Классификация способов экстрагирования.

Все существующие способы экстрагирования классифицируют на статические и динамические.

В статических способах сырье периодически заливают экстрагентом и настаивают определенное время.

В динамических – предусматривается постоянная смена либо экстрагента, либо экстрагента и сырья.

Среди статических и динамических способов экстрагирования выделяют периодические – когда экстрагирование одной или нескольких порций сырья проводится в течение определенного времени, т.е. подача сырья (экстрагента и/или растительного материала) в экстракционные аппараты осуществляется периодически.

К статическим периодическим способам относятся одноступенчатые – мацерация - и многоступенчатые – ремацерация, циркуляция с периодическим сливом (это многоступенчатые прямоточные), а также многоступенчатые противоточные – реперколяция с периодическим сливом по Чулкову.

К динамическим периодическим способам – одноступенчатые – перколяция и многоступенчатые – реперколяция с законченным и незаконченным циклами.

Среди динамическим способов особо выделяют непрерывные (с непрерывной подачей сырья) – прямоточные (экстрагент и материал в одном потоке) и противоточные (активное движение навстречу экстрагента и растительного к материала).

Рассмотрим особенности отдельных способов экстрагирования.

Наиболее простыми способами экстрагирования являются статические и в их числе простейший метод – метод настаивания, мацерации (лат. macerare – вымачивать, намачивать), применяемый при изготовлении экстрактов, настоек. Несколько сложнее ремацерационные методы (неоднократное настаивание), в частности, метод бисмацерации, широко применяемый при производстве густых и сухих экстрактов.

В настоящее время мацерация в этом " классическом" виде не отвечает требованиям интенсификации производства и используется только в редких случаях.

Достоинством этого способа является простота метода и оборудования. Недостатками же служат:

а) неполнота экстракции действующих веществ (менее 90%);
б) большая продолжительность процесса;
в) завышенное содержание балластных веществ в извлечениях (ВМС, пектины, слизи, белки и др.);
г) трудоемкость (двойное прессование, промывка шрота).

Сейчас изыскиваются и внедряются новые формы мацерации с максимальной динамизацией всех видов диффузии. Примерами таких модификаций мацерации являются:

1. вихревая экстракция – турбоэкстрация;
2. экстракция с использованием ультразвука (акустическая);
З. электроимпульсный и другие методы импульсной обработки сырья;
4. центробежная экстракция;
5. дробная мацерация и др.

На выход действующих веществ влияют интенсивность и продолжительность УЗ облучения, температура экстрагента, соотношение сырья и извлечение вести в пределах 40 мин. (большая продолжительность почти не повышает выход действующих веществ, но заметно влияет на их стабильность). Оптимальной частотой является 21-22 КГц. Повышение интенсивности ведет к уменьшению выхода. Рекомендуемая плотность облучения – не более 2-2, 2 вт/cм2. Концентрация твердой фазы – не белее 10%, т.е. 1: 10.

Среди многих факторов интенсификации экстракции ведущими являются скоростные изменения температуры и давления. Изменения этих параметров достигаются с помощью различных Физических и электрофизических приемов импульсного магнитного поля (давление 1x109 Па), термического и механического действия лазерного луча на экстрагент с сырьем (2-3х1022Па), акустического излучения и импульсного электроразряда (до 109Па). Преимущество электрогидравлического эффекта по сравнению с любым из перечисленных методов заключается в большой надежности и воспроизводимости процесса, возможности его автоматизации.

В магнитоимпульсном экстракторе под действием и с частотой изменения электромагнитного поля колеблется подвижная электропроводная мембрана передающая импульсное движение экстрагенту. В результате ее колебательного движения образуется плоский импульс знакопеременного давления, который и способствует экстракции – в экстрагенте возникает кавитация.

Схема магнитоимпульсного аппарата, работающего на разрыв жидкости:
1 - металлический диск; 2 - индуктор; 3 - штанга; 4 - поршень; 5 - рабочая камера.

В магнитоимпульсном аппарате амплитудные колебания передаются через диск 1, лежащий на индикаторе 2, соединенном с помощью прочной штанги 3 с поршнем 4. Поршень движется в рабочей камере экстрактора, наполненного под нижнюю плоскость поршня экстрагентом (" зеркало" в перколяторе). При подаче импульса в индикатор наведенное электромагнитное поле выталкивает диск 1, который через штангу 3 поднимает поршня. Происходит множественный разрыв жидкой среды, повторяющиеся с частотой подачи электроимпульса в катушку индикатора.

К физическим способам воздействия на процесс экстракции можно отнести и импульсную обработку лекарственного сырья, в частности электроимпульсный метод экстракции.

Устройство электроплазмолизатора импульсного.

При пробое жидкости специально сформированным высоковольтным импульсным разрядом в её толще возникают сверхвысокие ударные гидравлические давления порядка 1х10(8)-1х10(10) атм., и мощные кавитационные процессы. Этот метод позволяет создавать мощные гидравлические удары с заданной частотой – от долей Гц до нескольких десятков кГц. Продолжительность каждого удара – несколько сотых 50-100 мкс долей секунды КПД преобразования электроэнергии в этих установках более 90%.

Этот метод перспективен, хотя и не лишен таких недостатков, как возможность механокрекинга молекул, большая шумность за счет гидравлических ударов при пробое, себестоимость продукта выше, чем в случае метода мацерации.

Центробежная экстракция.

Осуществляется с использованием фильтрующей центрифуги. За счет центробежных сил первичный сок уделяется из клеточного материала, на его место подается свежий экстрагент, который вновь удаляется из материала. Экстрагент циркулирует до насыщения, а затем заменяется новым.

Метод обеспечивает значительное ускорение экстракции; предложен проф. Ольшевским (Вроцлавская мед. академия, Польша, 1959).

При электроимпульсном способе интенсификации экстракции колебательное движение жидкости получается при создании в ней высоковольтного разряда и выделения мощного электромагнитного излучения в очень короткие промежутки времени. Высокое значение мгновенной мощности, которая выделяется в импульсном электрическом пробое жидкости при разряде конденсатора создает электрогидравлический эффект в десятки тысяч атмосфер и перемещение жидкости со скоростью сотен метров в секунду создается микровзрыв.

Аналогично электрогидравлическому эффекту сильные гидравлические волны возникают внутри жидкости при поглощении ею светового луча квантового генератора (лазера). При этом отмечается разрыв клеток сырья, вызванный возникновением избыточного давления в ударной волне – порядка миллиона атмосфер. Эффект проявляется в еще более короткие промежутки времени, чем при электрическом разряде, что обусловлено малой длительностью светового импульса, несущего заряд энергии большой мощности.

⇐ Предыдущая12131415161718192021Следующая ⇒

Поделиться: