RU2434662C2 - Method of extracting vegetable raw stock and device to this end - Google Patents
Method of extracting vegetable raw stock and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2434662C2 RU2434662C2 RU2010103487/05A RU2010103487A RU2434662C2 RU 2434662 C2 RU2434662 C2 RU 2434662C2 RU 2010103487/05 A RU2010103487/05 A RU 2010103487/05A RU 2010103487 A RU2010103487 A RU 2010103487A RU 2434662 C2 RU2434662 C2 RU 2434662C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- solvent
- raw materials
- centrifuge
- product
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к экстрагированию биологически активных веществ из растительного сырья и может быть использовано в фармацевтической, пищевой и в смежных отраслях промышленности.The invention relates to the extraction of biologically active substances from plant materials and can be used in pharmaceutical, food and related industries.
Известен способ получения высокочистого арабиногалактана (Пат. РФ №2143437 С08В 37/00).A known method of producing high-purity arabinogalactan (US Pat. RF No. 2143437 C08B 37/00).
Измельченную в щепу древесину лиственницы, предварительно проэкстрагированную этилацетатом с целью извлечения из нее дигидрокверцетина, не выгружая из экстрактора, подвергали сушке для удаления оставшегося на ней этилацетата. Затем в экстрактор подавали горячую деминерализованную воду, непрерывно циркулирующую с температурой 80°С, для получения водного экстракта продукта, из которого в последующем перегонкой экстрагировали конечный продукт.Larch wood crushed into wood chips, previously extracted with ethyl acetate to extract dihydroquercetin from it without unloading from the extractor, was dried to remove ethyl acetate remaining on it. Then, hot demineralized water, continuously circulating at a temperature of 80 ° C, was supplied to the extractor to obtain an aqueous extract of the product, from which the final product was extracted by subsequent distillation.
Недостатком известного способа является большой расход растворителя и большие энергозатраты на его перегонку для получения конечного продукта.The disadvantage of this method is the high consumption of solvent and high energy consumption for its distillation to obtain the final product.
Наиболее близким к заявленному способу является способ, описанный в линии для переработки растительного сырья (Пат. РФ №2160306, C11B 1/10). Переработка растительного сырья проходит в две стадии. Первая стадия заключается в обработке сырья водно-спиртовым экстрактом. Вторая стадия - получение растительного масла. В каждой из стадий переработки сырья применен один унифицированный аппарат, производящий выполнение трех последовательных технологических процессов: экстрагирования, центрифугирования и сушки шрота под разрежением без промежуточных перегрузок сырья между этими процессами.Closest to the claimed method is the method described in the line for processing plant materials (US Pat. RF No. 2160306,
Недостатком известного способа является невысокая интенсивность процесса экстрагирования, большое количество растворителя, используемого для экстракции продукта (в прототипе при экстракции на любых оборотах центрифуги растворитель в роторе не удерживается, а выбрасывается через отверстия ротора, и для полного экстрагирования продукта необходимо расходовать значительные количества растворителя, вытекающего через отверстия ротора центрифуги), и, следовательно, требуются большие энергозатраты на перегонку растворителя из экстракта для получения конечного продукта.The disadvantage of this method is the low intensity of the extraction process, a large amount of solvent used to extract the product (in the prototype during extraction at any speed of the centrifuge, the solvent is not retained in the rotor, but is ejected through the holes of the rotor, and for the complete extraction of the product it is necessary to expend significant amounts of solvent resulting through the holes of the centrifuge rotor), and, therefore, large energy inputs are required to distill the solvent from the extract to obtain the final product.
Известна линия для переработки растительного сырья (Пат. РФ №2160306, С11B 1/10), содержащая фильтрующий ротор с отверстиями для выхода продукта, расположенными на его наружной поверхности, и привод.A known line for processing plant materials (US Pat. RF No. 2160306,
Недостатком известного устройства является невысокая интенсивность процесса экстрагирования, большое количество растворителя, используемого в нем для экстракции продукта, и, как следствие, большие энергозатраты на последующую перегонку растворителя из экстракта для получения конечного продукта.A disadvantage of the known device is the low intensity of the extraction process, the large amount of solvent used in it to extract the product, and, as a result, the large energy consumption for the subsequent distillation of the solvent from the extract to obtain the final product.
Задачей изобретений по предлагаемым способу и устройству является интенсификация процесса экстрагирования, снижение объема растворителей и, как следствие, снижение энергозатрат на перегонку растворителей для получения конечного продукта. Наряду с этим происходит значительное упрощение конструкции и уменьшение видов и количества необходимого оборудования.The objective of the invention according to the proposed method and device is to intensify the extraction process, reduce the volume of solvents and, as a result, reduce the energy consumption for the distillation of solvents to obtain the final product. Along with this, there is a significant simplification of the design and a decrease in the types and quantities of equipment needed.
Поставленная задача решается предлагаемым способом экстрагирования растительного сырья, заключающимся в экстрагировании и центрифугировании в одном устройстве, при котором загрузку сырья в центрифугу выполняют при малых оборотах ротора, затем импульсами при малых оборотах ротора в сырье подают растворитель, затем при малых оборотах ротора интенсифицируют перемешивание сырья и растворителя импульсами вводимого сжатого газа до завершения процесса экстрагирования, при этом растворитель с продуктом остаются в центрифуге, после чего растворитель с продуктом выводят из центрифуги при больших оборотах ротора.The problem is solved by the proposed method for extracting plant materials, which consists in extracting and centrifuging in one device, in which the feed is loaded into the centrifuge at low rotor speeds, then the solvent is supplied with pulses at low rotor speeds, then the mixing of the raw materials is intensified at low rotor speeds and solvent pulses of the injected compressed gas until the extraction process is completed, while the solvent with the product remains in a centrifuge, after which p stvoritel with the product discharged from the centrifuge rotor at high speeds.
При необходимости экстрагирования дополнительного продукта из уже использованного сырья в использованное сырье импульсами при малых оборотах ротора подают дополнительный растворитель, затем при малых оборотах ротора интенсифицируют перемешивание сырья и дополнительного растворителя импульсами вводимого сжатого газа до завершения процесса экстрагирования, при этом дополнительный растворитель с дополнительным продуктом остаются в центрифуге, после чего дополнительный растворитель с дополнительным продуктом выводят из центрифуги при больших оборотах ротора.If it is necessary to extract an additional product from already used raw materials, an additional solvent is supplied to the used raw materials by pulses at low rotor speeds, then, at low rotor speeds, the mixing of the raw materials and additional solvent is intensified by pulses of introduced compressed gas until the extraction process is completed, while the additional solvent with the additional product remains in centrifuge, after which the additional solvent with the additional product is removed from the centrifuges at high speed rotor.
В качестве сырья используют опилки лиственницы, в качестве растворителя используют водный раствор этанола концентрацией от 60 до 90% и с температурой от 10 до 40°С, в качестве дополнительного растворителя используют воду с температурой от 10 до 80°С, а отработанное сырье удаляют при малых оборотах ротора вакуум-отсосом.Sawdust of larch is used as a raw material, an aqueous solution of ethanol with a concentration of 60 to 90% and a temperature of 10 to 40 ° C is used as a solvent, water with a temperature of 10 to 80 ° C is used as an additional solvent, and the spent raw material is removed at low rotor speeds by vacuum suction.
Поставленная задача решается также устройством для экстрагирования растительного сырья, содержащим фильтрующий ротор с отверстиями для выхода продукта, расположенными на его наружной поверхности, и привод, в котором наружную поверхность ротора охватывает закрепленное на нем кольцеобразное полотно из эластичного материала, перекрывающее выпускные отверстия для продукта и способное отходить от указанной наружной поверхности под воздействием центробежных сил вращения, а внутрь ротора введены патрубки загрузки и выгрузки материала, сопло импульсной подачи растворителя и сопло импульсной подачи сжатого газа. Это устройство может содержать средства для вакуумного отсоса отработанного сырья из ротора, связанные с вакуумным насосом. Вокруг ротора на кольцеобразное полотно может плотно надеваться кольцо из эластичного материала большей жесткости, способное перемещаться по боковой поверхности этого полотна.The problem is also solved by a device for extracting plant materials, containing a filter rotor with holes for product outlet located on its outer surface, and a drive in which the outer surface of the rotor is covered by an annular web of elastic material fixed to it, overlapping the product outlet openings and capable of move away from the specified outer surface under the influence of centrifugal forces of rotation, and pipes of material loading and unloading are introduced into the rotor, with PLO pulse solvent supply nozzle and the compressed gas pulse. This device may contain means for vacuum suction of the spent raw materials from the rotor associated with a vacuum pump. Around the rotor on the ring-shaped web can be tightly worn a ring of elastic material of greater rigidity, able to move along the side surface of this web.
На прилагаемом чертеже представлена схема предлагаемого устройства для осуществления заявленного способа. Используется промышленная центрифуга. Устройство для экстрагирования растительного сырья содержит ротор 1 центрифуги с фильтром 2, установленным на внутренней боковой поверхности ротора, содержащей отверстия для выхода растворителя с экстрактом. На внешнюю поверхность ротора с отверстиями для выхода растворителя с экстрактом плотно надевается кольцеобразное полотно 3 из эластичного материала (например, из пищевой силиконовой резины), закрепляемое на роторе зажимным кольцом 4 и перекрывающее отверстия для выхода растворителя с экстрактом из ротора. Данное полотно из эластичного материала способно под воздействием центробежных сил вращения отходить от поверхности ротора и освобождать отверстия ротора для выхода из него растворителя с экстрактом, играя роль клапана. Внутрь ротора 1 введены патрубок загрузки 5 сырья и патрубок выгрузки отработанного сырья 6, а также сопло 7 импульсной подачи растворителя и сопло 8 импульсной подачи сжатого газа. Ротор установлен в корпусе 9, в нижней части которого выполнено отверстие с патрубком 10 для отведения растворителей с экстрактом и для последующего их разлива в приемные емкости 11 и 12. Ротор приводится во вращение от электропривода 13. Для удаления отработанного сырья патрубок 6 соединен с приемной емкостью 14 и с вакуумным насосом 15. Для регулирования скорости вращения, при которой целесообразно отводить кольцеобразное полотно от поверхности ротора 1 и освобождать выпускные отверстия ротора, вокруг ротора на кольцеобразное полотно 3 может плотно надеваться кольцо 16 из эластичного материала большей жесткости (например, из полиуретана или более плотной резины), которое можно перемещать по боковой поверхности этого полотна 3, изменяя в нужную сторону величину центробежных сил, вызывающих отведение кольцеобразного полотна 3 от поверхности ротора 1.The attached drawing shows a diagram of the proposed device for implementing the inventive method. An industrial centrifuge is used. A device for extracting plant materials contains a
Устройство для экстрагирования растительного сырья (центрифуга) работает по следующей программе (на примере последовательного извлечения дигидрокверцетина и арабиногалактана):A device for extracting plant materials (centrifuge) operates according to the following program (for example, sequential extraction of dihydroquercetin and arabinogalactan):
- режим полоскания с волновым воздействием от сжатого газа на низких оборотах 200 об/мин (5 мин). Эластичное полотно перекрывает выход растворителя с продуктом из центрифуги;- rinse with wave action from compressed gas at low speeds of 200 rpm (5 min). The elastic web covers the exit of the solvent with the product from the centrifuge;
- режим отжима (1400 об/мин). Эластичное полотно отходит от поверхности ротора под действием центробежных сил при 500-600 об/мин, открывая выпускные отверстия ротора. Отжатый экстракт направляется в накопитель 11 (3 мин);- spin mode (1400 rpm). The elastic web moves away from the rotor surface under the action of centrifugal forces at 500-600 rpm, opening the outlet openings of the rotor. The squeezed extract is sent to the accumulator 11 (3 min);
- режим водной промывки и экстрагирования с подачей через распылитель на древесную крупу дистиллированной воды (гидромодуль 1:1) с волновым воздействием от сжатого газа. Вращение ротора центрифуги на малых оборотах 200 об/мин. Эластичное полотно перекрывает выход растворителя с экстрактом (5 мин);- mode of water washing and extraction with the supply of distilled water (1: 1 hydraulic module) through a sprayer to the wood grain with a wave action from compressed gas. Rotation of the centrifuge rotor at low speeds of 200 rpm. An elastic web overlaps the solvent yield with the extract (5 min);
- режим отжима. Водный экстракт направляется через фильтр ротора в накопитель 12. Эластичное полотно отходит от поверхности ротора и раскрывает отверстия под воздействием центробежных сил для выпуска второго растворителя с экстрактом (3 мин);- spin mode. The aqueous extract is sent through the rotor filter to the
- режим отсоса древесной крупы из ротора центрифуги. При вращении центрифуги на 200 об/мин под воздействием сжатого газа уплотненная древесная крупа распадается на мелкие фракции и всасывается в приемную трубу, находящуюся в полости ротора центрифуги, и по пневмотранспортной магистрали направляется в бункер-накопитель (3 мин).- mode of suction of wood grains from the centrifuge rotor. When the centrifuge is rotated at 200 rpm under the influence of compressed gas, the compacted wood grains decompose into small fractions and are sucked into the receiving pipe located in the cavity of the centrifuge rotor, and sent via a pneumatic transport line to the storage hopper (3 min).
Цикл - 25 мин.The cycle is 25 minutes.
Центрифуга готова к началу следующего цикла загрузки.The centrifuge is ready for the start of the next loading cycle.
Пример осуществления способаAn example of the method
Для проведения технологического процесса использовали комлевую часть древесины лиственницы в виде крошки размерами частиц 2-5 мм. Предварительно замоченную в течение примерно 40 минут подготовленную смесь (15 кг 70-процентного водно-спиртового раствора с 10 кг древесной крошки), на малых оборотах (200 об/мин) ротора 1 от электропривода 13 с целью равномерного распределения сырья по стенкам ротора подавали в фильтрующий ротор 1 через патрубок 5 загрузки сырья. Кольцеобразное полотно из эластичного материала 3, закрепляемое на роторе зажимным кольцом 4 и перекрывающее отверстия ротора для выхода растворителя с экстрактом, при малых оборотах электропривода 13 не выпускает экстракт с растворителем из ротора. Натяжение кольцеобразного полотна вокруг ротора отрегулировано таким образом, чтобы оно могло отходить от поверхности ротора и освобождать выпускные отверстия под воздействием центробежных сил, создаваемых при определенной скорости вращения ротора. Через введенное внутрь ротора 1 сопло 7 при малых оборотах ротора (200 об/мин) кратковременными импульсами вводили 10 кг 70-процентного раствора этанола в дистиллированной воде с температурой от 10 до 40°С. Через введенное внутрь ротора 1 сопло 8 кратковременными импульсами подавали сжатый воздух (в зависимости от используемого сырья, возможна подача иного газа), чтобы интенсифицировать процесс экстрагирования продукта растворителем. В данный момент центрифуга выступает в качестве обычного химического реактора, и растворитель с экстрактом находятся внутри нее в течение процесса экстрагирования. По завершении экстракции продукта из сырья растворителем увеличивали обороты ротора 1 от электропривода 13 (в пределах от 500 до 1400 об/мин). Под действием центробежной силы кольцеобразное полотно отходило от боковой поверхности ротора, позволяя растворителю с экстрактом выходить через фильтр 2 и отверстия на боковой поверхности ротора 1 в нижнюю часть корпуса и далее в патрубок 10 и в приемную емкость 11. С помощью кольца 16 из эластичного материала большей жесткости, надетого на кольцеобразное полотно 3, изменяли в нужную сторону величину центробежных сил, вызывающих отведение кольцеобразного полотна 3 от поверхности ротора 1.To carry out the technological process, the butt part of larch wood was used in the form of crumbs with particle sizes of 2-5 mm. Pre-soaked for about 40 minutes, the prepared mixture (15 kg of a 70 percent aqueous-alcohol solution with 10 kg of wood chips), at low revolutions (200 rpm) of the
При необходимости экстрагирования дополнительного продукта (например, арабиногалактана, согласно данному примеру) из уже использованного сырья, после полного вывода из ротора растворителя с экстрактом и их сбора в емкости 11, в уже использованное сырье, находящееся в роторе 1 центрифуги после выведения растворителя с продуктом, через введенное внутрь ротора 1 сопло 7 (возможно введение отдельного патрубка с соплом для каждого растворителя) кратковременными импульсами подавали дополнительный растворитель (10 кг дистиллированной воды с температурой от 10 до 80°С). Через введенное внутрь ротора 1 сопло 8 кратковременными импульсами подавали сжатый воздух, чтобы интенсифицировать процесс экстрагирования. Удаление дополнительного растворителя с экстрактом производили увеличением оборотов ротора от электропривода 13 (до 500-600 об/мин). При больших оборотах ротора 1 кольцеобразное полотно 3 под действием центробежных сил отходило от ротора 1, пропуская дополнительный растворитель с экстрактом через фильтр 2 ротора 1 и его отверстия в корпус 9 и далее в патрубок слива 10, а затем в приемную емкость 12 дополнительного продукта.If it is necessary to extract an additional product (for example, arabinogalactan, according to this example) from the already used raw materials, after the solvent with the extract is completely removed from the rotor and collected in the
Далее производили удаление древесной крупы из ротора центрифуги: при вращении центрифуги на 200 об/мин под воздействием сжатого воздуха уплотненная древесная крупа распадается на мелкие фракции и всасывается от вакуумного насоса 15 в приемную трубу 6, находящуюся в полости ротора центрифуги, и по пневмотранспортной магистрали направляется в бункер-накопитель 14.Then the wood grain was removed from the centrifuge rotor: when the centrifuge is rotated 200 rpm under the influence of compressed air, the compacted wood grain breaks up into small fractions and is sucked from the
После удаления спирта и воды на вакуумном выпаривателе и кристаллизации из раствора с экстрактом, собранного в накопителе 11 (примерно 23 кг), получали 190 г дигидрокверцетина.After removal of alcohol and water on a vacuum evaporator and crystallization from a solution with an extract collected in drive 11 (approximately 23 kg), 190 g of dihydroquercetin were obtained.
После сушки из раствора с экстрактом, собранного в накопителе 12 (примерно 10 кг), получали 1,2 кг арабиногалактана.After drying from a solution with the extract collected in drive 12 (about 10 kg), 1.2 kg of arabinogalactan was obtained.
Таким образом, предложенные способ и устройство позволяют интенсифицировать процесс экстракции, снизить в 2-3 раза по сравнению с прототипом объем растворителей, и, как следствие, снизить в 2-3 раза энергозатраты на перегонку растворителей для получения конечного продукта. В прототипе при экстракции на малых оборотах из-за отсутствия кольцеобразного полотна растворитель с экстрактом не удерживается в роторе, и для экстрагирования продукта требуется значительный расход растворителя, при такой конструкции отношение сухого вещества сырья к растворителю не менее 1:8, в то время как в предложенном устройстве оно равно 1:2,5.Thus, the proposed method and device can intensify the extraction process, reduce by 2-3 times in comparison with the prototype the volume of solvents, and, as a result, reduce by 2-3 times the energy consumption for distillation of solvents to obtain the final product. In the prototype, when extracting at low speeds due to the absence of an annular web, the solvent with the extract is not retained in the rotor, and for the extraction of the product a significant consumption of solvent is required, with this design, the ratio of dry matter of the raw material to the solvent is not less than 1: 8, while the proposed device, it is 1: 2.5.
Заявленные способ и устройство могут использоваться, например, для экстрагирования бетулина из бересты, секоизоларицирезиола и арабиногалактана из сучковой массы пихты или лиственницы, для экстрагирования дигидрокверцетина и арабиногалактана (последний в качестве дополнительного продукта согласно приведенному примеру) из комлевой массы лиственницы, а также для экстрагирования иных продуктов из других видов растительного сырья. Возможно экстрагирование из уже использованного сырья содержащегося в нем возможного третьего продукта с применением еще одного растворителя.The claimed method and device can be used, for example, for extracting betulin from birch bark, secoisolaricresiol and arabinogalactan from a knot mass of fir or larch, for extracting dihydroquercetin and arabinogalactan (the latter as an additional product according to the above example) from the butt mass of larch, as well as for extracting other products from other types of plant materials. It is possible to extract from the already used raw materials the possible third product contained therein using another solvent.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103487/05A RU2434662C2 (en) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | Method of extracting vegetable raw stock and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010103487/05A RU2434662C2 (en) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | Method of extracting vegetable raw stock and device to this end |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2010103487A RU2010103487A (en) | 2011-08-10 |
RU2434662C2 true RU2434662C2 (en) | 2011-11-27 |
Family
ID=44754208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010103487/05A RU2434662C2 (en) | 2010-02-04 | 2010-02-04 | Method of extracting vegetable raw stock and device to this end |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2434662C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728993C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Vegetable raw material extraction method |
-
2010
- 2010-02-04 RU RU2010103487/05A patent/RU2434662C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728993C1 (en) * | 2019-09-02 | 2020-08-03 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Vegetable raw material extraction method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2010103487A (en) | 2011-08-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11427784B2 (en) | Methods for producing a high protein corn meal from a whole stillage byproduct and system therefore | |
EP2288422B1 (en) | Apparatus and method for filtering a material from a liquid medium | |
CN104903012B (en) | Multi-region screening installation | |
RU2434662C2 (en) | Method of extracting vegetable raw stock and device to this end | |
PT671465E (en) | METHOD FOR OBTAINING MUST FROM KITTENS OF GRAPES UNDERTAKING AT LEAST ONE CONFIGURATION PHASE | |
NO853409L (en) | SPIN. | |
CN114345523B (en) | Low-temperature continuous flash complete equipment and drying process | |
EP3724379B1 (en) | System for refining vegetal fibres by vapour explosion and corresponding refining method | |
WO2018137794A1 (en) | Extraction method for handling a lignin-containing mixture in a centrifuge | |
JP7254928B2 (en) | Method and system for producing low-fat product | |
RU2799347C1 (en) | Direct-flow screw extractor | |
RU2728993C1 (en) | Vegetable raw material extraction method | |
RU2779646C1 (en) | Method for producing a non-fat product and system for producing a non-fat product | |
RU2206568C1 (en) | Method of processing leaf wood at separation of dihydroquercetin and device for realization of this method | |
CN115717084A (en) | External circulation type extraction device and extraction method for extracting montan wax | |
RU2194762C1 (en) | Method for separating final crystallization massecuite | |
WO2023004249A1 (en) | Processing pomace from grape crush to harvest grape seeds | |
CA3067804A1 (en) | Biomass extraction and centrifugation systems and methods |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180205 |