ЛИНИЯ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛОКОМПЛЕКСОВ ПЕКТИНА

Полезная модель относится к химико-фармацевтической, пищевой промышленности и ветеринарии, а именно к технологическим линиям для получения металлокомплексов пектина и может быть использована для производства продуктов и препаратов лечебно-профилактического назначения.
Известна линия производства пектинового концентрата, содержащая последовательно соединенные средство подачи сырья, промывочную емкость, первый сепаратор, первый пресс, экстрактор-гидролизатор, второй сепаратор, второй пресс, фильтр, анионообменник, буферную емкость и выпарную установку, средство подачи воды, соединенное с промывочной емкостью и экстрактором-гидролизатором, сборник промывочных вод, соединенный входом с выходами жидкой фазы первых сепаратора и пресса и средством подачи хлористого натрия, а выход через катионообменник со входом экстрактора-гидролизатора (Патент РФ на изобретение №2163768, опубл. 10.03.2001).
Известна линия производства пектиновых веществ, включающая последовательно соединенные сырьевой питатель, экстрактор, устройство грубой очистки, устройство тонкой очистки, сборник, ультрафильтрационную установку, вакуум-выпарную установку, сборник для осаждения пектина, центрифугу, сушильную установку, причем экстрактор представляет собой роторно-пульсационный аппарат, а устройство грубой очистки - нутч-фильтр, устройство тонкой очистки - центрифугу осадительного типа (Патент РФ на полезную модель №64865, опубл. 27.07.2007).
Известна линия технологического процесса производства модифицированного пектина, содержащая барабанную сушилку, дезинтегратор, пиорат для калибровки сырья, аппарат промывки-набухания сырья, центрифуга для отделения промывной жидкости, второй аппарат промывки-набухания сырья, гидролизатор нестандартный, сепаратор, ионообменные фильтры, теплообменник, роторно-пленочный испаритель, узел очистки и модификации пектина, включающий аппарат для промывки спиртовыми растворами различной концентрации и pH, барабанную роторно-вакуумную сушилку, дезинтегратор готового продукта, дозатор и аппарат для фасовки (Ильина И.А. / Научные основы технологии модифицированных пектинов. 2001. Краснодар).
Однако все вышеуказанные технологические линии имеют своим назначением получение исключительно пектина различной степени чистоты или с определенными физико-химическими характеристиками из растительного сырья. Сведений о технологической линии (устройстве) для получения металлокомплексов пектина в известном уровне техники не обнаружено. Описаны сами соединения пектина с биогенными металлами (металлокомплексы) и способы их получения. Они рекомендованы как пищевые добавки (Патент СССР 886750, опубл. 31.11.81), как антимикробные препараты (Ав. свид. СССР 1776656, опубл. 09.11.89), как средства, стимулирующие процесс кроветворения (Патент РФ 2219187, опубл. 20.12.2003; Патент РФ 2281957, опубл. 20.08.2006).
Создание технологической линии производства металлокомплексов пектина, востребованных в химико-фармацевтической, пищевой промышленности и ветеринарии, является актуальной задачей.
Технический результат предлагаемой полезной модели заключается в возможности получения модифицированных пектинов - металлокомплексов пектина с биогенными металлами (железо, кальций, медь, кобальт, цинк, никель и др.) в едином непрерывном технологическом цикле.
Технический результат достигается предлагаемой технологической линией для получения металлокомплексов пектина, включающей расположенные в технологической последовательности первый реактор-смеситель, экстрактор кавитационного типа - роторно-пульсационный аппарат (РПА), соединенный со вторым реактором-смесителем, сборник для осаждения металлокомплексов пектина этанолом, центрифугу осадительного типа и сушильную установку, где центрифуга и сборник для осаждения металлокомплексов связаны с приемником водно-этанольного раствора, а приемник водно-этанольного раствора соединен с вакуум-выпарной установкой.
Заявляемая линия позволяет получать металлокомплексы пектина с биогенными металлами (железом, кальцием, медью, кобальтом, цинком, никелем и др.). Синтез металлокомплексов осуществляют в роторно-пульсационном аппарате в зазоре между статором и вращающимся ротором, где жидкотекучая среда подвергается кавитационным резонансным механоакустическим воздействиям, возникающим между ротором и статором, в результате чего происходит интенсификация процесса получения целевых продуктов в 6-8 раз по сравнению с лабораторным способом получения.
Введение узла, включающего сборник для осаждения металлокомплексов пектина, расположенного после РПА, приемник, в который водно-этанольный раствор поступает как из сборника, так и из центрифуги осадительного типа, а также выпарную установку, расположенную после приемника водно-этанольного раствора обеспечивает повышение рентабельности производства в целом. Создание замкнутой системы позволяет регенерировать этанол для повторного использования при осаждении металлокомплексов, и получать дистиллированную воду, необходимую для приготовления солей биогенных металлов.
На фигуре показана схема предлагаемой линии для получения металлокомплексов пектина.
Линия для получения металлокомплексов пектина содержит реактор-смеситель (1), соединенный через кран (2) и насос (3) с экстрактором кавитационного типа - роторно-пульсационным аппаратом (РПА) (4).
Реактор-смеситель (5) через кран (6) и насос (7) также соединен с РПА (4). Выход роторно-пульсационного аппарата (4) соединен краном (10) со сборником (11). Сборник (11) через кран (12) при помощи ленточного транспортера (13) соединен с центрифугой осадительного типа (14). Центрифуга (14) через люк (15) и ленточный транспортер (16) соединена с сушильной установкой (17), откуда целевой продукт поступает на фасовку. Центрифуга (14) соединена с приемником (18) для отвода водно-этанольного раствора. Приемник (18) через кран (19) и насос (20) соединен с вакуум-выпарной установкой (21), которая соединена со сборником (11) через кран (22), а с реактором-смесителем (5) через кран (23) и насос (24). Выход роторно-пульсационного аппарата (4) дополнительно через кран (8) и насос (9) соединен с сушильной установкой (17).
Линия для производства металлокомплексов пектина работает следующим образом.
В реактор-смеситель (1) заливают отмеренное количество дистиллированной воды (л) и нагревают до 60°C. Пектин подают в определенном весовом количестве в реактор (1) и тщательно перемешивают до полного его растворения при температуре 60°C. Далее водный раствор пектина обрабатывают раствором щелочи NaOH (КОН) при 50-60°C и получают пектат натрия (калия). Полученный раствор пектата натрия (калия) из реактора-смесителя (1) через кран (2) насосом (3) подают в роторно-пульсационный аппарат кавитационного типа (4). В реактор-смеситель (5) подают дистиллированную воду, нагревают до температуры 60°C и при перемешивании добавляют соль (или соли) биогенных металлов и получают растворы солей. Из реактора-смесителя (5) через кран (6) насосом (7) растворы солей биогенных металлов поступают в роторно-пульсационный аппарат (4).
Процесс синтеза металлокомплексов пектина осуществляют в роторно-пульсационном аппарате (4) в зазоре между статором и вращающимся ротором в режиме скорости вращения ротора 3000 об/мин в течение 15 минут при температуре процесса не более 60°C.
Растворы металлокомплексов пектина, как один из целевых продуктов для ветеринарии, через кран (8) подают на фасовку и последующее консервирование.
При необходимости получения металлокомплексов пектина в виде сухого порошка, раствор металлокомплексов пектина через кран (8) насосом (9) подают на сушильную установку (17). Высушенный и измельченный концентрат металлокомплексов пектина поступает на фасовку.
Для получения очищенных металлокомплексов пектина для пищевой и фармацевтической промышленности растворы металлокомплексов пектина через кран (10) из РПА направляют в сборник (11), где проводят осаждение пектина этанолом. Отделяют целевой продукт от жидкой фазы центрифугированием на центрифуге осадительного типа (14), куда смесь поступает из сборника (11) через кран (12) при помощи ленточного транспортера (13). Металлокомплексы пектиновых полисахаридов из центрифуги (14) через люк (15) при помощи ленточного транспортера (16) поступают на сушильную установку (17). Высушенный на сушильной установке (17) целевой продукт измельчают до порошкообразного состояния и отправляют на фасовку.
Образовавшийся после осаждения металлокомплексов пектина водно-этанольный раствор из сборника (11) самотеком поступает в приемник (18), туда же поступает водно-этанольный раствор из центрифуги (14) через отвод центрифуги.
Из приемника (18) через кран (19) водно-этанольный раствор насосом (20) подают на вакуум-выпарную установку (21) для последовательной перегонки этанола и воды. Этанол после регенерации поступает для осаждения металлокомплексов пектина в сборник (11), что позволяет снизить расходы производства. Дистиллированная вода через кран (23) насосом (24) подается в реактор-смеситель и используется для растворения солей биогенных металлов, что способствует экономии расхода воды. Оставшийся после перегонки этанола и дистиллированной воды кубовый остаток может быть использован как питательная среда в биотехнологических процессах.
Предлагаемая линия позволяет получать в едином непрерывном технологическом цикле следующие практически ценные целевые продукты: водные растворы металлокомплексов пектина, сухой концентрат металлокомплексов пектина и дополнительно очищенный сухой порошок металлокомплексов пектина.