Спосіб екстракції свіжої рослинної сировини

Реферат: UA 73280 U UA 73280 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до технології добування біологічно активних речовин (БАР) зі свіжої рослинної сировини й може бути використаний у хіміко-фармацевтичній і харчовій промисловості, а також як компоненти природних пестицидів для вирощування екологічно чистих сільськогосподарських продуктів. Відомий спосіб екстракції свіжої рослинної сировини, при якому сировина через завантажувальний бункер попадає в ємність, де відбувається роздрібнення дикоростучої трави з одночасною подачею її в робочу камеру, де за допомогою вертикального шнека з лопатками сировина переміщається знизу нагору, а зверху протитечією за допомогою насоса направляється екстрагент, підігрів стінки робочої камери для регенерації екстрагента, що міститься в шроті, здійснюється теплообмінником з паровою сорочкою, видалення шроту здійснюється в спеціальному бункері за допомогою шнека (патент України UA 5211 МПК 7А 23L 1/01, 02.08.2004 р.). Недоліком такого способу є складність і енергоємність устаткування для його реалізації, необхідність проведення екстрагування з обігрівом, що визначає наявність спеціального обігрівача, а також вакуумного насоса для відкачки пар екстрагента, що проходить через теплообмінник. Даний спосіб екстракції не дозволяє в достатньому ступені зруйнувати вихідну сировину на рівні міжмолекулярних зв'язків, одержати повну дифузію біологічно активних речовин через клітинні мембрани в екстраговане середовище й одержати високодисперсні, утримуючі більшу частину низькомолекулярних фракцій, чисті продукти зі свіжої рослинної сировини. Відомий спосіб екстракції свіжої рослинної сировини, при якому як екстрагент використовується дистильована вода, здрібнювання сировини і його екстракцію роблять ультразвуком, очищення сировини від баластових речовин здійснюють центрифугуванням (патент РФ RU 2316375 С 2 МПК B01D11/02, А23L 2/02 02.08.2005 р. - прототип). Недоліком такого способу є складність і енергоємність устаткування для його реалізації, обумовлена наявністю установки для здрібнювання й обробки сировини ультразвуком, пристрій для очищення екстракту у вакуумі. Крім того, високий ступінь здрібнювання сировини (0,001-2 мм) не дозволяє одержати високоякісний екстракт, тому що сприяє формуванню колоїдної системи, що утрудняє дифузію низькомолекулярних з'єднань в екстрагент. Використовувана як екстрагент вода не дає можливості в повному обсязі екстрагувати більше активні речовини, особливо жиророзчинні. Даний спосіб не передбачає використання інших екстрагентів, що дозволяють екстрагувати в більше різноманітному асортименті біологічно активні речовини. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу екстракції біологічно активних речовин з свіжої рослинної сировини (коренів, кореневища і кори рослин), що забезпечує одержання в оптимальних часових інтервалах при використанні широкого спектра екстрагентів високоякісного цільового продукту, у якому легка фракція містить активні речовини, використовувані як компоненти природних пестицидів для одержання екологічно чистих сільськогосподарських продуктів, а важка фракція може бути використана для корма худоби й для вирощування грибів. В основу корисної моделі поставлена задача створення способу інтенсифікації екстракції свіжої рослинної сировини, при якому раціональне використання широкого спектра екстрагентів у процесі масообміну в сукупності з оптимальним застосуванням НВЧ-поля й центрифугуванням екстрагованої маси, новими умовами взаємодії сировини й екстрагента дозволяє підвищити ступінь інтенсифікації екстракції, збільшити вихід цільового продукту, у якому легка фракція містить активні речовини з компонентами пестицидоподібної дії, можливість використання як екстрагента водно-спиртовий розчин, а також інші розчини, дозволяють уникнути складних операцій видалення шроту. Поставлена задача вирішується тим, що у способі екстракції свіжої рослинної сировини, що включає її здрібнювання, розміщення в робочій камері, періодичне уведення екстрагента в контакт із сировиною, вплив на суміш свіжої рослинної сировини з екстрагентом силовим полем у пульсаційному режимі, відділення отриманого екстракту від обробленої сировинної маси, здрібнену рослинну сировину направляють у робочу камеру й завантажують їм дві третини обсягу, наготовлюють екстрагент, подають його під власним тиском у робочу камеру, змішують його зі свіжою рослинною сировиною, у процесі перемішування проводять обробку сировинної маси мікрохвильовим полем із частотою хвиль 2450 МГц при потужності не менше ніж 500 Вт протягом 5-15 хвилин, переміщають сировинну масу в центрифугу, відокремлюють рідку фазу розчинних речовин в екстрагенті й разом із дрібними субклітинними фрагментами направляють її через фільтруючу пластину у фракційну камеру, протягом 1-12 годин залежно від виду сировини розділяють екстракт на дві фракції: верхню легку (супернатант) і нижню більше важку 1 UA 73280 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (преципітат), барботують сировинну масу протягом 5-10 хвилин певним газом або газовою сумішшю, витісняють непотрібний газ через газовивідний трубопровід і видаляють із фракційної камери шрот. Технічним результатом корисної моделі є створення економічного в оптимальному тимчасовому діапазоні способу екстракції свіжої рослинної сировини, що забезпечує високу якість цільового продукту за рахунок того, що масообмін сировини й екстрагента в заданих режимах проводять під впливом мікрохвильового випромінювання на весь екстрагований матеріал, а також за рахунок використання центрифугування для відділення рідкої фази розчинних речовин з екстрагованої маси, забезпечення ефективності взаємодії сировини й екстрагента в процесі екстрагування. На фіг. 1 схематично представлений пристрій, що реалізує спосіб, який заявляється, на фіг. 2 - розріз А-А на фіг. 1. Екстрактор складається з робочої камери 1, жорстко закріпленої у верхній частині вертикально встановленого, жорстко закріпленого циліндричного корпусу 2, і виконаної у вигляді горизонтального циліндра 3 з герметично закріпленими до нього торцевими стінками 4 і 5 (фіг. 2), нерухомо пов'язаними з коаксіально встановленою мікрохвильовою камерою 6, виконаної із прозорого діелектричного матеріалу, у кришці 7 якої (фіг. 2) нерухомо закріплений горизонтально розташований генератор 8 імпульсної енергії. У торцевих стінках 4 і 5 робочої камери 1 горизонтально встановлена з можливістю обертання мішалка 9 із приводом 10 (фіг. 3), у верхній частині робочої камери 1 виконаний завантажувальний люк з нерухомо закріпленим у ньому бункером 11 свіжої рослинної сировини із затвором 12 і із установленої в ньому мішалкою - подрібнювачем 13 із приводом 14 (фіг. 2), а в нижній частині виконаний випускний отвір 15 із затвором 16, наділеним приводом, а також отвір з жорстко закріпленим у ньому, наділеним пробковим краном 17, трубопроводом 18, нерухомо пов'язаним з баком 19 екстрагента. Під випускним отвором 15 робочої камери 1 коаксіально встановлена жорстко закріплена до корпусу 2 фільтруюча центрифуга 20, що завантажується періодично, зв'язана трубопроводом 21 відсепарованого матеріалу, нерухомо встановленим у горизонтально розташованій, жорстко пов'язаної з корпусом 2, плиті 22, що утворює у його нижній частині фракційну камеру 23. Під плитою 22 горизонтально встановлена жорстко закріплена до корпусу 2 фільтруюча пластина 24. У нижній частині фракційної камери 23 горизонтально розташований нерухомо пов'язаний з корпусом 1 кільцевий барботер 25 із трубопроводом 26 подачі газу з пробковим краном 27, у корпусі 2, у місці установки центрифуги 20, виконаний люк 28 із кришкою 29, дно 30 фракційної камери 23 виконано знімним, герметично закріпленим до корпусу 2 і наділеним люком 31 з герметично встановленою кришкою 32, корпус 2 наділений газовивідним трубопроводом 33 з пробковим краном 34, зливальним краном 35 легкої фракції 36 екстракту, розташованої у верхній частині фракційної камери 23 і зливальним краном 37 важкої фракції 38 екстракту, розташованої в нижній частині фракційної камери 23. Рівень екстрагованої маси в робочій камері 1 регламентований датчиком 39 рівня, а фракційна камера 23 наділена рівнем 40. Пристрій працює таким чином. Свіжозібрана рослинна сировина в заданих кількостях завантажується в бункер 11 і піддається здрібнюванню з одночасним перемішуванням за допомогою мішалки - подрібнювача 13, з одночасним переміщенням його при відкритті затвора 12 у робочу камеру 1. Здрібнена рослинна сировина, що займає дві третини об'єму робочої камери 1 змішується за допомогою мішалки з екстрагентом, що подається під власним тиском з бака 19 екстрагента. Рівень екстрагованого матеріалу регламентується датчиком 39 рівня. При працюючій мішалці 9 сировинна суміш піддається обробці мікрохвильовим полем із частотою хвиль 2450 МГц при потужності не менше ніж 500 Вт протягом 5-15 хвилин за допомогою генератора 8 імпульсної енергії. Після відновлення кімнатної температури оброблена мікрохвильовим полем сировинна маса при відкритому затворі 16 робочої камери 1 переміщається в центрифугу 20, що відокремлює рідку фазу розчинних речовин в екстрагенті, яка разом із дрібними субклітинними фрагментами через фільтруючу пластину 24 надходить у фракційну камеру 23. Протягом 1-12 годин відбувається поділ екстракту на дві фракції: верхню легку фракцію 36 (супернатант) і нижню, більше важку 38 (преципітат). Надалі кожна фракція, що містить певні речовини використовується за рекомендованим призначенням. 2 UA 73280 U 5 Таким чином, пропонований спосіб екстракції свіжої рослинної сировини забезпечує ефективну взаємодію сировини й екстрагента за рахунок рівномірного впливу мікрохвильового випромінювання на екстрагований матеріал, а також за рахунок використання центрифугування для відділення рідкої фази розчинних речовин з екстрагованої маси, забезпечення ефективної взаємодії сировини й екстрагента в процесі екстрагування. Розробка проекту й виготовлення екстрактора, що заявляється, передбачається на Одеському заводі "Техмаш". ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 20 25 Спосіб екстракції свіжої рослинної сировини, що включає її здрібнювання, розміщення в робочій камері, періодичне уведення екстрагента в контакт із сировиною, вплив на суміш свіжої рослинної сировини з екстрагентом силовим полем у пульсаційному режимі, відділення отриманого екстракту від обробленої сировинної маси, який відрізняється тим, що здрібнену рослинну сировину направляють у робочу камеру й завантажують нею дві третини об'єму, приготовляють екстрагент, подають його під власним тиском у робочу камеру, змішують його зі свіжою рослинною сировиною, у процесі перемішування проводять обробку сировинної маси мікрохвильовим полем із частотою хвиль 2450 МГц при потужності не менш 500 Вт протягом 515 хвилин, переміщують сировинну масу в центрифугу, відокремлюють рідку фазу розчинних речовин в екстрагенті й разом із дрібними субклітинними фрагментами направляють її через фільтруючу пластину у фракційну камеру, протягом 1-12 годин залежно від виду сировини розділяють екстракт на дві фракції: верхню легку (супернатант) і нижню більше важку (преципітат), барботують сировинну масу протягом 5-10 хвилин певним газом або газовою сумішшю, витісняють непотрібний газ через газовивідний трубопровід і видаляють із фракційної камери шрот. 3 UA 73280 U 4 UA 73280 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5