ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ЭКСТРАКЦИИ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к крупнолабораторному оборудованию и может быть использована для лабораторных работ по получению различных экстрактов.
Известен лабораторный экстрактор, включающий экстракционную камеру, верхняя часть которой выполнена конической, приспособление для размещения образца, коническую трубу, расположенную в нижней части экстракционной камеры, поплавок с конической пробкой, газоотводную и сифонную трубку, экстрактор снабжен цилиндрическим стаканом с конической отбортовкой, расположенным в экстракционной камере над входом газоотводной трубки, при этом в дне стакана установлены вертикальные трубки, выполненные в виде усеченных конусов, направленных меньшим основанием вверх [1].
Недостатком известной установки является получение только суммарных липидных продуктов.
Известна лабораторная установка для экстракции растительного сырья, включающая экстракционную камеру, выполненную в виде цилиндрического корпуса, холодильник и сита. В нижней и верхней частях экстракционной камеры выполнены отверстия, причем в нижней части экстракционной камеры установлены сменные сита, холодильник выполнен в виде цилиндра и снабжен раструбом и фланцем в нижней части, при этом раструб соединен с корпусом экстракционной камеры, а в цилиндрической части холодильника расположены вертикальные трубки, жестко связанные пластинами, выполненные заподлицо с верхней пластиной и выступающие за нижнюю пластину, причем верх цилиндрической части снабжен отверстием с резьбой для регулирования давления [2].
Недостатком известного устройства является возможность получения только суммарных липидных продуктов без выделения эфирного масла.
Полезная модель решает задачу комплексной переработки древесной зелени с раздельным выделением эфирного масла и остальных экстрактивных веществ.
Технический результат заключается в комплексной переработке древесной зелени с раздельным получением эфирного масла и липидных продуктов древесной зелени и создании замкнутого цикла для переработки растительного сырья.
Для достижения указанного технического результата в лабораторной установке для экстракции растительного сырья, включающей экстракционную камеру, выполненную в виде цилиндрического корпуса с установленными в нижней части сменными ситами и отверстиями в верхней и нижней частях, крышку-охладитель, выполненную в виде цилиндра с раструбом и фланцем в нижней части и отверстием с резьбой в верхней части для регулирования давления, а в цилиндрической части находятся трубки, жестко связанные пластинами, верхняя часть трубок выполнена заподлицо с верхней пластиной, а нижняя часть выступает за нижнюю пластину, при этом раструб холодильника во время работы соединен с корпусом, согласно изобретению, она дополнительно содержит установленные последовательно холодильник и флорентинное устройство, выход флорентинной воды из которого находится ниже выхода из холодильника, но выше ее входного отверстия в корпус, при этом холодильник соединен с выходом парового потока крышки-охладителя, а флорентинное устройство соединено с корпусом экстракционной камеры, образуя замкнутый цикл.
На чертеже изображена схема лабораторной установки для экстракции растительного сырья.
Лабораторная установка для экстракции растительного сырья под давлением содержит экстракционную камеру, выполненную в виде корпуса 1 с крышкой-охладителем 2. Корпус 1 выполнен в виде цилиндрической емкости с тремя отверстиями - двумя отверстиями 3 в верхней части для контроля процесса и для ввода флорентинкой воды в корпус, и одним отверстием 4 в нижней части - для вывода экстракта из кубовой части. В нижней части корпуса 1 размещены сменные сита 5 с разными размерами ячеек. В цилиндрической части крышки-охладителя 2 размещены вертикальные трубки 6, жестко связанные с пластинами 7.
Верхняя часть трубок 6 выполнена заподлицо с верхней пластиной 7, а нижняя часть трубок 6 немного выступает за нижнюю пластину 7. В межтрубное пространство подается вода для охлаждения. Цилиндрическая часть крышки-охладителя 2 используется для охлаждения и конденсации паров, нерастворимого в воде органического растворителя, например, бензина. Выполнение верхнего края трубок 6 заподлицо с.пластиной 7 обеспечивает полный сток образовавшегося конденсата и орошение им сырья. Выполнение нижнего края трубок 6, выступающими за нижнюю пластину 7, обеспечивает захват сконденсировавшихся в сужающейся части крышки-охладителя 2 паров экстрагента. В верхней части крышки-охладителя 2 над системой охлаждения выполнено свободное пространство, где осуществляется дополнительная конденсация паров. Корпус 1 и крышка-охладитель 2 во время работы соединены между собой фланцами и закреплены болтами. Герметизация системы обеспечивается резиновой прокладкой. Для снижения расхода электроэнергии и безопасности стенки корпуса 1 выполнены изолированными, например, гипсом. Необходимая температура для экстрагирования обеспечивается нагревателем 8 с регулируемой мощностью 1,5 кВт.Холодильник 9, охлаждаемый водой, соединен с одной стороны с отверстием 10 верхней части крышки-охладителя 2, а с другой стороны с флорентинным устройством 11, которое соединено с отверстием 3 в корпусе 1.
В верхнее отверстие 3 корпуса 1 вводится инструмент для контроля параметров протекания процесса, например, термометр или термопара и т.п.Второе отверстие 3 в корпусе 1 предназначен для слива флорентинной воды из флорентинного устройства 11 при отгонке эфирного масла из сырья.
Нижнее отверстие 4 предназначено для слива экстракта в целом или отдельных его фракций.
В флорентинном устройстве 11 строго по горизонтали установлена сливная трубка 12 для слива эфирного масла, расположенная на 10 мм выше выхода флорентинной воды.
Выход флорентинной воды из флорентинного устройства 11 находится ниже выхода холодильника 9, но выше верхнего входного отверстия 3 корпуса 1.
Последовательное соединение крышки-охладителя 2 через холодильник 9 и флорентинное устройство 11 с корпусом экстракционной камеры 1 образует замкнутый цикл переработки растительного сырья.
Лабораторная установка для экстракции растительного сырья работает следующим образом. Растительное сырье размещают на сменных ситах 5, в кубовую часть корпуса наливают воду, включают нагреватель 8 и холодильник 9. При выключенной системе охлаждения крышки-холодильника 2 поднимающие из куба корпуса 1 пары воды, проходя через сырье, захватывают находящееся в нем эфирное масло и по трубкам 6 через надтрубное пространство крышки-холодильника 2 и отверстие 10 попадают во внешний холодильник 9. В нем пары конденсируются и конденсат поступает во флорентинное устройство 11, в котором разделяется на эфирное масло и флорентинную воду. Масло через отверстие 12 перетекает в сборник масла (на чертеже не показан), а флорентинная вода с низа флорентинного устройство 11 по трубопроводу через отверстие 3 стекает в кубовую часть корпуса 1. Выход конденсата из холодильника 9 находится на 100 мм выше выхода флорентинной воды из флорентинного устройства 11 и на 40 см выше ее ввода в отверстие 3 корпуса 1, что обеспечивает самотек в системе и замыкание цикла при отгонке. При этом конденсат из холодильника 9 поступает во флорентинное устройство 11 во избежание размывания подмывающегося масла на уровне выхода флорентинной воды, а забирается в 20 мм от дна емкости. Разные уровни ввода конденсата и вывода флорентинной воды позволяют эффективно выделять эфирное масло, которое отводится с поверхности воды по сливной трубке, расположенной строго по горизонтали на 10 мм выше уровня слива флорентинной воды. Процесс протекает до исчерпывания масла в сырье. По его звершении при выключенном нагревателе 8 из кубовой части корпуса 1 сливается водный конденсат, перерабатываемый на экстракт, например, пихтовый.
Далее, в куб корпуса 1 заливается экстрагент (бензин), включается система охлаждения крышки-охладителя 2 и нагреватель 8. Зазор между поверхностью растворителя и нижним уровнем сырья должен быть не менее 100 мм.
Пары растворителя проходят через сита 5 с сырьем, поднимаются в верхнюю часть крышки-охладителя 2, проходят через трубки 6, охлаждаются, конденсируются и, стекая, проходят через слой растительного сырья. По окончанию экстракции экстракт также сливается через нижнее отверстие 4 и концентрируется.
Предлагаемая конструкция лабораторной установки позволяет выделять из растительного сырья последовательно водяным паром эфирное масло и липидные продукты «свежим» экстрагентом. В последнем случае оно дополняется его предварительной обработкой паром экстрагента, который, конденсируясь на частицах сырья, способствует выведению экстрактивных веществ из объема на поверхность. Оттуда они смываются стекающей сверху жидкостью. Кроме того, экстрагирование на данной лабораторной установке позволяет регулировать температуру и давление процессов, что способствует оптимизации их проведения. Указанные достоинства дают возможность интенсифицировать процесс выделения экстрактивных продуктов. Источники информации
1. SU 988311, МПК В01D 11/02, опубл. 15.01.83, Бюл. №2.
2. RU 2881135, МПК В01D 11/02, F28D 1/053, опубл. 27.01.2006