Экстракторы. Виды экстрагирования

Различают экстракторы по режиму работы, направлениям движения, виду циркуляции, давлению, свойствам твердых частиц, конструкции корпуса, гидродинамическому характеру процесса.

Экстрагирование в пищевом производстве может быть выполнено различными способами: погружением экстрагируемого материала; ступенчатым орошением растворителем; смешанным способом, при котором материал проходит стадию замачивания, затем стадию орошения.

При погружении экстрагируемого материала процесс происходит в условиях противотока, когда растворитель и экстрагируемый материал непрерывно передвигаются навстречу друг другу.

Преимущество экстрагирования погружением заключается в высокой скорости, простоте конструкции экстракционного аппарата. К недостаткам следует отнести значительные габариты экстракторов по высоте, высокое содержание примесей в конечном продукте, низкую концентрацию конечного продукта. Для очистки целевого продукта применяют отстойники, гидроциклоны и фильтры. По способу погружения различают шнековый экстрактор, двухшнековый наклонный экстрактор.

При экстрагировании ступенчатым орошением непрерывно перемещается только растворитель, а экстрагируемый материал остается в покое в одной и той же перемещающейся емкости (ковше, камере и т.п.) или на движущейся ленте.

Экстрагирование способом орошения обеспечивает получение конечного продукта (например, мисцелл) повышенной концентрации и чистоты благодаря самофильтрации через слой экстрагируемого материала. Если содержание примесей в целевом продукте невелико, то его пропускают через раствор электролита.

Недостатками данного способа являются повышенная длительность экстракции, невысокий коэффициент использования геометрического объема.

По способу орошения выделяют горизонтальный ленточный экстрактор, вертикальный ковшовый экстрактор.

При экстрагировании смешанным способом процесс протекает в две стадии. На первой стадии осуществляется тщательное замачивание и перемешивание (стадия экстракции погружением) экстрагируемого материала в прямоточно движущемся растворителе. На второй стадии методом ступенчатого орошения достигается окончательное экстрагирование и промывка материала чистым растворителем.

Совмещение экстрагирования погружением и ступенчатым орошением в одной установке позволяет использовать преимущества способов экстрагирования и избежать их основных недостатков.

В сахарной промышленности для извлечения сахара из свекловичной стружки получили широкое распространение диффузионные аппараты непрерывного действия: наклонный двухшнековый, цилиндрический одноколонный, двухколонный, с взвешенным слоем.

В двухколонном диффузионном аппарате скорость перемещения экстрагента по отношению к свекловичной стружке вдвое больше по сравнению с другими диффузионными аппаратами. Это положительно сказывается на процессе экстрагирования сахара. Колонные аппараты занимают малые площади. Их недостатком является частичная неконтролируемая рециркуляция жидкости, необходимость нагнетания смеси снизу в вертикальные колонны и др.

В производствах сравнительно небольшой производительности находят применение перколяторы с неподвижным слоем твердого материала с экстракцией в батарее диффузоров (пять и более экстракторов). Батарея экстракторов работает по принципу противотока, т.е. свежий экстрагент взаимодействует с экстрагированным материалом, а наиболее концентрированный раствор – со свежим материалом.

Недостатком работы диффузионной батареи является неравномерность обтекания массы экстрагируемого материала в каждом аппарате и обусловленная этим малая скорость процесса.

Более эффективно работают экстракторы при перемешивании твердой фазы. Этот способ используется, например, в ликероводочном производстве для получения морсов.

Экстракторы с кипящим слоем применяют для интенсификации экстракции. Экстрагирование осуществляется при низких температурах (+30…60 °С). Пары растворителя направляют в дефлегматор, а конденсат возвращают в экстрактор, подобный выпарному аппарату периодического действия.

ЧИТАЙТЕ ДАЛЕЕ: