Противоточное экстрагирование

Метод заключается в многоступенчатом продвижении экстрагента с более истощенного на менее истощенное сырье до насыщения экстрактивными веществами. В промышленности противоточное экстрагирование проводится различными способами: в батарее экстракторов, когда сырье находится в неподвижном состоянии, а движется только экстрагент; в экстракторах непрерывного действия, диффузорах, где сырье и экстрагент движутся навстречу друг другу.

Экстрагирование в батарее экстракторов. Процесс происходит таким образом, что в каждом экстракторе сырье настаивается определенное время, в первом - с чистым экстрагентом, в последующих - с вытяжками, полученными из предыдущих экстракторов. Батарея экстракторов связана между собой с помощью штуцеров и трубопроводов, является коммуницированной. Получается замкнутая система, позволяющая подавать экстрагент и получать вытяжку из любого экстрактора. Этот метод используется на крупных заводах, которые выпускают продукцию одного наименования в больших количествах. Батарея монтируется из 4-5 и одного запасного экстрактора для обеспечения ее непрерывной работы, которая может продолжаться длительное время. Число экстракторов в батарее и скорость движения экстрагента должны обеспечить возможность его полного насыщения к моменту получения готовой вытяжки из последнего экстрактора и полного истощения сырья в первом. Принцип противоточного экстрагирования в батарее экстракторов можно проследить на рис. 14.3.

Чистый экстрагент непрерывно подается на сырье в первый экстрактор. В момент получения готового продукта из последнего экстрактора (V) первый отключают и загружают запасной (VI). Чистый экстрагент подается на сырье во втором экстракторе, который становится первым, а готовый продукт получают из запасного экстрактора, который становится последним. Таким образом, готовый продукт получают с менее истощенного сырья. Во всей батарее поддерживается значительная разность концентраций. Метод позволяет истощить сырье в каждом экстракторе максимально.

Экстрагирование в экстракторах непрерывного действия (активный противоток). Растительный материал при помощи транспортных устройств: шнеков, ковшей, дисков, скребков или пружинно-лопастных механизмов перемещается навстречу движущемуся экстрагенту. Сырье, непрерывно поступающее в экстракционный аппарат, встречает на своем пути экстрагент, насыщенный экстрактивными веществами, и по мере продвижения внутри аппарата истощается. На получение концентрированной вытяжки затрачивается от 20 мин до 2 ч.

Рис. 14.3. Батарея перколяторов (схема)

Рис. 14.4. Устройство экстрактора дискового.

1- две трубы; 2 - вращающиеся звездочки; 3 - трос с перфорированными дисками; 4 - патрубок для ввода экстрагента;

5 - бункер; 6 - патрубок для вывода готового продукта, 7 - сборник

Экстрагирование проводится в экстракторах различной конструкции: дисковом (рис. 14.4), пружинно-лопастном (рис. 14.5), шнековом (рис. 14.6) и др. Дисковый экстракционный аппарат цепного типа состоит из двух труб, расположенных под углом 30° и соединенных между собой камерой с вращающимся устройством. В трубах аппарата движется трос, с насаженными на нем на расстоянии 120 мм перфорированными дисками диаметром 100 мм. Экстрактор заполняется экстрагентом через патрубок с правой стороны. Слева из питателя на диски движущегося троса равномерно подается сырье. Скорость движения троса рассчитывается таким образом, чтобы за один оборот его в аппарате достичь максимального истощения материала. Готовая вытяжка вытекает из патрубка, расположенного под питателем слева, а шрот смывается с дисков при выходе из трубы в камере верхней части аппарата и собирается в сборник для отработанного сырья.

Пружинно-лопастной экстрактор непрерывного действия состоит из корпуса, разделенного на секции. В каждой секции на валу укреплен барабан с двумя дугообразными пружинными лопастями. Под дном аппарата расположен обогреватель. Сырье из бункера с помощью дозатора подается в начальную секцию аппарата, а экстрагент через трубу - в конечную секцию. Сырье при помощи лопастей медленно погружается в экстрагент и постепенно передается дальше в следующую секцию, при этом оно прижимается к стенке аппарата и слегка отжимается. Готовую вытяжку получают из первой секции. Выгрузка шрота осуществляется транспортером - в конце экстрактора. Процесс экстрагирования можно проводить в широком диапазоне температур.

Шнековый вертикальный экстрактор представляет собой аппарат, работающий по принципу противотока, в корпусе которого имеются два вертикальных и один горизонтальный шнеки для перевода сырья с одного вертикального шнека на другой.

Ускоренная дробная мацерация по принципу противотока (по ЦЛНИИ)1 Противоточное экстрагирование в модификации ЦАНИИ дает возможность значительно сократить время на выпуск готовой продукции.

Растительный материал в сухом виде загружают поровну в три экстрактора. Экстрагент подают в первый экстрактор «до зеркала» и настаивают в течение 2 ч. Полученную вытяжку переносят на сырье во второй экстрактор, одновременно в первый снова заливают чистый экстрагент «до зеркала». Сырье в обоих экстракторах настаивают 2 ч, после этого вытяжку из второго экстрактора переносят на сырье в третий, а из первого - на сырье во второй экстрактор. Ь первый экстрактор заливают весь оставшийся экстрагент. Загруженные экстракторы оставляют для настаивания сырья на 24 ч. Затем из третьего экстрактора получают первый слив готового продукта. Вытяжку из второго экстрактора переносят на сырье в третий, сливом из первого - заливают сырье во втором экстракторе. Оба экстрактора оставляют на 2 ч для настаивания сырья. В это время первый экстрактор отключают, сырье выгружают и отжимают. Через 2 ч из третьего экстрактора получают второй слив готового продукта. Вытяжкой из второго экстрактора заливают сырье в третьем, второй экстрактор разгружают, сырье отжимают. После двухчасового настаивания из третьего экстрактора получают третью порцию готового продукта, сырье выгружают и отжимают. Все сливы и отжимы объединяют.

Рис. 14.5. Устройство экстрактора пружинно-лопастного.

1 - корпус; 2 - секции; 3 - барабан; 4 - пружинные лопасти; 5 - камера для обогрева; 6 - камера для сбора извлечения; 7- бункер для ввода сырья; 8-дозатор.

Рис. 14.6. Устройство экстрактора шнекового.

Объяснение в тексте.