Оборудование для производства экстрактов
Компания Normit разрабатывает и изготавливает оборудование для производства экстрактов.
Экстракция, экстрагирование (от позднелат. extractio — извлечение), процесс разделения смеси твердых веществ или жидких или с помощью избирательных (селективных) растворителей (экстрагентов).
Применение:
Экстракторы (экстракционные аппараты) применяются для экстрагирования полезных веществ из растительного (или органического) сырья путем воздействия на него экстрагентом-растворителем. В качестве экстрагента могут быть использованы различные водные растворы, вода или другие жидкости.
Экстракция находит свое применение в таких сферах как:
-фармацевтическая
-пищевая
-нефтеперерабатывающая
-химическая
-металлургическая и др. отраслях промышленности
Процесс экстракции включает 3 поступные стадии:
- смешивание исходной смеси веществ с экстрагентом
- разделение (расслаивание) механическим способом двух образующихся фаз
- удаление экстрагента из обеих фаз и регенерация с целью повторного использования
Применение изготовляемых нами экстракторов намного сокращает время экстракции, увеличивает выход продукта (увеличивает содержание экстрагируемых веществ) а так же одновременно увеличивает выход активных веществ.
После механического разделения получают раствор извлекаемого вещества в экстрагенте (экстракт) и твёрдого вещества или остаток исходного раствора . Выделение экстрагированного вещества из экстракта и одновременно регенерация экстрагента производится дистилляцией, выпариванием, кристаллизацией, высаливанием и т. п.
Достоинствами экстракции являются:
- низкие рабочие температуры
- повышается эффективность извлечения веществ из разбавленных растворов
- близкокипящие компоненты, и азеотропные смеси возможно разделить
- возможно сочетание с другими технологическими процессами как ректификация, кристаллизация)
- простота оборудования и приемлимость её автоматизации.
Для разделения экстракционным способом двух компонентов преимущественно с близкой растворимостью в исходном растворителе, часто используют два экстрагента с разной селективностью. Исходный раствор поступает в среднюю часть экстрактора, один из экстрагентов — в верхнюю часть, дследующий — в нижнюю.
Применяемые экстракторы:
Экстрактор с ректификационной колонной и дефлегматором.
Процесс экстрагирования происходит в экстракционной камере аппарата, куда загружается сырье. Пары экстрагента из испарительной камеры, обогреваемой паровой рубашкой, поступают в ректификационную колонну, откуда летучие фракции поступают в дефлегматор и конденсируются.
| Объем емкости, л | 1700 |
| * По заявке технические характеристики могут быть изменены | |
Установка гидродинамической экстракции из растительного сырья.
Работа установки основана на рециркуляции экстрагента через гидродинамический генератор (многоступенчатый роторно-кавитационный гомогенизатор специальной конструкции).
| Объем загрузочной емкости, л | 120* |
| Объем приемной емкости, л | 120* |
| Мощность электродвигателя привода мешалки, кВт | 17 |
| * По заявке технические характеристики могут быть изменены | |
Схема установки непрерывного действия для экстракции двумя растворителями
1 - колонна
II - установка для регенерации экстрагента SB2,
III- установка для регенерации экстрагента SB1,
IV- дополнительные смесители (в случае работы с флегмой);
1,2,3, ..., n-1, n-номера ступеней: L - исходный раствор;
N - сырой экстракт;
Rn - сырой рафинат;
B1, B2 - экстрагируемые компоненты.
Непрерывный противоточный экстрактор:
Ящичный экстрактор:
1 — камера смешения
2 — жалюзийная перегородка
3 — отстойная камера
4 — граница раздела фаз
5, 6 — регулирующие трубки
7 — рециркуляционная трубка
8 — всасывающий коллектор
9 — турбинная мешалка.
.
Экстракторы для твердых тел
В таких аппаратах экстракция осуществляется по двум способам:
- периодический и непрерывный
При периодической работе цикл состоит из загрузки, экстрагирования, выгрузки и подготовки к следующему циклу.
Для аппаратов которые действуют непрерывно не нужно затрачивать время на загрузку и выгрузку продуктов, следовательно цикл их работы уменьшается, а производительность возрастает.
Экстрактор периодического действия с мешалкой.
Емкость-экстрактор представляет собой сосуд с герметичными люками, подъемной крышкой с механическим подъемником, внутренними решетками. Циркуляция раствора-экстрагента осуществляется с помощью мешалки специальной конструкции.
Установка гидродинамической экстракции из растительного сырья
Работа установки основана на рециркуляции экстрагента через гидродинамический генератор (многоступенчатый роторно-кавитационный гомогенизатор специальной конструкции).
| Объем емкости, л | 650* |
| Мощность электродвигателя привода мешалки, кВт | 5 |
| * По заявке технические характеристики могут быть изменены | |
Экстрактор периодического действия
Емкость-экстрактор представляет собой герметичный вертикальный цилиндрический аппарат. Исходное растительное (или органическое) сырье помещается в специальных мешках или сетках. Циркуляция раствора-экстрагента осуществляется с помощью насоса (или гидродинамического генератора). Забор раствора из аппарата осуществляется при помощи специального заборного устройства щелевого типа, а подача с помощью специального распылителя.
| Объем загрузочной емкости, л | 650* |
| Мощность электродвигателя привода мешалки, кВт | 1,1 |
| * По заявке технические характеристики могут быть изменены | |
Экстракторы периодического действия
А+B—смесь C+B2
С—растворитель
C+B2 — экстракт
A+B2—рафинат—аппараты, снабженные насосами, загрузочными и выгрузочными механизмами (быстродействующими затворами и люками).
Периодически действующие аппараты объединяют в батареи для более полного извлечения экстракта и повышения производительности.
Для ускорения экстрагирования растворитель нагревают в теплообменниках.
Загрузку и выгрузку твердого материала выполняют поочередно для каждого аппарата.
В непрерывно действующих аппаратах продукт A+B и растворитель C движутся по противоточной схеме: C+B2 —экстракт, A+B1—рафинат). Такие экстракторы различают по способу перемещения в них твердых веществ. Так, в экстракторе, материал перемещается вертикальным шнеком вверх. В другом аппарате он перемещается цепью со скребками. В гребковом экстракторе твердый компонент смеси перемещается специальными гребками, установленными на общем валу и помещенными в отдельных секциях. В барабанном экстракторе твердый материал перемещается при вращении барабана, снабженного установленными по спирали гребками.
Экстракторы для жидкостей
Аппараты непрерывного экстрагирования жидкостей устроены следующим образом. Ротационный экстрактор имеет ротор в виде многослойного перфорированного барабана, вращающегося вокруг горизонтальной оси. Тяжелая жидкость C(растворитель) поступает через полую ось к центру, а легкая смесь A+B — в отделения на периферии ротора. Под действием центробежной силы легкая жидкость устремляется ближе к оси, а тяжелая — ближе к периферии, создавая этим противоточное движение жидкостей. Степень перфорации концентричных барабанов ротора составляет 2%.
Экстракторы для жидкостей
Насадочный колонный экстрактор, в котором осуществляется противоточное движение распыленных насадкой частиц жидкостей, действует аналогично абсорберу.
В колонном пульсационном экстракторе (рис.с) процесс экстрагирования интенсифицируется за счет пульсации жидкости мембраной, получающей колебательные движения от поршневого механизма. Это повышает эффективность процесса экстракции.
В колонном аппарате, показанном на рис. епроцесс экстракции интенсифицируется за счет высокой турбулентности, создаваемой с помощью инжекторов.
В смесительно-отстойном аппарате (рис. d) мешалки, сидящие на вертикальном валу, смешивают вещества, а в насадке между мешалками происходит их расслоение и разделение.
Экстракционная пленочно-вакуумная установка
Включает два экстрактора, конденсатор-холодильник, смотровой фонарь, сборник конденсата,вакуум-насос с приводом и систему коммуникаций с запорной арматурой. На установке экстракция ароматических веществ производится на растительном сырье: кубеба, померанцевая корка и имбирь. Для сравнения в производственных условиях получены экстракторы указанного выше растительного сырья с применением действующих способов: двукратного настаивания с одноразовым ежедневным перемешиванием и настаивания в специальной экстракционной установке при шестикратном перемешивании в течение смены.
Применение вакуумного способа позволяет сократить продолжительность процесса экстракции, снизить соотношение контактирующих фаз. Использование вакуумной установки дает возможность получить две фракции экстракта: высококонцентрированную фракцию из конденсата испаренной пленки с содержанием эфирных масел в 2,5...3,0 раза выше по сравнению с действующими методами и фракцию нормальной концентрации (настой).
| Показатели процесса экстракции |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Соотношение концентрирующих фаз при двукратном настаивании и для экстракционной установки составляет 1:10, для новой установки - 1:4 … 1:5 |
Экстрактор вертикальный шнековый 
Состав оборудования :
-
две вертикальные колонны ( экстракционная и загрузочная )
-
горизонтальная колонна (в виде передаточных шнеков ).
На загрузочной колонне находится декантатор — в котором отходящая из экстрактора мисцелла очищается путем отстаивания от основного количества крупных взвешенных в ней частиц.
-
Механизм сбрасывателя
-
Колонны экстрактора ( состоящие из царг)
-
Направляющие планки (служат для предотвращения проворачивания материала)
-
Патрубок для выхода шрота
-
смотровые окна
-
люк-лаз
Декантатор представляет собой цилиндр с конусообразным основанием, нижний диаметр которого имеет фланец для соединения с верхней царгой загрузочной колонны.
На крышке декантатора также расположено смотровое окно, патрубки для выхода паровоздушной смеси.
Экстрагируемый материал в виде лепестка (возможна подготовка материала в виде крупки или гранул) поступает в загрузочную колонну экстрактора по наклонной и центральной питающим течкам через горловину.
Процесс экстракции:
Движущийся материал, образовав опускающийся слой, соприкасается с поверхностью мисцеллы в декантаторе.При этом частицы материала смачиваются и осаждаются, образуя фильтрующий слой в конической части декантатора.
Направляющие пластины в конической части декантатора препятствуют проворачиванию слоя материала и тем самым способствуют захвату его шнеком.
В верхней части экстракционной колонны проэкстрагированный материал поднимается выше уровня бензина. При этом из насыщенной массы происходит сток жидкой фазы и шрот выходит из экстрактора с содержанием бензина 20...40 %. Экстрагирование масличного материала в шнековом экстракторе происходит в противотоке.
Растворитель (бензин) насосом подается в верхнюю часть экстракционной колонны через форсунки и опускается вниз сплошным потоком, заполняя весь свободный объем колонны, включая пространство между частицами экстрагируемого материала.
Потоком текущей жидкой фазы навстречу транспортируемому материалу заполняется свободный объем передаточного горизонтального шнека и загрузочной колонны.
На всем пути по трем колоннам экстрактора жидкая фаза последовательно насыщается извлекаемым маслом и получаемая при этом мисцелла имеет наибольшую концентрацию на выходе из экстрактора.
Патрубки в декантаторе для отвода мисцеллы из экстрактора расположены ниже форсунок в экстракционной колонне, по которым подается растворитель в экстрактор. Это позволяет иметь избыточный гидростатический напор для обеспечения течения жидкой фазы по трем колоннам экстрактора от входа к выходу (реализуется принцип сообщающихся сосудов).
Мисцелла, поступающая снизу в декантатор, вначале фильтруется через опускающийся слой жмыха, а затем отстаивается в расширенной части декантатора. В результате этого мисцелла, выходящая из экстрактора, имеет содержание частиц экстрагируемого материала 0,4... 1,0 %.
| Технические характеристики |
|
Ленточный экстрактор
Работает по способу орошения. Сердцем экстрактора является горизонтальный сетчатый ленточный транспортер. Лента состоит из двух параллельно расположенных бесконечных цепей, к щекам которых крепятся болтами поперечно 58 рамок, которые для обеспечения жесткости снабжены продольными и поперечными ребрами. Сверху на рамки укладывают подкладочные листы с перфорацией, затянутые сверху специальной плетеной сеткой.
Цепи ленты надеты на звездочки ведущего и ведомого валов. Для исключения провисания и смещения ленты между звездочками на пальцах цепей имеются ролики, которые катятся по направляющим.
Ролики с одной стороны гладкие, а с другой имеют треугольную проточку. Проточка на роликах и треугольный выступ на направляющей обеспечивают отсутствие бокового смещения ленточного транспортера.
Вал с двумя ведущими звездочками жестко закреплен в хвостовой части аппарата, приводится во вращение в подшипниках от электродвигателя через вариатор, редуктор, цепную передачу и храповой механизм. Вариатор позволяет изменять бесступенчато скорость движения ленты в пределах от 2,5 до 5 м/ч. Движение ленты происходит непрерывно из-за включения в кинематическую схему привода храпового механизма.
Вал с двумя ведомыми звездочками имеет подвижные подшипники, расположен в головной части экстрактора, где предусмотрено приспособление для натяжения цепей транспортера. Ленточный транспортер в экстракторе установлен не строго горизонтально. Ось ведущих звездочек расположена выше оси ведомых звездочек. Это препятствует стеканию бензина по поверхности слоя материала в выводной бункер.
Особенность экстрактора ленточного
-
использование в рабочем процессе (транспортирование слоя экстрагируемого материала) только верхней ветви ленточного транспортера. Нижняя ветвь транспортера нерабочая, и в этой зоне лента подвергается вспомогательным операциям (очистке круглой щеткой и промывке частью мисцеллы из дозировочного бачка).
-
под верхней ветвью ленты расположены десять мисцеллосборников, восемь из которых соединены с соответствующими насосами, которые объединены в два четы-рехкорпусных насоса. Каждый из восьми центробежных отдельных насосов питает мисцеллой соответствующую форсунку.
-
для обеспечения равномерного распределения орошающей мисцеллы по слою экстрагируемого материала, получения хорошей проницаемости слоя, устранения скопления растворителя на верхней поверхности слоя экстрагируемого материала к крышке экстрактора на цепях подвешены грабельные рыхлители, которые прочесывают верхний слой материала.
Состав оборудования:
Все рабочие органы экстрактора заключены в корпус экстрактора, который выполнен из листовой стали и швеллеров в виде коробчатой конструкции.
-
загрузочный бункер, над которым имеется шлюзовой затвор с индивидуальным электроприводом. Загрузочный бункер экстрактора имеет два ограничителя (верхний и нижний) флажкового типа.
При этом также обеспечивается создание слоя материала, играющего роль затвора, препятствующего прорыву паров растворителя за пределы объема экстрактора.
-
вертикальный регулировочный щибер, снабженный указателем, при помощи которого устанавливается определенная высота слоя материала.
-
разгрузочный бункер, который имеет сужающееся боковое сечение с расположенным в самом низу двусторонним лопастным шнеком и шлюзовыми затворами. Корпус экстрактора установлен на опорах .
Процесс экстракции:
Экстрактор работает следующим образом. Экстрагируемый материал, подготовленный в виде лепестка, а также возможно в виде крупки, подается транспортером и после прохождения электромагнита через шлюзовой затвор поступает в загрузочный бункер, где автоматически поддерживается слой материала, опирающийся на ленту.
При движении ленты вместе с ней из загрузочного бункера транспортируется слой материала, высота которого регулируется шибером. На всем пути движения материала в рабочей зоне экстрактора на верхней ветви ленты происходит орошение слоя материала из восьми оросителей мисцеллой, концентрация которой последовательно увеличивается в противотоке. Свежий материал орошается крепкой мисцеллой, а материал в конце пути на ленте орошается чистым растворителем.
Мисцелла или растворитель, фильтруясь через слой материала, экстрагирует из него масло. Пройдя через слой материала и сетчатую ленту, мисцелла стекает в соответствующий мисцеллосборник, откуда откачивается и вновь подается на орошение.
При принятой схеме циркуляции мисцеллы на ступени (из мисцеллосборника насосом мисцелла подается в ороситель, расположенный над этим же мисцеллосборником) противоточное движение мисцеллы осуществляется переливом ее в смежный мисцеллосборник. Направление движения мисцеллы к месту загрузки материала путем ее перелива обеспечивается соответствующим снижением уровня переливной щели в последовательности мисцеллосборников.
В хвостовой части экстрактора проэкстрагированный материал после зоны стока разрыхляется разгрузочным разрыхлителем и сбрасывается в разгрузочный бункер. Здесь материал двусторонним лопастным шнеком подается на два шлюзовых затвора и выводится из экстрактора.
Мисцелла при фильтрации через высокий слой материала очищается от взвесей и не нуждается в специальной очистке на фильтрах после выхода из экстрактора.
В карусельных экстракторах реализуется принцип многоступенчатого орошения слоя маслосодержащего материала с фильтрацией рециркулируюшей мисцеллы через слой экстрагируемого материала.
| Технические характеристики |
|
Двухъярусный роторный карусельный экстрактор 
Состав аппарата :
-
цилиндрический корпус
-
2 вращающиеся роторы имеющие собственные валы
Привод обоих роторов общий, причем вращение они получают через зубчато-цепные передачи которые, в свою очередь, получают вращение через валы с шарнирами.
Процесс экстракции:
Загрузка исходного экстрагируемого материала происходит через загрузочный бункер двумя параллельно расположенными шнеками разной длины. Это обеспечивает равномерность загрузки камер экстрактора.
На верхнем ярусе материал проходит восемь ступеней орошения мисцеллой, подаваемой рециркуляционными насосами через орошающие трубы (разбрызгиватели).
Через шахту перегрузки экстрагируемый материал
пересыпается из разгружаемой камеры верхнего яруса в загружаемую камеру нижнего яруса.
На нижнем ярусе материал проходит еще 8 ступеней орошения мисцеллой понижающейся концентрации.
На последней ступени орошается чистым растворителем и проходит зону стока растворителя.
Материал выгружают через разгрузочный шнек.
Перед подачей в экстрактор чистый растворитель подвергают сепарации от воды в водоосадителе и нагревают в теплообменнике до рабочей температуры 50 - 60 °С.
Мисцелла отводится через патрубок и подается с помощью насоса в орошающие трубы верхнего яруса
Из последнего мисцеллосборника мисцелла подается насосом через разбрызгиватель на материал в третьей по ходу его движения камере. На третьей ступени после фильтрации через слой материала конечная мисцелла отводится из экстрактора.
Преимущества:
Система рециркуляции мисцеллы обеспечивает общее противо-точное движение экстрагируемого материала и мисцеллы, т. е. по направлению к месту ввода материала растет концентрация рециркулируемой мисцеллы.
Орошение материала на нижнем и верхнем ярусе производится с помощью рециркуляционных насосов через разбрызгиватели, и смещение разбрызгивателей по отношению к связанным с ними соответствующими мисцеллосборниками способствует общему противоточному движению материала и мисцеллы.
Этому же способствует то, что перегородки, разделяющие мисцеллосборники нижнего и верхнего ярусов экстрактора, имеют вырезы, высота которых по отношению к смежным перегородкам обеспечивает перетекание мисцеллы из камеры в камеру, образуя противоточный поток по отношению к движению материала.
| Технические характеристики |
|
.jpg)
