ЭКСТРАКЦИЯ ПРИРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ
EXTRACTION OF NATURAL SUBSTANCES

Настоящее изобретение относится к способу экстракции ценных веществ из исходного материала животного или растительного происхождения, охарактеризованному в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, и описанному, например, в DE 10322564 A1. Другие способы экстракции известны, например, из DE 4433274 A1 или DE 4440644 A1.
Одна из возможностей извлечения продуктов из материала животного или растительного происхождения прежде всего с целью бережного отношения к окружающей среде и экономии энергии состоит в экстракции под высоким давлением. В качестве уровня техники при этом можно назвать публикацию WO 2007/017206 A1, в которой описан способ извлечения природных масел из растительных компонентов, публикацию WO 2007/017205 A2, в которой описана экстракция фруктовых восков, или публикацию DE 10200226 A1, в которой описана распылительная экстракция под высоким давлением. Двухстадийные способы экстракции описаны, например, в DE 3114593 C1 или в EP 0711508 A1.
Несмотря на то что известные из уровня техники способы уже отчасти приводят к хорошим результатам, было установлено, что экстракция и выделение особых веществ не всегда позволяют получать удовлетворительные результаты, и поэтому в основу настоящего изобретения была положена задача усовершенствовать способ экстракции касательно степени извлечения, соответственно выхода и отделения экстрагируемых природных веществ, а также касательно технологического режима.
2
В отношении способа указанного в начале описания типа вышеописанная задача решается согласно изобретению благодаря тому, что из исходного материала на первой стадии экстракции диоксидом углерода (CO) экстрагируют растворимые компоненты, а затем на второй стадии экстракции сжатыми углеводородами экстрагируют другие компоненты.
При создании изобретения было установлено, что двухстадийная экстракция сначала диоксидом углерода, а затем сжатыми углеводородами обеспечивает получение оптимальных результатов.
Различные варианты осуществления изобретения представлены в зависимых пунктах формулы изобретения.
2
На второй стадии экстракции согласно изобретению в качестве экстрагентов можно использовать, например, фторуглеводороды или хлоруглеводороды, однако возможно также применение смесей из CO и углеводородов, что равным образом предусмотрено изобретением в еще одном варианте его осуществления.
2
На второй стадии экстракции в качестве экстрагентов также можно использовать смеси из CO и полярного разделяющего агента, например воды, спиртов, кетонов или их смесей.
В следующем варианте осуществления предлагаемого в изобретении способа первую стадию экстракции и/или вторую стадию экстракции проводят в несколько подстадий и выполняют фракционированное разделение на основе различий в уровнях давления или в температурах на отдельных подстадиях.
При этом в еще одном варианте осуществления изобретения может быть предусмотрено отделение индивидуальных растворителей и разделяющих агентов путем дистилляции или ректификации и/или с помощью мембраны.
Процесс отделения экстрактов от разделяющих агентов можно, например, проводить в предназначенном для этого специальном аппарате в ходе осуществления предлагаемого в изобретении способа.
В еще одном варианте осуществления изобретения в качестве исходного материала используют продукты морской фауны или морской флоры, при этом изобретение не ограничено только этой областью его применения, что подтверждается приведенными ниже примерами.
Пример 1
2
2
0,5 кг муки из морепродуктов загружают в экстрактор и подвергают экстракционной обработке при давлении 850 бар и температуре 60°C чистым CO до тех пор, пока соотношение между растворителем и сырьем не достигнет 15 кг/кг. В работающем при давлении 40 бар и температуре 40°C сепараторе улавливают светло-красное масло и воду. Выход на этой стадии экстракции (CO) составляет от 8 до 10% в зависимости от источника муки из морепродуктов.
На следующей стадии экстракции пропаном экстрагируют и улавливают фосфолипиды. Экстракцию проводят при давлении 150 бар и температуре 60°C и при соотношении между растворителем и сырьем 2,8 кг пропана/кг. Выход при экстракции пропаном зависит от содержания этих компонентов в исходных материалах и обычно составляет от 2 до 4% (по массе).
Пример 2
0,5 кг соевой муки загружают в экстрактор и подвергают экстракционной обработке при давлении 150 бар и температуре 60°C чистым пропаном до тех пор, пока соотношение между растворителем и сырьем не достигнет 12 кг/кг. В работающем при давлении 40 бар и температуре 40°C сепараторе улавливают масло. Такое масло не содержит воду. Кинетика экстракции свидетельствует о том, что для достижения максимального выхода (около 14% по массе) соотношение между растворителем и сырьем должно составлять по меньшей мере 12 кг/кг.
Пример 3
2
2
0,5 кг соевой муки загружают в экстрактор и подвергают экстракционной обработке при давлении 1000 бар и температуре 80°C чистым CO до тех пор, пока соотношение между растворителем и сырьем не достигнет 40 кг/кг. В работающем при давлении 40 бар и температуре 40°C сепараторе собирают масло и воду. Выход на этой стадии экстракции (CO) составляет около 17% в зависимости от источника соевой муки.
На следующей стадии экстракции пропаном экстрагируют и выделяют фосфолипиды. Экстракцию проводят при давлении 150 бар и температуре 60°C и при соотношении между растворителем и сырьем 4,4 кг пропана/кг сырья. Выход при экстракции пропаном зависит от содержания этих компонентов в исходных материалах и обычно составляет 10% (по массе).
Другие отличительные особенности, детали и преимущества изобретения представлены в последующем описании со ссылкой на прилагаемый к нему единственный чертеж. На этом чертеже показана технологическая схема, иллюстрирующая предлагаемый в изобретении способ.
2
2
В один или несколько экстракторов, обозначенных общей позицией 1, загружают подвергаемый экстракционной обработке продукт, например порошковые или гранулированные твердые вещества, и сначала из расходной емкости 2 подают CO. Содержащийся в газе экстракт подают в сепаратор, обозначенный общей позицией 3, и отделяют в нем. CO рекуперируют и через теплообменник 4 возвращают в расходную емкость 2.
На второй стадии для дальнейшей экстракции в один или несколько экстракторов 1 подают пропан из расходной емкости 5. Каждый из экстрагентов подают по меньшей мере одним насосом 6 с пропусканием через еще одни теплообменники 7 и 8.
Представленная на чертеже схема является лишь примером и носит очень упрощенный характер. Как уже указывалось выше, в зависимости от исходного продукта и в зависимости от требуемых экстрагируемых ценных веществ возможно применение нескольких экстракторов, а также нескольких сепараторов.