Экстракция

Экстракцией (экстрагированием, диффузией) называется извлечение одного или нескольких компонентов из сложного по составу сырья с помощью растворителя. Экстрагирование растительного сырья является одной из наиболее продолжительных стадий его переработки. На большинстве заводов экстрагирование осуществляется малоэффективными, трудоемкими и длительными методами перколяции и мацерации. Применение ультразвука — один из наиболее перспективных методов интенсификации экстрагирования растительного сырья. Ультразвуковой способ экстрагирования позволяет значительно сократить длительность процесса и обеспечить более полное извлечение веществ. При воздействии ультразвуковых волн нарушается пограничный диффузионный слой, улучшается проникновение экстрагента в материал. В результате сырьё набухает гораздо быстрее, возникают турбулентные и вихревые потоки, способствующие переносу масс, растворению веществ. Происходит интенсивное перемешивание содержимого даже внутри клетки (чего невозможно достичь другими способами экстракции). Всё это приводит к значительному ускорению процесса перехода действующих веществ из сырья в экстрагент.

На эффективность процесса экстрагирования оказывают влияние следующие факторы:

  • дисперсность сырья: перед экстракцией рекомендуется провести дробление нативного сырья и измельчение высушенного;
  • замачивание: перед экстрагированием высушенное растительное сырьё рекомендуется замочить, обычно по регламенту на этот процесс тратится 5—10 часов. Ультразвуковые колебания позволяют значительно сократить время замачивания — в 3—5 раз после кратковременной ультразвуковой обработки, при этом сырьё полностью набухает;
  • перемешивание: необходимо обеспечить доступ экстрагента и ультразвукового воздействия к каждой частице. Во время ультразвукового воздействия и в промежутках между озвучиванием требуется перемешивание;
  • соотношение сырье/экстрагент: рекомендуется увеличить объем жидкости для того, чтобы ультразвук не гасился в плотной массе сырья. Рекомендуется проводить экстракцию в один залив с объемом экстрагента, равным сумме объемов двух заливов;
  • продолжительность ультразвуковой обработки: не рекомендуется проводить слишком длительную ультразвуковую обработку сырья, т. к. может повыситься мутность экстракта из-за сопутствующего процесса диспергирования. Продолжительность озвучивания зависит от величины частиц экстрагируемого сырья, например, частицы размером 0,5 мм рекомендуется обрабатывать не более 15—30 минут, частицы размером 1 мм — не более 60 минут, частицы размером 2 мм — не более 120 минут, частицы крупнее 10 мм рекомендуется измельчать. Интервал между периодами озвучивания должен быть достаточно длительным (для повторного накопления концентрации полезных веществ) — от нескольких часов до суток.

Проведенные нами исследовательские работы показали, что ультразвуковая обработка ускоряет процесс экстрагирования сырья в 2—4 раза. К примеру, сроки проведения экстрагирования сократились до следующих пределов: рябины — с 28 до 8 суток; трав — с 12 до 6 суток; кофе — с 10 до 3 суток.

Мы разрабатываем и изготавливаем ультразвуковые экстракторы любого размера, объема и конструкции по техническому заданию, а также предлагаем следующие экстракторы по имеющимся разработкам:

  • Экстрактор РПМ 2/12-Н. Ультразвуковой экстрактор объемом 2 м³ представляет собой сварной цилиндрический корпус, выполненный из пищевой нержавеющей стали. Выгрузка отработанного сырья проводится через боковой люк. Экстрактор оснащен мешалкой.
  • Экстрактор НО-58. Ультразвуковой экстрактор объемом 2 м³ представляет собой сварной цилиндрический корпус, выполненный из пищевой нержавеющей стали, состоящий из двух частей: верхней цилиндрической стационарной и нижней цилиндрической подвижной, опускающейся на 600 мм. Разъемное дно предназначено для удобства выгрузки отработанного сырья. Экстрактор оснащен мешалкой.
  • Лабораторный ультразвуковой экстрактор объемом 4 л с одним излучателем представляет собой сварной цилиндрический корпус, выполненный из пищевой нержавеющей стали. Экстрактор оснащен ручной мешалкой.

Кроме того, мы производим ультразвуковые модули, которые можно встраивать в перколяторы для интенсификации процесса экстрагирования растительного сырья.

Литература

  1. Пономарев В. Д. Экстрагирование лекарственного сырья. М., «Медицина», 1976, 202 с. (стр. 114);
  2. Лысянский В. М., Гребенюк С. М. Экстрагирование в пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1987, 188 с.;
  3. Прозоровский А. С., Литвинова Т. П. Ультразвук и его применение в фармацевтической практике. – М., Наука, 1960;
  4. Брух М. М., Казарновский Л. С., Каравай Н. Я. и др. Получение лекарственных препаратов из растительного сырья под действием ультразвука. — В кн: Ультразвук в физиологии и медицине. Т. 1, — Ростов-на-Дону, 1972, с. 115—116.;
  5. Стекольников Л. Н., Литвинов Т. П. О возможности использования ультразвука в фарм. практике. — «Аптечное дело», 1962, № 3, с. 70—75;
  6. Вайсман Г. А., Гуревич М. И., Сквирская Е. С. Применение ультразвука для получения настоек и экстрактов из алкалоидсодержащего растительного сырья. «Аптечное дело», 1962, № 6, с. 17—21;
  7. Влияние ультразвука на экстракцию дубильных веществ из растительного сырья. — «Аптечное дело», 1963, № 3, с. 47—50;
  8. Гончаренко Г. К., Орлова Е. И. Пути интенсификации процесса экстракции в периодических условиях. — «Мед. пром. СССР», 1968, № 6, с. 45—46;
  9. Хмелев В. Н., Попова О. В. Многофункциональные ультразвуковые аппараты и их применение в условиях малых производств, сельском и домашнем хозяйстве, Барнаул, 1997.