплоносителя для подогрева смеси исходного сырья и экстрагента. Для удаления отработанного теплоносителя из теплообменной рубашки экстрактора предназначен патрубок 16.

Для подачи экстрагента в колонный СВЧ экстрактор предусмотрен патрубок 11, а для загрузки исходного сырья в цилиндрическую камеру 1 предназначен шлюзовый питатель 12, смонтированный на крышке 15.

Привод 13, закрепленный на крышке 15, приводит во вращение вертикальный вал 7 экстрактора. Он состоит из электродвигателя и редуктора.

Крышка 15 экстрактора оснащена штуцером 14 для отвода паров и газов, выделяющихся при экстрагировании. Штуцер 14 также может быть использован для подключения к вакуумной магистрали, в случае если процесс экстрагирования необходимо осуществлять под вакуумом.

Дно 17 цилиндрической камеры 1 экстрактора имеет перегрузочные окна 24, служащие для перемещения смеси исходного сырья и экстрагента между соседними секциями и для подачи смеси на разделение механическим путем. Для этого предназначен шнек 18 с переменным шагом витков расположенный в перфорированном корпусе 19, оснащенным рубашкой 20 и патрубком 21 для отвода экстракта, а также насадкой 22 для вывода шрота.

Для монтажа экстрактора предназначены опоры 23.

Колонный СВЧ экстрактор работает следующим образом. При включённом приводе 13 вертикального вала 7, обеспечивающем вращение ротора, выполненного из перфорированных диэлектрических пластин по часовой стрелке исходное сырье шлюзовым питателем 12 подаётся в верхнюю цилиндрическую камеру 1. Одновременно туда же заливается экстрагент по патрубку 10.

Энергия теплоносителя и СВЧ обеспечат температурное воздействие на обрабатываемое сырье, создавая благоприятные условия я для его пропитки экстрагентом и диффузии растворимых веществ из внутриклеточной структуры к поверхности частицы и массе экстрагента.

Перемещаясь по круговой траектории, исходное сырье и экстрагент под воздействием перфорированных диэлектрических пластин 8 ротора перемещаются в объёме секции по направлению к перегрузочному окну 24 связывающему верхнюю секцию с нижней и перемещаются в нижнюю секцию цилиндрической камеры 1. В итоге осуществляется направленное движение смеси сырья и экстрагента по круговой траектории в пределах секции и перегрузка смеси из верхней секции цилиндрической камеры 1 в нижнюю.

Известно, что эффективным способом создания условий при которых происходит интенсификация разрушения диффузионного слоя на поверхности частиц исходного сырья является обеспечение передвижения экстрагента относительно сырья путём их перемешивания в ходе процесса экстрагирования. Для этого в колонном СВЧ экстракторе предусмотрены отверстия в диэлектрических пластинах 8 ротора обеспечивающие направленное движение потоков экстрагента, омывающего частицы исходного сырья, что позволяет интенсифицировать перенос растворимых веществ от поверхности твердых частиц сырья в жидкую фазу экстрагента.

Электромагнитное СВЧ воздействие обеспечивает при этом частичное разрушение клеточный оболочек, диффундирование растворённых веществ к поверхности частиц под действием градиентов температуры и влагосодержания.

После экстрагирования смесь сырья и экстрагента поступает на механическое разделение посредством шнека 18 с переменным шагом витков, раположенного в перфорированном корпусе 19 с рубашкой 20, где осуществляется разделение экстракта и шрота прессованием. Ступенчатое выполнение шнека 17 обеспечивает создание необходимого давления прессования для отделения жидкой фазы экстракта от шрота, отводимого через насадку 22. При этом экстракт отводится из рубашки 20 перфорированного корпуса 19 по патрубку 21 отвода экстракта.

В случае экстрагирования сырья без присутствия экстрагента, исходное сырье шлюзовом питателем 12 загружается в цилиндрическую камеру 1 экстрактора с вращающимся вертикальным валом 7 на котором размещены перфорированные диэлектрические пластины ротора, последовательно перемещается ими из верхних секций экстрактора в нижние, через перегрузочные окна 24, после чего попадает в перфорированный корпус 19, где под воздействием шнека 18 с переменным шагом осуществляется разделение экстракта от шрота.

В колонном экстракторе предусмотрена также реализация осциллирующего режима экстрагирования за счет попеременного включения в работу поясов магнетронов соответствующих чередующихся секций.

Колонный СВЧ-экстрактор, характеризующийся тем, что содержит металлическую цилиндрическую камеру, состоящую из отдельных секций, установленных по высоте, каждая секция оснащена теплообменной рубашкой, в которую подаётся теплоноситель, и поясом магнетронов, обеспечивающих воздействие электромагнитного СВЧ-поля, каждый магнетрон закрыт защитным кожухом, перепускные коллекторы, обеспечивающие перенос теплоносителя из одной секции экстрактора в другую, внутри металлической цилиндрической камеры размещен непрерывно вращающийся вертикальный вал с закрепленными на нем перфорированными диэлектрическими пластинами ротора, обеспечивающего перемещение смеси обрабатываемого сырья и экстрагента по круговой траектории, дно металлической цилиндрической камеры экстрактора имеет перегрузочные окна, служащие для перемещения смеси исходного сырья и экстрагента между соседними секциями и для подачи смеси на разделение механическим путем с помощью шнека с переменным шагом витков, расположенным в перфорированном корпусе, оснащенном рубашкой и патрубком для отвода экстракта.

Изобретение относится к области сельского хозяйства и пищевой промышленности. Предложена центробежная рушка для масличных семян, состоящая из вертикального цилиндрического корпуса, внутри которого установлены кольцевая дека в виде усеченного конуса и роторное устройство с радиальными лопатками, соединенные конусным распределителем с роторным валом, загрузочный бункер с подвижным конусным распределителем на вертикальной штанге, а также патрубок для отвода рушанки и привод.

Способ переработки высокобелкового растительного сырья // 2761654

Изобретение относится к пищевой и масложировой промышленности. Способ переработки шрота из высокобелкового масличного сырья включает следующие стадии: а) шрот с остаточной масличностью не более 1% смешивают с водой или водно-щелочным или водно-солевым раствором, имеющим рН 6,5-10, при массовом соотношении воды или водно-щелочного или водно-солевого раствора и шрота от 4:1 до 25:1 с получением суспензии, b) затем полученную суспензию выдерживают в емкости в течение 5-90 минут при температуре 30-60°С, при этом во время выдержки в емкости суспензию перемешивают с помощью мешалки и осуществляют рециркуляцию суспензии, выходящей через клапан, размещенный в дне емкости, с помощью насоса под давлением обратно в емкость, c) затем суспензию разделяют на белковый экстракт и нерастворимый остаток, далее полученный белковый экстракт направляют на дальнейшую переработку, которая заключается в том, что либо из белкового экстракта удаляют влагу с получением белковой пасты, либо в белковый экстракт добавляют раствор для осаждения белка и затем указанный белковый экстракт разделяют на белковую пасту и сыворотку; полученную сыворотку разделяют на остаточный белок, воду и концентрированную сыворотку, затем полученный остаточный белок добавляют к белковой пасте.

Средства отделения масел при получении биопродуктов // 2760772

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ отделения масла из технологических потоков при получении биопродукта из зерна, включающий добавление системы технологической добавки в технологический поток в процессе получения биопродукта из зерна, где система технологической добавки включает по меньшей мере одно первое неионное поверхностно-активное вещество (ПАВ) и по меньшей мере одно второе неионное ПАВ, где первое неионное ПАВ включает сорбитан моноолеат ПОЭ (20) и второе неионное ПАВ включает алкоксилированный триглицерид, и где система технологической добавки включает первое неионное ПАВ в количестве по меньшей мере 3% в расчете на общую массу системы технологической добавки и второе неионное ПАВ в количестве по меньшей мере 3% в расчете на общую массу системы технологической добавки, и где массовое отношение первого неионного ПАВ ко второму неионному ПАВ составляет от 1:3 до 3:1.

Способ выделения липидов из содержащей липиды биомассы с помощью гидрофобного диоксида кремния // 2760575

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ выделения содержащего ПНЖК липида из содержащей липиды биомассы, содержащей клетки микроорганизмов типа Stramanopiles, семейства Thraustochytrids, рода Schizochytrium, включающий следующие стадии: a) получение суспензии биомассы, где содержащиеся в биомассе клетки включают в среднем не менее 10 мас.% липидов; b) добавление к суспензии гидрофобного диоксида кремния до обеспечения конечной концентрации, составляющей от 0,005 до 0,25 мас.% гидрофобного диоксида кремния; c) нагревание полученной таким образом суспензии до температуры, равной от 50 до 100°С, и инкубирование суспензии в течение от 20 мин до 30 ч; d) отделение содержащей масло легкой фазы от содержащей воду, соли, остатки клеток и оставшееся масло водной фазы.

Способ выделения липидов из липидсодержащей биомассы // 2744913

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ выделения липида, содержащего полиненасыщенные жирные кислоты (PUFA), из биомассы, предусматривающий следующие стадии: a) обеспечение суспензии биомассы, содержащей клетки, которые содержат липид, содержащий PUFA; b) необязательно лизирование клеток биомассы; c) концентрирование суспензии до общего содержания сухого вещества (TDM), составляющего от 20 до 60 вес.%, если суспензия имеет более низкое содержание TDM; d) регулирование температуры в суспензии от 20 до 100°C; e) поддержание температуры в диапазоне, указанном в (d), в течение периода от 1 до 36 часов при добавлении всего от 7,5 до 25 моль эквивалента основания к 10 кг всего сухого вещества, содержащегося в суспензии; f) необязательно нейтрализацию деэмульгированной композиции, полученной согласно стадии (e), если она характеризуется значением pH, выходящим за пределы диапазона от 5,5 до 8.5; g) отделение липидов в форме маслосодержащей легкой фазы.

Способы получения промышленных продуктов из растительных липидов // 2743384

Изобретение относится к биотехнологии и представляет собой способ получения нефтепродукта, включающий стадии:(i) обработки в реакторе композиции, содержащей (a) вегетативные части растения, сухая масса которых составляет по меньшей мере 2 г и в которых общее содержание неполярных липидов составляет по меньшей мере 5% масс., в пересчете на сухую массу,(b) растворитель, который содержит воду, спирт или и то, и другое, и (c) необязательно катализатор, причем обработка включает нагревание композиции при температуре от около 270°C до около 400°C и давлении от 70 до 350 бар на протяжении периода от 1 до 120 минут в окислительной, восстановительной или инертной среде,(ii) извлечение нефтепродукта из реактора с выходом по меньшей мере 35% масс., в пересчете на сухую массу вегетативных частей растения, с получением таким образом нефтепродукта, где нефтепродукт является углеводородным продуктом, включающим эфиры жирных кислот, один или несколько алканов, один или несколько алкенов или комбинацию любых двух или нескольких из них.

Способ получения функционального продукта из мидии mytilus galloprovincialis // 2743060

Изобретение относится к биологически активным добавкам. Способ получения функционального продукта из мидии Mytilus galloprovincialis, включающий температурную стимуляцию нереста мидий; получение половых продуктов; искусственное оплодотворение, исключающее полиспермию; получение оплодотворенных яйцеклеток; разделение бластомеров в морской воде с соленостью на отдельные клетки раствором лимоннокислого натрия при его концентрации в морской воде 0,1 М; отбор бластомеров.

Способ получения масляной композиции, обогащенной полиненасыщенными жирными кислотами и каротиноидами из мидии m. galloprovincialis // 2743019

Изобретение относится к масложировой промышленности и к получению биологически активных добавок. Способ получения масляной композиции, обогащенной полиненасыщенными жирными кислотами и каротиноидами из мидии М.

Способ экстракции эфирных масел из растительного сырья // 2739603

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности. Способ экстракции эфирных масел из растительного сырья характеризуется тем, что измельченное сырье предварительно замачивают в полярном органическом растворителе абсолютированном изопропиловом спирте, отделяют осадок фильтрованием, жидкий экстракт подвергают разделению электролитом путем добавления к жидкому экстракту при перемешивании водного 20%-ного раствора хлорида натрия, после перемешивания в течение 5-7 мин, жидкость разделяют на 2 слоя, нижний слой представляет собой раствор изопропропилового спирта и хлорида натрия в воде, а верхний слой представляет собой концентрированный раствор извлеченных компонентов в изопропиловом спирте, нижний слой направляют на регенерацию изопропропилового спирта и выделение хлорида натрия, процесс обработки электролитом верхнего слоя жидкого экстракта осуществляют в несколько ступеней с объединением концентратов, полученных на каждой из предыдущей ступени с окончательной 2-3 кратной промывкой дистиллированной водой концентрата извлеченных компонентов и получением целевого продукта эфирных масел.

Способ получения жирного масла и воска из косточек винограда сверхкритической флюидной экстракцией диоксидом углерода (варианты) // 2732920

Изобретение относится к масложировой промышленности. Способ получения масла из косточек винограда, включающий очистку косточек от примесей, измельчение и обработку сверхкритическим диоксидом углерода при повышенных давлениях и температурах, а для получения высококачественного нерафинированного виноградного масла с высоким выходом экстракции подвергают измельченные до фракции 0.25-0.45 мм косточки винограда под давлением диоксида углерода 350 атм, температуре 40-50°С, скорости потока флюида 50 г/мин и продолжительности экстракции 60 мин.