Экстрактор с кипящим слоем

Эффективность работы экстрактора с кипящим слоем (рис. 7.88.) заключается в том, что процесс проходит при кипении. Для снижения температуры кипения (30-60°С) экстрагирование проводят под вакуумом.

Рис. 7.76. Экстрактор с кипящим слоем: 1 - сито; 2 - паровая камера; 3 - корпус; 4 -смотровое окно; 5 — ловушка; 6 - люк для загрузки; 7 - люк для выгрузки; 8 - сливной патрубок

Для получения вакуума экстрактор подключают к вакуум-насосу. Пары направляются в конденсатор, откуда конденсат возвраща­ется в экстрактор. Благодаря кипению интенсифицируется массообмен у по­верхности раздела фаз, а замкнутый характер процесса позволяет сохра­нить все экстрактивные, в том чис­ле и летучие, вещества, что улучша­ет качество продуктов и снижает по­тери.

Экстрактор для получения желатина (рис. 7.77). Желатин - продукт переработки соединительной ткани животных. Его производят экстрагированием из шкур свиных или крупного рогатого скота и измельчённого костного сырья. Он состоит из корпуса 1, который окружён снаружи паровой рубашкой 2. Днище 5 корпуса перфорировано, и на нём установлена перфорированная труба 4.

В экстрактор подают сырьё и заливают его водой с температурой 80 °С. После этого в паровую рубашку подают пар для поддержания постоянной температуры бульона. После завершения экстрагирования, когда бульон при охлаждении может увеличивать вязкость (превращается в студень), его сливают с аппарата через патрубок 9. Бульон сливают медленно, при этом слой сырья играет роль фильтра, адсорбируя на своей поверхности жир.

Оставшиеся сырьё заливают повторно, и процесс повторяют несколько раз, при этом концентрация желатина в следующих порциях бульона уменьшается. Часто такие слабоконцентрированные бульоны снова используют как экстрагенты.

Полученный бульон (экстракт) дополнительно очищают на центрифугах, сгущают в вакуум-выпарных аппаратах, стерилизуют при 140 °С, охлаждают, получают студень, который окончательно высушивают, например, в ленточных

сушилках.

Рис. 7.77. Экстрактор для получения желатина: 1 - корпус; 2 - водяная рубашка; 3- крышка; 4 - перфорированная труба; 5 - перфорированное дно; 6 - патрубок греющего пара; 7 – опора; 8, 9 - патрубки слива конденсата и бульона

Экстракторы непрерывного действия используются на высокопроизводительных предприятиях при производстве сахара, растительных масел, ферментов, растворимого кофе, настоек.

Их преимущество заключается в возможности автоматизации процесса и отсутствии ручного труда, обеспечении равномерного потребления энергии и сырья. В сравнении с периодическими аппаратами они имеют лучшие массообменные характеристики.

Недостаток непрерывных экстракторов – перемещение экстрагента и сырья, при этом сырьё разрушается, процесс в разных местах аппарата протекает неравномерно.

Двухколонный шнековый экстрактор предназначен для извлечения растительного масла из семян подсолнечника, хлопка и сои. Подобные двухколонные аппараты с различными транспортирующими устройствами применяются в сахарных, ферментных и маслоэкстракционных производствах пищевой промышленности.

Экстрактор (рис. 7.78) состоит из двух колонн – загрузочной 12 и экстракционной 14, внутри которых установлены шнеки 1 и 3. Витки шнеков перфорированные.

Частота вращения шнеков вертикальных колонн 0,4-0,5 об/мин, промежуточного (горизонтального) участка – 0,9 об/мин. Материал поступает в загрузочную колонну через люк 4, перемещается шнеком 1 к переходному участку, и транспортируется далее шнеком 3 в верхнюю часть экстракционной колонны к разгрузочному люку 5.

В качестве экстрагента используется бензин. Нагретый бензин подаётся через патрубки 6 в разные участки аппарата, и движется навстречу твердому материалу (семенам). Растительное масло переходит из семян в бензин, так как имеет хорошую растворимость в нём. Экстракт фильтруется через ситовый фильтр 7 и извлекается через патрубок 8.

Рис. 7.78. Двухколонный шнековый экстрактор. 1, 2, 3 - шнеки; 4 - люк загрузки сырья; 5 - люк выгрузки отходов; 6 - патрубки подачи бензина; 7 - ситовой фильтр; 8 - патрубок извлечения экстракта; 9 - патрубок слива; 10, 11 - приводы шнеков; 12 - загрузочная колонна; 13 - переходной участок; 14 - экстракционная колонна.

Растительное масло и бензин имеют разные температуры кипения, они легко разделяются методом перегонки. Окончательную очистку растительного масла от бензина проводят методом перегонки с водяным паром.

Отработанное сырьё извлекается через патрубок 5.

После окончания работы остатки бензина сливают через патрубок 9.

Экстрактор имеет высокую производительность (100–210 т/сут. в зависимости от вида сырья) и полностью механизирован. К его недостаткам следует отнести большие размеры, неполное извлечение растительного масла из сырья, относительно низкую концентрацию экстракта и выделение в помещение паров экстрагента (бензина) из загрузочного люка.

Экстрактор с упругими пластинами (рис. 7.79) используется для получения экстрактов и настоек при производстве напитков, а также в фармацевтической промышленности.

Экстрактор состоит и корпуса 1, который разделён на секции. В каждой секции вращается вал, на котором закреплён барабан, а на барабане - два ряда упругих лопастей 3. Для подогрева смеси используют водяную рубашку 4. Измельчённый материал из бункера роторным питателем 7 подают в первую секцию экстрактора. Навстречу сырью движется экстрагент, подаваемый через патрубок 6. Сырьё при помощи упругих лопастей 3 погружается в экстрагент и подаётся дальше. Лопасти также прижимают сырьё к стенкам, отжимая экстрагент, таким образом происходит постоянное обновление поверхности массообмена, что позитивно влияет на производительность процесса.

При выходе лопастей из секции они выпрямляются и перебрасывают сырьё в следующую секцию. Из последней секции транспортёр 5 забирает и выводит сырьё (шрот) из экстрактора. Экстракт собирается в камере 8 и выводится через патрубок 10.

Рис. 7.79. Экстрактор с упругими лопастями: 1 - корпус; 2 - вал с барабаном; 3 - упругие лопасти; 4 - водяная рубашка; 5 – транспортёр; 6 - патрубок подачи экстрагента; 7 - роторный питатель; 8 - камера сбора экстракта; 9 - перегородка; 10 - патрубок отвода экстракта.

Сырьё находится в экстракторе до 2 часов.

Недостаток экстракта - большое количество вращающихся деталей и узлов, сложный привод. Это усложняет обслуживание аппарата и повышает расход электроэнергии.