PL101096B1 - Sposob ekstrahowania materialow rozpuszczalnych z rozdrobnionego zwiazku komorkowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób ekstraho¬ wania materialów rozpuszczalnych z przynajmniej czesciowo rozdrobnionego zwiazku komórkowego, a zwlaszcza ekstrahowania substancji odzywczych z produktów rolnych, np. z owoców pestkowych, jogód i z tym podobnych produktów, przez pra¬ sowanie przy wspóldzialaniu cieczy zdolnej do roz¬ puszczania tych substancji.

Dla uproszczenia i lepszej przejrzystosci zostana tu podane jedynie specjalne aspekty sposobu we¬ dlug wynalazku i jego zostosowania.

W procesie prasowania wszystkich rodzajów owoców pestkowych mozna osiagnac w odpowied¬ nich prasach wzrost wydajnosci wartosciowych substancji odzywczych, a zwlaszcza róznego rodza¬ ju cukru, jedynie przy duzym nakladzie srodków.

Wytloczyny, zawierajace w tych warunkach jeszcze pelnowartosciowe substancje odzywcze, byly do¬ tychczas przeznaczone albo dla bydla do skarmia¬ nia, albo do wytwarzania pektyn poprzez suszenie.

Jest oczywiste, ze stracie ulegaja przy tym pelno¬ wartosciowe substancje rozpuszczalne, a zwlaszcza zwiazki (aromatyczne, barwniki i przede wszystkim cukier.

Niedogodnosc ta daje sie wprawdzie wyelimino¬ wac przez dyfuzje, przy czym przez dodanie wody cieplej w przeciwpradzie moze byc uzyskane wy¬ plukiwanie substancji rozpuszczalnych do 92°/o i wiecej, ale w tym sposobie ulega domieszaniu wzglednie duza ilosc wody, która musi byc pózniej odciagnieta ponownie przez odparowanie, o ile ko¬ nieczne jest ^uzyskanie maksymalnej wydajnosci przez prasowanie wytloczyn. Próbowano równiez fermentowac zacier przed procesem prasowania, przy czym dzieki temu mozna bylo uzyskac skró¬ cenie czasu prasowania i osiagnac wyzsza wydaj¬ nosc soku.

Polepszenie uzysku cukru nie zostalo jednak tu osiagniete w wystarczajacej mierze, pomimo zwie- kszonych kosztów, zwiazanych z otrzymaniem po¬ trzebnych substancji i pomimo wiekszego nakladu pracy.

W celu polepszenia wydajnosci przy ekstrakcji rozpuszczalnych materialów z rozdrobnionego zwiaz- ku komórkowego przez prasowanie, a zwlaszcza przy ekstrahowaniu substancji odzywczych z pro¬ duktów rolnych, stosuje sie sposób wedlug wy¬ nalazku, który charakteryzuje sie tym, ze zwiazek komórkowy wytlacza sie tylko czesciowo w jed- nym lub w kilku etapach prasowania i dopiero w ostatnim etapie prasowania wytlacza sie aptymal- na jego ilosc, przy czym czesciowo wytloczony zwiazek komórkowy miesza sie przed ostatnim prasowaniem z rozpuszczalnikami, a przed kazdym poprzednim etapem prasowania, w zaleznosci od stezenia zwiazku, dodaje sie i miesza zdolna do rozpuszczania ciecz. Tym sposobem mozna uzyskac znacznie wieksza ilosc materialów rozpuszczalnych, bez domieszania odzyskiwanych pózniej duzych 50 ilosci rozpuszczalnika lub kosztownych chemikaliów. 101 096101096 3 4 Sposób wedlug wynalazku jest wyjasniony blizej w przykladzie wykonania na rysunku schematycz¬ nym, na którym fig. 1 przedstawia przebieg spo¬ sobu z czterema etapami prasowania, a fig. 2 — wykres ekstrakcji sposobem wedlug wynalazku, obejmujacym trzy procesy prasowania.

Jak wynika z fig. 1, prostokaty I—IV przedsta¬ wiaja prasy.

Na kilku tych prasach daje sie prosciej wyjasnic sposób wedlug wynalazku.

D oprasy I doprowadza sie stale zacier w por¬ cjach co 100 czesci, który przemienia sie przez czesciowe jego wytlaczania w wytloczyny. Wytlo¬ czyny te przechodza wówczas przez nastepne pra¬ sy II do IV, przy czym w prasie II i III nastepu¬ je równiez tylko czesciowe prasowanie, a w pra¬ sie IV odbywa sie calkowite prasowanie.

Jest oczywiste,, ze z chwila opuszczenia przez wsad prasy I lub pras pozostalych II do IV, do odpowiedniej prasy doprowadza sie swiezy wsad zacieru lub doprowadza sie juz czesciowo wypra¬ sowany wsad zacieru. Przy pracy ciaglej przed kazdym procesem prasowania znajduje sie wiec w prasie I wsad, obejmujacy 100 czesci zacieru, a w prasach II do IV znajduje sie wyprasowywany wsad wytloczyn.

Przed ostatnim procesem prasowania w prasie IV do znajdujacych sie tam 25 czesci wytloczyn (wyjasnienie tej ilosci nastapi w dalszej czesci opi¬ su) dodaje sie 20 czesci wody, przy czym po ostat¬ nim procesie prasowania otrzymuje sie 7 czesci wy¬ tloczyn i 38 czesci soku.

Ta ilosc soku zawraca sie do poprzedniej pras^ w której znajduje sie 30 czesci wytloczyn.

Przez czesciowe prasowanie tej mieszaniny po¬ wstaje wspomnianych 25 czesci wytloczyn, które doprowadza sie do nastepnego etapu prasowania, do prasy IV, jak równiez otrzymuje sie 43 czesci soku, które doprowadza sie z powrotem do prasy II. W prasie II znajduje sie wiec 40 czesci wytlo¬ czyn, jakie zostaly doprowadzone z prasy I, przy czym wytloczyny te powstaly ze 100 czesci zacieru, wprowadzonego do prasy I i wyprasowanego do 60%.

Z kolei prasuje sie czesciowo w prasie II mie¬ szanine, skladajaca sie z 40 czesci wytloczyn i z 43 czesci doprowadzonego z powrotem soku i uzy¬ skuje sie 53 czesci soku z prasy II, przy czym po¬ zostale 30 czesci wytloczyn doprowadza sie do pra¬ sy III.

Pierwszy odbiór 60 czesci soku z prasy I (sok I) i drugi odbiór 53 czesci soku z prasy II (sok II) daja razem uzysk 113%, który osiaga sie przez do¬ danie nieznacznej ilosci rozpuszczalnika, a mia¬ nowicie za pomoca 20 czesci wody na 100 czesci zacieru.

Jak wynika z powyzszego, zacier (lub generalnie kazdorazowo obrany zwiazek komórkowy) dopro¬ wadza sie w pierwszym etapie prasowania, a wode (lub generalnie kazdorazowo dodawany rozpusz¬ czalnik) dodaje sie w ostatnim etapie prasowania, przy czym wytloczyny i roztwór przeprowadza sie w przeciwpradzie przez etapy prasowania, przy czym stezenie rozpuszczalnych materialów w wy¬ tloczynach maleje w kierunku przeplywu, a ste¬ zenie roztworu wzrasta, w ten sposób, ze roztwór jest w stosunku do doprowadzanego wsadu jeszcze we wszystkich przypadkach zdolny do rozpusz¬ czania. * Dzieki temu nie tylko oszczedza sie lub eliminu¬ je rozpuszczalniki, które musialyby byc pózniej od¬ zyskane, lecz takze osiaga sie — w sposób para¬ doksalny — jednoczesnie wyzsza wydajnosc i wie¬ kszy uzysk w najkrótszym czasie. Paradoksalnie wyglada to na pierwszy rzut oka dlatego, ze opi¬ sany tok postepowania nie tylko w calosci, lecz takze W szczególach odbiega od tego, co z punk¬ tu widzenia zwiekszenia uzysku okazuje sie ko¬ nieczne. Dotyczy to zarówno czesciowego praso¬ wania,, jak równiez wyplukiwania za pomoca roz¬ tworu, którego stezenie jest we wszystkich przy¬ padkach zwiekszone mniej lub wiecej w stosunku do rozpuszczalnika. To samo dotyczy zwielokrot¬ nienia procesów prasowania, zwiazanych z czasem obróbki. Dlatego dochodzi tu, mimo rzekomo nie¬ celowych zabiegów, jednak do wyzszego uzysku soku w okreslonym przedziale czasowym, co jest wyjasnione na fig. 2.

Linia ciagla E (krzywa ekstrakcji), uwidoczniona na wykresie, przedstawia ilosc odplywajacego so¬ ku, przypadajaca na jeden etap prasowania, w funkcji czasu T. Z wykresu tego wynika, ze wzra¬ stajaca poczatkowo stromo krzywa ekstrakcji E ulega splaszczeniu i w koncu przebiega asympto¬ tycznie do wartosci rzedu 80%.

Jezeli przerwie sie pierwszy etap prasowania w czasie T i podda sie wytloczyny w zawiesinie roz¬ tworu drugiemu etapowi prasowania, to wówczas z odcinkiem Ej krzywej ekstrakcji E w czasie Ti laczy sie nowa i .od poczatku wzrastajaco stromo krzywa ekstrakcji E2. To samo powtarza sie w cza¬ sie T2, jak przedstawia to krzywa ekstrakcji E3.

W ten sposób osiaga sie w przedziale czasowym Tx (w ekonomicznym okresie trwania calego pra¬ sowania) wydajnosc ponad 90% w stosunku do wy¬ dajnosci ponizej 80%, jaka moznaby uzyskac w tym samym czasie w jednym etapie prasowania,, jak wskazuje to krzywa ekstrakcji Z. Obserwujac ogólnie krzywa ekstrakcji ma w opisanym sposo¬ bie przebieg stopniowy i wzrastajacy skokowo w poszczególnych etapach prasowania. Do otrzymania zawiesiny wytloczyn stosuje sie, za wyjatkiem ostatniego procesu prasowania sok, to znaczy wla¬ sciwa ciecz uzytkowa, która moze byc stosowana we wzglednie duzych ilosciach, poniewaz w prze¬ ciwienstwie do rozpuszczalnika nie stanowi on zadnego balastu. Dzieki temu przyspiesza sie wy¬ miane stezenia, umozliwiaja szybsze prasowanie, poniewaz komórki zwiazku oddaja' szybciej pod cisnieniem ciecz.

Aby jeszcze wiecej zwiekszyc wydajnosc, do wy¬ tloczyn dodaje sie enzymy zamykajace komórki, a wiec albo juz przed doprowadzeniem zacieru, albo w drugim etapie prasowania. Domieszanie takich enzymów jest znane.

W opisanym opisie moga byc jednak stosowane te materialy w bardziej korzystnych warunkach.

W pierwszym etapie prasowania materialy te nie sa potrzebne, poniewaz zacier wyprasowuje sie tyl¬ ko czesciowo. 80 40 45 •0 55 00101096 6 W nastepnych etapach prasowania materialy te powoduja zwiekszenie wydajnosci w znacznie niniejszych ilosciach.

Jezeli stosuje sie wspomniane substancje, to wów- ozias wydajnosc moze byc dalej zwiekszona przez 5 odpowiednia manipulacje temperatura. W ostatniej fazie mozna dodac wode, której temperatura wy¬ nosi np. 100°C, a temperatura w przedostatniej fa¬ zie osiaga okolo 60°C i w drugiej fazie okolo 40°C.

Jezeli jest korzystne osiagniecie takich samych 10 wartosci, to wówczas stosuje sie zwiekszenie tem¬ peratury pomiedzy poszczególnymi etapami praso¬ wania.

Calosc mozna przeprowadzic, stosujac automa¬ tyczne sterowanie, zwlaszcza wówczas, kiedy zgod- 15 nfe z fig. 1 jest polaczonych ze soba kilka jedno¬ stek prasujacych.

Jest oczywiste, ze opisany sposób moze byc prze¬ prowadzony równiez za pomoca tylko jednej prasy, pszy czym w tym przypadku konieczne jest zain- 20 stalowanie kilku zbiorników do soku, otrzymywa¬ nego w poszczególnych etapach prasowania, który doprowadza sie w okreslonym czasie ponownie do prasy.

Przy rozruchu przeprowadza sie generalnie kil- *5 ka nastepujacych po sobie etapów prasowania, przy doprowadzaniu malych ilosci rozpuszczalnika, az uzyska sie potrzebne dla normalnej pracy ilosci roztworu o róznym kazdorazowo stezeniu.

Claims (8)

Zastrzezenia patentowe

1. Sposób ekstrahowania materialów rozpuszczal¬ nych z rozdrobnionego zwiazku komórkowego, a zwlaszcza ekstrahowanie substancji odzywczych z produktów rolnych, przez prasowanie przy wspól¬ dzialaniu cieczy zdolnej do rozpuszczania, zna¬ mienny tym, ze zwiazek komórkowy prasuje sie tylko czesciowo w jednym lub w kilku etapach prasowania i dopiero w ostatnim .etapie prasowa¬ nia prasuje sie ten zwiazek optymalnie, przy czym jako ciecz stosuje sie w ostatnim etapie prasowa¬ nia rozpuszczalnik i roztwór, pochodzacy z poprzed¬ niego etapu.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako rozpuszczalnik, stosuje sie wode.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze etapy prasowania przeprowadza sie w sposób cia¬ gly, utrzymujac material prasowany w prasach.

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze rozpuszczalnik lub roztwór i/lub zwiazek komór¬ kowy ogrzewa sie.

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze od pierwszego etapu prasowania stosuje sie coraz wyzsza temperature od jednego do drugiego etapu prasowania.

6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze prasowanie przeprowadza sie w obecnosci enzy¬ mów o zamknietych komórkach.

7.« Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze enzymy dodaje sie jeszcze przed doprowadzeniem zacieru do pras.

8. Sposób wedlug zastrz. 6, znamienny tym, ze enzymy dodaje sie w drugim etapie prasowania.101096 Zacier '1001 Sokii Woda ii 20 40 n 43 Sokai S3 113 I I 30 m 38 I 25 Fig. i ruL I IV ^tloc?yny £ Sok Jlosc odplywu 100 90 80 70 60 50 f% Ev^ E2 ^-^ / ^*~~~~ E^„ ' /' -^ y ' / ' / / / / / "/ / y —— E Sir T To Czas Fig. 2 WZGraf. Z-d nr 2, zam. 67/79, nakl. 100 egz. Cena 45 zl