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.