Экстракция сжатыми и сжиженными газами. Характеристика. Используемая аппаратура

    Экстрагирование сжиженным углерода диоксидомзаключается экстрагированиирастительного материала сжиженным углерода диоксидом с дальнейшим испарением экстрагента и получением концентрата суммы извлекаемых БАВ.

    Аппаратурное оснащение процесса: камера для замачивания ЛРС, камера для измельчения ЛРС, установка для экстракции сырья сжиженным углекислым газом.

    Экстрагируемое ЛРС загружают в контейнер, представляющий собой сетчатую емкость, поступает сначала в камеру для замачивания сжиженным газом (углерода диоксидом) под давлением 5,8-6.0 Н/м. Стадия пропитки проходит при 18-25ºС в течение нескольких минут. Затем оно подается в камеру измельчения с пониженным давлением. В результате разности давлений внутри твердого материала и на поверхности происходит взрыв, разрывающий его на мелкие куски. Этому способствует также образование кристалликов льда в порах и трещинах экстрагируемого сырья из паров воды и углерода диоксида. Далее сырье поступает в экстракторы (Рис.1) 1,2,3 через загрузочные лазы 8,9,10, которые затем герметично закрывают. Сжиженный углекислый газ из сборника 4 поступает в экстракторы сверху через вентили 15,16,17 при закрытых нижних вентилях экстракторов 18,19,20, которые открываются после того, как растворитель образует над сырьем зеркало. Извлечения, поступающие из всех экстракторов, объединяются после фильтрации в сборнике 5, после чего поступают в испаритель 6 для удаления экстрагента. Пары растворителя в конденсаторе вновь превращаются в жидкость, которая далее снова используется для экстракции. Готовый продукт (экстракт) собирают из испарителя после открытия запорного вентиля. Процесс экстракции осуществляется при рабочем давлении 55-56 атм. и  20-25 ⁰С. Отработанное сырье разгружается через люки 11,12,13.

 

Рисунок 1 Установка для экстракции растительного сырья сжиженным углекислым газом

 

    К ак правило, экстракты, полученные с использованием сжиженного углерода диоксида, отличаются более высоким содержанием БАВ, устойчивостью при хранении, устойчивостью к микробной контаминации. Однако существенным недостатком является дороговизна оборудования и энергозатраты.

    Применяют метод на крупных заводах для получения препаратов из ЛРС, содержащего эфирные масла, полифенольные соединения, алкалоиды и гликозиды. Экстракты, получаемые из эфиромасличного сырья, представляют собой маслянистые жидкости различной консистенции, цвет и запах которых зависят от исходного сырья.

    Экстракции природных соединений из ЛРС с использованием в качестве экстрагентов сжиженных газов (хладонов).

    Установка представляет собой замкнутую систему и состоит из следующих основных узлов (рис.2): экстракторов (1); баллона (2) с используемым газом; напорных емкостей (3), оснащенных указателем уровня, манометром и предохранительным клапаном; фонарей смотровых (4) для визуального наблюдения за перемещением растворителя и экстракта; фильтра объемного (5) для очистки экстракта; испарителя (6), снабженного указателем уровня, манометром и предохранительным клапаном; конденсатора (7), снабженного указателем уровня, манометром и предохранительным клапаном; холодильного агрегата (8) для охлаждения конденсатора, трубопроводов и арматуры.

    В экстракторы (1) загружают измельченное сырье через загрузочный штуцер при помощи вакуума. Из экстракторов и испарителя воздух удаляют вакуумированием и заполняют, газообразным хладоном из баллона (2). После достижения равновесия давлений в экстракторы (1) подают сжиженный хладон из напорных емкостей (3). Растворитель проходит сквозь слой сырья, извлекает растворимые компоненты и через фильтр (5) сливается в испаритель (6). В испарителе экстракт подогревается, пары растворителя отделяются и за счет разности давлений поступают в конденсатор (7), охлаждаемый холодильным агрегатом (8), где конденсируются, и растворитель возвращается в напорные емкости (3).

Рисунок 2 Принципиальная схема экстрагирования сжиженными газами (хладонами)

    Процесс экстрагирования осуществляется при рабочем давлении 10-65 атм (зависит от давления насыщенного пара экстрагента) и температуре 20-25°С. Многие экстракты, полученные с использованием сжиженных газов, отличаются более высоким содержанием биологически активных веществ, устойчивостью к микробной контаминации. Особенно это относится к сырью, содержащему полифенольные соединения, алкалоиды, гликозиды.