Авторы

Экстрагирование растительного сырья с периодическим интенсивным гидродинамическим режимом

УДК 539.217 2:66.084

Экстрагирование растительного сырья с периодическим интенсивным гидродинамическим режимом

Иванов Е.В. , Матвеева Н. А.

Аннотация
Рассмотрен процесс экстрагирования целевых компонентов из растительного сырья с применением роторно-пульсационного и планетарного аппаратов, обеспечивающих интенсивное гидродинамическое воздействие на сырье. Роторно-пульсационный аппарат представляет собой двухступенчатый аппарат с наружным диаметром второго ротора, равном 100 мм, с прорезями в роторе и статоре шириной 4-1,5 мм. Производительность аппарата по воде составляла приблизительно v = 0.4-0,8 л/с. Планетарный аппарат периодического действия имел следующие характеристики: число барабанов – 3; объем барабана – 0,62 л; диаметр барабана – 110 мм; скорость вращения водила – 448 об/мин; скорость вращения барабанов – 550 об/мин; центробежное ускорение на окружности вращения барабанов – 28g. В каждый барабан загружался один ролик из нержавеющей стали диаметром 57 мм. Исследовалась кинетика экстрагирования флавоноидных соединений из измельченных сухих и предварительно намоченных плодов боярышника (средний размер частиц – 1,8 мм), измельченных травы зверобоя (средний размер частиц – 1.7 мм) и корней солодки (средний размер частиц – 2,4 мм). В качестве экстрагента использовали 40% (об.) водный раствор этилового спирта. Соотношение массы сырья к массе экстрагента в зависимости от вида сырья и типа экстрактора варьировалось от 1:12 до 1:50.Аппараты периодически включали на непродолжительное время, после чего отключали на 5-10 мин. Продолжительность работы аппаратов выбиралась из условия обработки всех частиц сырья в течение ≈10-60 с. Суммарная продолжительность интенсивного гидродинамического воздействия на сырье составляло 3-20 % от общей продолжительности процесса экстрагирования. Применение такой технологии позволило не менее чем в 5 раз снизить расходы энергии, уменьшить измельчение сырья и выход балластных веществ в извлечение. Продолжительность фильтрации суспензии после прерывистой работы роторно-пульсационных и планетарных аппаратов была в 5-14 раз ниже, чем при их непрерывной работе при одной и той же суммарной продолжительности процесса.

Ключевые слова: экстрагирование, растительное сырье, экономия энергии, роторно-пульсационный аппарат, планетарный аппарат

Список литературы

Aksel'rud G.A., Lysyanskii V.M. Extraction (system a solid body – liquid). Leningrad, Khimiya, 1974. 256 p. (in Russian)
Lysyanskii V.M., Grebenyuk S.M. Extraction in the food industry. Moscow, Agropromizdat, 1987. 187 p. (in Russian)
Babenko Yu.I., Ivanov E.V. Extraction. Theory and practical applications. – SPb.: Professional, 2009. 334 p. (in Russian)
Davies J.T. A physical interpretation of drop sizes in homogenizers and agitated tanks, including the dispersion of viscous oils. Chemical Engineering Science. 1987. Vol. 42, No 7. P. 1671-1676.
Balabudkin M.A. The rotor and pulsation devices in chemical pharmaceutical industry. – M: Meditsina, 1983. p. 145-155. (in Russian)
Dolinskii A.A., Basok B.I. Rotor and pulse device. 1. Pulse effects of local adiabatic boiling up and cavitation of liquid. Promyshlennaya teplotekhnika. 1998. Vol. 20, No 6. p. 7-10. (in Russian)
Dolinskii A.A., Basok B.I. Rotor and pulse device. 2. Local pulse heating of liquid. Promyshlennaya teplotekhnika. 1999. Vol. 21, No 1. p. 3-5. (in Russian)
Dolinskii A.A., Ivanitskii G.K. The principles of development of new energy saving technologies and the equipment on the basis of methods of discretely pulse input of energy. Promyshlennaya teplotekhnika. 1997. Vol. 19, No 4-5. p. 13-25. (in Russian)
Ivanov E.V., Shvyrev M.V., Minina S.A., Kochnev V.G. Way of extraction of medicinal vegetable raw materials in the planetary device. Khim.-farm. zhurnal. 2004. Vol. 38, No 11. p. 29-32. (in Russian)
Ivanov E.V., Babenko Yu.I, Moshinskii A.I., Abiev R.Sh. Dissolution and extraction in system a firm body liquid. Novyi spravochnik khimika i tekhnologa. Protsessy i apparaty khimicheskoi tekhnologii. 2006. Vol. 2. p. 442-523. (in Russian)
Varenykh N.M., Verigin A.N., Dzhangiryan V.G. i dr. Chemical and technological units of machining of disperse materials. – SPb: SPbU, 2002. 482 p. (in Russian)
Shvyrev M.V., Ivanov E.V., Minina S.A. Intensification of processes of extraction lekarstvenno vegetable raw materials with a variable pressure in system /Materials of the international scientific and practical conference. – SPb.: Izdatel'stvo SPKhFA. 2004. p. 214-217. (in Russian)
Ivanov, E.V. Influence of discrete redistribution of the taken component in raw materials particles on extraction process. Messenger of the Voronezh GU. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2006. No 2. p. 47-50. (in Russian)
Ostrikov A.N., Gorbatova A.V. The study of the kinetics of the mixing process spreads at variable heat supply / Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta enzhenernih technologiy [Proceedings the Voronezh state University of engineering technologies]. 2015. No. 2 (64). P. 10-13. (in Russian)
GOST 24027.0-80. Raw materials the medicinal vegetable. Acceptance procedures and methods of a sampling of tests. (in Russian)
State pharmacopeia of the USSR. Vol. 2. General methods of the analysis. Medicinal vegetable raw materials. MZ USSR. 11th prod., additional. – M.: Meditsina, 1989. 400 p. (in Russian)
Kurochkin E.I. Herbs. 6th prod., corr. and additional. – Samara: AVS, 2001. 560 p. (in Russian)
Herbs of the State Pharmacopoeia / Under the editorship of. I.A. Samylinoi, V.A. Severtseva. – M.: ANMI, 1999. 488 p. (in Russian)