Экстракторы

Краткое сообщение о предлагаемых аппаратах и технологиях по переработке растительного сырья

 

Предлагаем Вашему вниманию аппараты диффузионного принципа действия нового поколения. На базе этих экстракторов разработана технологии переработки растительного сырья. Данные экстракторы легко вписываются в существующие производства, позволяют проводить их реконструкцию с минимальными затратами.

Такие заключения базируются на экспериментальных материалах полученных при исследовании процесса получения сока сахарной свеклы на лабораторной установке объёмом 500мл и экспериментальном аппарате - объёмом 150 литров. На аппаратах этого класса проводили экстрагирование лузги гречихи в экстракторах объёмом 6м3, получали спиртованные морсы клюквы, сливы, вишни в аппаратах объёмом 2м3, вытяжку трав проводили в экстракторах объёмом 1,0м3, экстракт расторопши пятнистой получали на оборудовании объёмом 0,5м3. Масштабного перехода от аппарата объёмом 0,5дм3 к 6м3 не было замечено.

На лабораторной установке объёмом 500мл перерабатывали сахарную свеклу и сахарный тростник измельчённые в виде опилок до размеров 1-5 мм. Получены следующие результаты: за время экстракции в 10-15 минут концентрация сахара в соке свеклы достигала 19-21% от сухих веществ при 95 – 98% доброкачественности сока. Сок из сахарного тростника получали на выходе из экстрактора с концентрацией 9-11% желтоватого цвета за время экстрагирования 10-20минут. Экстрагирование и свеклы и сахарного тростника проводили водой при температуре 20—220С.

На экспериментальной установке объёмом 150 литров проводили исследования по экстрагированию сахарной свеклы измельченной на промышленной свеклорезке в виде стружки толщиной от 0,6 до 4-5мм. Стружку перед загрузкой в аппарат предварительно ошпаривали в течение 5-8 минут. Экстракцию вели артезианской водой при температуре около 200С. Получили следующие результаты: концентрация сахара в соке, вытекающем из экстрактора, была от 12 до 16% при сахаре в свекле, по данным заводской лаборатории, 16,4%. Доброкачественность сока колебалась от 83 до 90%. Цвет сока серо-желтый. Низкая доброкачественность на заводском сырье вызывалась большим содержанием минеральных компонентов поступавших со стружкой.

Принципиальная схема лабораторной и экспериментальной установок получения сока из сахарной свеклы и сахарного тростника изображена на рис.1. Установка состоит из экстрактора, распределительного устройства и компрессора. Экстракт (диффузный сок) отправляется на очистку и концентрирование, а отработанное сырьё (обессахаренная стружка “жом”) – в отвал.

В принципиальной схеме, представленной на рисунке 1, оригинальным аппаратом, аппаратом собственной разработки, является экстрактор. Остальное оборудование комплектуется из имеющихся на рынке аппаратов, механизмов и устройств.

На рис.2 представлен один из вариантов аппарата для экстрагирования растительного сырья. Аппарат состоит из полых колонн 1 и 2, объединенных корпусом 3 с U-образным днищем, патрубков 5 и 4 подачи и слива жидкости, загрузочного 6 и выгрузочного 7 устройств для твердой фазы, крышки 8, и патрубка 9 для подключения распределительного устройства с источником давления.

Сахароза не высолаживается из клетки свеклы, пока не пройдет денатурация белков её протоплазмы. Протоплазма сахарной свеклы разрушается нагреванием её до температуры 65-700С или путем замораживания. Схема принципа работы экстрактора представлена на рис.3. В экстракторе реализована схема противоточного движения твердой и жидкой фаз, чем поддерживается максимальный перепад концентраций веществ в сырье и экстрагенте, что является основной движущей силой диффузионного процесса.

Имеется много работ, посвященных процессу извлечения сахара из свеклы. Наиболее широкое практическое применение нашла теория проф. П. М. Силина,

позволяющая количественно оценить влияние на процесс извлечения сахара из свеклы таких факторов, как температура, время диффузии, размеры стружки и др. Для всех типов аппаратов ввел обобщающий коэффициент А. Чем выше коэффициент А, тем лучше работает диффузия. Для хорошо работающей диффузионной батареи периодического действия коэффициент  A = 6,5 • 10-5. Для диффузионных аппаратов непрерывного действия этот коэффициент в 1,5—2 раза больше.

Для извлечения сахарозы из сахаросодержащего сырья чаще всего применяют аппараты представленные в табл. 6. Из табл. 6 видны и основные различия между ними.

Экстракторы, предлагаемые нами, имеют следующие преимущества по сравнению с аппаратами, работающими на производствах:

-аппараты работают в режиме насыпного слоя;

-нет застойных зон;

-внутри аппарата нет транспортирующих устройств, что исключает затраты на ремонт;