RU2782263C1 - Способ экстрагирования чаги - Google Patents
Способ экстрагирования чаги Download PDFInfo
- Publication number
- RU2782263C1 RU2782263C1 RU2022103382A RU2022103382A RU2782263C1 RU 2782263 C1 RU2782263 C1 RU 2782263C1 RU 2022103382 A RU2022103382 A RU 2022103382A RU 2022103382 A RU2022103382 A RU 2022103382A RU 2782263 C1 RU2782263 C1 RU 2782263C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- minutes
- pressure
- pellets
- extractant
- chaga
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title abstract description 20
- 241001149422 Ganoderma applanatum Species 0.000 title abstract 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 238000001802 infusion Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 7
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000005039 chemical industry Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 7
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 6
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000000630 rising Effects 0.000 description 5
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- 241000219495 Betulaceae Species 0.000 description 3
- 235000018185 birch Nutrition 0.000 description 3
- 235000018212 birch Nutrition 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002522 swelling Effects 0.000 description 1
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к химико-фармацевтической, пищевой, косметической отраслям промышленности, а именно к способу экстрагирования чаги. Способ экстрагирования чаги включает измельчение сырья, приведение его в контакт с растворителем при понижении и повышении давления над раствором, в котором предварительно прессуют исходное сырье в пеллеты размером 3-5 мм в диаметре и не более 8 мм длиной и заливают пеллеты холодным экстрагентом, в качестве которого выступает вода, в массовом соотношении чага:вода 1:(3-5), выдерживают пеллеты в течение 40-50 мин в экстрагенте, нагревая в течение этого времени до 60-70°С, затем экстрагируют чагу в режиме чередования стадий настаивания при атмосферном давлении в течение 25-30 мин при температуре 60-70°С, последующего постепенного понижения давления в аппарате до 10-20 кПа в течение 4-6 мин и выдержки при постоянном пониженном давлении в течение 5-7 мин, с общим количеством таких циклов 3-5. Вышеописанный способ позволяет повысить выход экстрактивных веществ. 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к технологическим процессам извлечения биологически активных веществ из растительного сырья и может быть использовано в химико-фармацевтической, пищевой и косметической промышленности.
Известен способ получения водных экстрактов чаги, предусматривающий экстрагирование измельченной чаги водой, нагретой до 60-70°С, в экстракторе в 2 ступени. На первой ступени экстракцию чаги проводят в течение 4-6 часов при соотношении чага : вода 1:(5-7). Получаемый экстракт фильтруют, получая экстракт первой ступени и жом. На второй ступени экстрагирования в жом добавляют воду, нагретую до 60-70°С, при соотношении жом : вода 1:(3-5), экстрагируют в течение 4-6 часов и получают экстракт второй ступени экстрагирования; затем экстракт первой ступени объединяют с экстрактом второй ступени экстрагирования (патент РФ №2343930 C1, A61K 36/06, 02.04.2007).
Недостатком данного способа является высокая продолжительность процесса экстрагирования и неполное извлечение целевых компонентов.
Наиболее близким по технической сущности является способ экстрагирования материалов, предусматривающий проведение процессов предварительной дегазации сырья, предварительного нагрева экстрагента с последующим смачиванием и пропиткой дегазированного сырья растворителем и непосредственно экстракции в вакуумно-импульсном режиме при остаточном давлении 0,1-13,3 кПа со временем его достижения за 0,05-1,0 с и скоростным сбросом вакуума за то же время (патент РФ №2163827 С2, B01D 11/02, 06.07.1998).
Способ подразумевает, что импульсный характер чередования давления в системе при высокой скорости вакуумирования и сброса давления позволяет повысить интенсивность тепломассообмена и степень разрыхления материала, что способствует лучшему проникновению экстрагента во внутреннюю структуру материала и большему извлечению экстрагируемых веществ.
Недостатками указанного способа экстрагирования материалов является сложность аппаратурного оформления процесса, включающего необходимость использования вакуумного ресивера с рабочим объемом не менее, чем в 3 раза превышающем рабочий объем экстрактора, что требует высоких капитальных вложений; низкая эффективность процесса применительно к растительному сырью высокой плотности, влекущее низкий выход целевых компонентов, обусловленное тем, что перепад давлений на стадиях нагрева и вакуумирования, не превышающий 1 атмосферы, не позволяет достичь необходимой степени разрыхления материала.
Технической проблемой является повышение выхода экстрактивных веществ из березового гриба чага, а также снижение капитальных затрат на осуществление процесса.
Техническая проблема решается тем, что в способе экстрагирования чаги, включающем измельчение сырья, контактирование его с растворителем при понижении и повышении давления над раствором, процесс начинается с предварительного прессования исходного сырья в пеллеты размером 3-5 мм в диаметре и до 8 мм длиной и включает заливку пеллет холодным экстрагентом, в качестве которого выступает дистиллированная вода, в массовом соотношении чага : вода 1:(3-5), их выдержку в течение 40-50 мин в экстрагенте при постоянно повышающейся до 60-70°С температуре и последующее экстрагирование в режиме чередования стадий настаивания при атмосферном давлении в течение 30 минут при температуре 60-70°С, последующего постепенного понижения давления в аппарате до 10-20 кПа в течение 4-6 минут и выдержки при постоянном пониженном давлении в течении 5-7 минут; с общим количеством таких циклов 3-5.
Отличительной особенностью изобретения является то, что процесс начинается с предварительного прессования исходного сырья в пеллеты, что вызывает значительное разрушение внутренней структуры сырья. При этом в процессе прессования происходит разогрев пеллет, которые сразу поступают в экстрактор и подвергаются заливке холодным экстрагентом, что вызывает конденсацию образовавшихся внутри разогретых пеллет паров влаги. Кроме того, в результате контакта экстрагента с пеллетами начинается их пропитка, вызывающая снятие упругопластических и остаточных деформаций, удерживающих сырье в форме пеллет. Разрушенная внутренняя структура сырья способствует интенсивной пропитке и разбуханию растительных волокон, и частичному восстановлению их первоначальных размеров. В результате чего внутри пеллет создается пониженное давление по отношению к давлению среды в экстракторе, равном в этот момент атмосферному давлению. Образовавшийся перепад давлений, в свою очередь, так же интенсифицирует процесс пропитки сырья. Таким образом, происходит интенсивное насыщение волокон чаги экстрагентом. При этом постепенно повышающаяся температура экстрагента вызывает интенсификацию процесса растворения в нем целевых продуктов. Чередование стадий понижения давления в аппарате до 10-20 кПа в течение 4-6 минут, выдержки при постоянном пониженном давлении в течении 5-7 минут и создания атмосферного давления в аппарате интенсифицирует процесс экстракции за счет удаления из чаги насыщенного целевым продуктом экстрагента на стадии понижения давления и подачи в чагу менее насыщенного экстрагента из аппарата на стадии атмосферного давления, способствуя значительному увеличению выхода экстрактивных веществ и сокращении времени процесса.
Диаметр пеллет в размере 3-5 мм обусловлен обеспечением оптимальных условий для процесса их прессования и разрушения внутренней структуры сырья. Нижний предел диаметра пеллет принят равным 3 мм, поскольку достижение меньшего значения увеличивает энергозатраты на пеллетирование. Увеличение диаметра пеллет более 5 мм вызывает незначительное разрушение внутренней структуры сырья, снижая тем самым интенсивность пропитки и массообмен при контактировании с экстрагентом.
Продолжительность первоначальной выдержки пеллет в экстрагенте с постоянно повышающейся до 60-70°С температурой в течение 40-50 мин обусловлена необходимостью создания условий для полного насыщения чаги экстрагентом, поскольку уменьшение продолжительности первоначальной выдержки менее 40 мин приводит к увеличению количества циклов и, как следствие, общей продолжительности экстракции; при повышении продолжительности первоначальной выдержки более 50 мин повышения выхода целевого продукта не наблюдается, однако увеличивается общая продолжительность процесса.
Минимальная продолжительность стадии настаивания при атмосферном давлении в течение 25 минут объясняется необходимостью обеспечения качественной пропитки чаги экстрагентом. Повышение продолжительности стадии настаивания более 30 минут увеличивает общую продолжительность процесса без повышения его эффективности.
Нижний предел температуры экстрагента составляет 60°С, поскольку более низкие температуры не позволяют добиться необходимой степени извлечения. Повышение температуры экстрагента более 70°С может привести к изменению качественных характеристик целевого продукта.
Режимные параметры стадии постепенного понижения давления в аппарате до 10-20 кПа в течение 4-6 минут обусловлены экономической целесообразностью и возможностью использования для создания подобных условий наименее энергозатратного и неприхотливого с точки зрения условий эксплуатации оборудования, например, водокольцевого вакуумного насоса. При этом увеличение продолжительности стадии понижения давления более 6 минут снижает эффективность вследствие значительной релаксации избыточного давления внутри частиц чаги.
Продолжительность стадии выдержки при постоянном пониженном давлении не менее чем в течении 5 минут обусловлена необходимостью достижения полной релаксации внутреннего избыточного давления в частице. Повышение продолжительности выдержки более 7 минут влечет увеличение общей продолжительность процесса без повышения выхода целевого продукта.
Установлено, что сокращение общего количества циклов, включающих настаивание при атмосферном давлении, постепенное понижение давления в аппарате и выдержку при постоянном пониженном давлении, менее 3 не позволяет достичь необходимых количественных выходов целевого продукта, при этом увеличение общего количества циклов более 5 приводит к увеличению общей продолжительность процесса без заметного повышения выхода целевого продукта.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1.
Сырьевую чагу предварительно измельчали на промышленном шредере, после чего прессовали в пеллеты размером 3 мм в диаметре и до 8 мм длиной. Полученные пеллеты загружали в экстрактор, заливали холодным экстрагентом (в массовом соотношении чага : вода 1:3) и выдерживали в течение 40 минут в экстрагенте при постоянно повышающейся до 60°С температуре, далее происходит экстрагирование в режиме чередования стадии настаивания при температуре 60°С и атмосферном давлении в течение 25 минут, стадии постепенного понижения давления в аппарате до 10 кПа в течение 4 минут и стадии выдержки при постоянном пониженном давлении в течении 5 минут. Общее количество циклов 3.
Пример 2.
Сырьевую чагу предварительно измельчали на промышленном шредере, после чего прессовали в пеллеты размером 5 мм в диаметре и до 8 мм длиной. Полученные пеллеты загружали в экстрактор, заливали холодным экстрагентом (в массовом соотношении чага : вода 1:5) и выдерживали в течение 50 минут в экстрагенте при постоянно повышающейся до 70°С температуре, далее происходит экстрагирование в режиме чередования стадии настаивания при температуре 70°С и атмосферном давлении в течение 30 минут, стадии постепенного понижения давления в аппарате до 20 кПа в течение 6 минут и стадии выдержки при постоянном пониженном давлении в течении 7 минут. Общее количество циклов 5.
Пример 3.
Сырьевую чагу предварительно измельчали на промышленном шредере, после чего прессовали в пеллеты размером 3 мм в диаметре и до 8 мм длиной. Полученные пеллеты загружали в экстрактор, заливали холодным экстрагентом (в массовом соотношении чага : вода 1:5) и выдерживали в течение 40 минут в экстрагенте при постоянно повышающейся до 70°С температуре, далее происходит экстрагирование в режиме чередования стадии настаивания при температуре 70°С и атмосферном давлении в течение 25 минут, стадии постепенного понижения давления в аппарате до 10 кПа в течение 5 минут и стадии выдержки при постоянном пониженном давлении в течении 5 минут. Общее количество циклов 3.
Пример 4.
Осуществляли по примеру 3, только общее количество циклов 4.
Пример 5.
Осуществляли по примеру 3, только общее количество циклов 5.
Для проведения сравнительного анализа предложенного способа был проведен опыт по прототипу, при котором сырьевую чагу предварительно измельчили на промышленном шредере и после загрузки в экстрактор подвергли глубокой дегазации путем нагрева до температуры 70°С и импульсного вакуумирования до достижения остаточного давления 10 кПа за 0,1 си выдержку при данной глубине вакуума в течении 5 мин. Контактирование чаги с предварительно нагретым до 70°С экстрагентом, в качестве которого использовали дистиллированную воду, осуществили под вакуумом, после чего произвели сброс вакуума и выдержку при атмосферном давлении в течение 5 мин с одновременным нагревом массы до 70°С. Далее цикл скоростного набора вакуума, выдержки под вакуумом, скоростного сброса вакуума и выдержки массы при атмосферном давлении с одновременным нагревом повторили 5 раз.
Полученные в результате опытов экстракты упаривали и определяли выход сухих экстрактивных веществ в процентном отношении к первоначальной массе чаги.
Проведенные исследования установили, что выход экстрактивных веществ (сухого остатка) из березового гриба чага по заявленному способу более чем в 1,5 раза выше, чем по прототипу. Результаты исследований представлены в таблице.
Предлагаемый способ экстракции по сравнению с прототипом позволяет повысить выход экстрактивных веществ из березового гриба чага, а также снизить капитальные затраты на осуществление процесса.
Claims (1)
- Способ экстрагирования чаги, включающий измельчение сырья, приведение его в контакт с растворителем при понижении и повышении давления над раствором, отличающийся тем, что предварительно прессуют исходное сырье в пеллеты размером 3-5 мм в диаметре и не более 8 мм длиной и заливают пеллеты холодным экстрагентом, в качестве которого выступает вода, в массовом соотношении чага:вода 1:(3-5), выдерживают пеллеты в течение 40-50 мин в экстрагенте, нагревая в течение этого времени до 60-70°С, затем экстрагируют чагу в режиме чередования стадий настаивания при атмосферном давлении в течение 25-30 мин при температуре 60-70°С, последующего постепенного понижения давления в аппарате до 10-20 кПа в течение 4-6 мин и выдержки при постоянном пониженном давлении в течение 5-7 мин, с общим количеством таких циклов 3-5.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2782263C1 true RU2782263C1 (ru) | 2022-10-25 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2163827C2 (ru) * | 1998-07-06 | 2001-03-10 | Абрамов Яков Кузьмич | Способ экстрагирования материалов |
RU2343930C1 (ru) * | 2007-04-02 | 2009-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет" | Способ получения водных экстрактов чаги |
RU2657431C1 (ru) * | 2017-01-23 | 2018-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Микопро" (ООО "Микопро") | Способ получения биологически активных веществ из грибов |
CN114106213A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-01 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 桦褐孔菌粗多糖干粉的制备方法 |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2163827C2 (ru) * | 1998-07-06 | 2001-03-10 | Абрамов Яков Кузьмич | Способ экстрагирования материалов |
RU2343930C1 (ru) * | 2007-04-02 | 2009-01-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет" | Способ получения водных экстрактов чаги |
RU2657431C1 (ru) * | 2017-01-23 | 2018-06-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Микопро" (ООО "Микопро") | Способ получения биологически активных веществ из грибов |
CN114106213A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-03-01 | 中国科学院天津工业生物技术研究所 | 桦褐孔菌粗多糖干粉的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101604158B1 (ko) | 물질의 추출 방법 및 그를 실행하기 위한 장치 | |
KR101749785B1 (ko) | 재료로부터 추출물을 생성하는 방법 그리고 이 방법을 구현하는 장치 | |
JP3212278B2 (ja) | 植物類、キノコ類から工場的にエキス製品を製造する製法及び装置 | |
RU2782263C1 (ru) | Способ экстрагирования чаги | |
CN101269093A (zh) | 超临界二氧化碳破壁萃取蜂花粉油脂方法 | |
CN107177407A (zh) | 一种基于美藤果的化妆品用油的生产方法 | |
CN107164075A (zh) | 一种基于腊梅的化妆品用油的生产方法 | |
US3646687A (en) | Process for packing and drying solid wood and a plant for accomplishing same | |
RU2637318C1 (ru) | Способ экстракции эфирных масел из растительного сырья | |
KR20230001202A (ko) | 폴리페놀 초임계추출 | |
CN107201268A (zh) | 一种基于辣木籽的化妆品用油的生产方法 | |
CN106987308A (zh) | 一种基于杏仁的化妆品用油的生产方法 | |
RU2404238C1 (ru) | Способ комплексной переработки древесной зелени | |
RU2795766C1 (ru) | Способ получения растительного экстракта | |
TW202019673A (zh) | 連續式植物萃取機 | |
RU2193855C1 (ru) | Способ переработки сушеных плодов шиповника | |
RU2810497C1 (ru) | Способ получения растительных экстрактов | |
RU2799883C1 (ru) | Способ получения сухого растительного экстракта | |
CN107022408A (zh) | 一种基于番木瓜籽的化妆品用油的生产方法 | |
RU2422502C1 (ru) | Способ получения настоя из сырья с пористой упругой структурой | |
RU2098268C1 (ru) | Способ получения уплотненной модифицированной древесины и изделий из нее | |
CN108004013A (zh) | 一种从藻类中提取并富含dha脂肪酸的方法 | |
CN107034006A (zh) | 一种基于蚕蛹的化妆品用油的生产方法 | |
CN107083271A (zh) | 一种基于山茶花籽的化妆品用油的生产方法 | |
RU2083674C1 (ru) | Способ получения дубильного экстракта из коры лиственницы |