Теория экстрагирования. Факторы, влияющие на процесс 📜🌿
========================
Знание общих закономерностей экстрагирования позволяет понять факторы, влияющие на него, и увидеть возможности для управления процессом. Некоторые из них:

☘️ строение растительного сырья
☘️ технологические свойства сырья
☘️ состав и свойства экстрагента
☘️ соотношение сырьё – экстрагент
☘️ температура среды
☘️ время экстрагирования
☘️ гидродинамические условия процесса

🟢 Влияние этих факторов в каждом случае следует учитывать при выборе способа экстрагирования, оборудования и параметров процесса.

Теория экстрагирования. Строение растительного сырья 📜🌿
=======================
Характер поверхности, форма клеток, толщина их стенок, наличие одревесневших клеток, расположение проводящей ткани
будут влиять на процесс экстрагирования.

🟢 Форму клеток следует учитывать при выборе способа измельчения. Сырьё с клетками вытянутой формы лучше измельчать поперёк. Продольное измельчение позволит вскрыть меньше клеток и экстрагирование будет замедлено.

🟢 Накопление БАВ в разных частях растения избирательно. Это важно для сырья со сложной анатомической структурой (соцветий, плодов, соплодий).

📌 Например, трубчатые цветки ромашки аптечной содержат в три раза меньше флавоноидов, чем остальные части корзинки. Поэтому при экстрагировании фракции сырья меньше 2 мм, почти полностью состоящей из трубчатых цветков, содержание флавоноидов в извлечении будет низким 🌼

🟢 Клетки проводящей ткани с прочными стенками набухают меньше, чем клетки паренхимы. Сырьё с большим количеством сосудов незначительно увеличивается в размерах при настаивании.

🟢 Большое количество хлорофилла в сырье может загрязнять извлечение и снижать выход целевой группы БАВ. В этом случае используют предварительную очистку сырья: сначала хлорофиллы экстрагируют неполярным растворителем, а затем проводят экстракцию действующих веществ.

Теория экстрагирования. Технологические свойства сырья 📜🌿
========================
форма частиц сырья
степень измельчения и фракционный состав
содержание влаги
коэффициент и степень набухания
насыпная плотность
сыпучесть
- некоторые из технологических свойств, влияющие на процесс экстрагирования.

🟡 Для каждого сырья оптимальная степень измельчения будет своей. Слишком крупные частицы будут медленно пропитываться экстрагентом, а при сильном измельчении из разрушенных клеток будет вымываться много балластных веществ.

🟡 Способ измельчения определяет, сколько клеток сырья будет разрушено и характер их повреждения. От этого зависит содержание в вытяжке вымытых экстрагентом балластных веществ.

🟡 Набухание зависит от свойств сырья и экстрагента. Чем более полярен экстрагент, тем больше ВМС он растворяет и тем выше степень набухания сырья.
🔸 От коэффициента набухания зависит загрузка экстрактора и то, сколько экстрагента останется в шроте.

🟡 Насыпная плотность показывает, какая масса сырья помещается в единице объёма.
🔸Например, в 1 л помещается около 300 г листьев мяты и более 1 кг корней одуванчика.
🔸От насыпной плотности сырья напрямую зависит, какое оборудование потребуется для его транспортировки и хранения.

❗️Технологические свойства материала будут влиять на перемещение экстрагента в слое растительного сырья, то есть на его гидродинамику 🌊🌊🌊🌊🌊🌊

Теория экстрагирования. Гидродинамика слоя📜🌿🌊
========================
Гидродинамика изучает закономерности движения жидкости в слое растительного сырья, то есть способы и скорость подачи экстрагента на сырьё, перемешивание и другие процессы.

📌 Пример:

движение экстрагента в перколяторах с частицами сырья разного размера

🟦 Первый перколятор заполнен сырьём крупного размера, экстрагент быстро проходит через такой слой. Однако истощения сырья не происходит и вытяжка получается разбавленной 🌊

🟦 Во втором перколяторе находится мелкая фракция сырья, пространство между частицами невелико и экстрагент движется медленно.
В этом случае вытяжка насыщена экстрактивными веществами, однако скорость её получения очень мала 🌊

🟦 Третий перколятор содержит фракцию со средним размером частиц, пространства между ними достаточно для движения экстрагента со средней скоростью и его насыщения экстрактивными веществами 🌊

🔹Такой случай является предпочтительным, поэтому для каждого сырья необходимо определение оптимального размера частиц, в том числе с учётом гидродинамики слоя.

❗️В первых трёх случаях перколяторы заполнены частицами примерно одного размера, однако на практике, как правило, используют смесь разных фракций. Что происходит, когда частицы в смеси слишком различаются по размеру, описывает четвёртый случай:

🟦 Четвёртый перколятор заполнен смесью крупных (30%) и мелких (70%) частиц. При этом мелкие частицы заполняют всё свободное пространство между крупными, и скорость движения экстрагента в таком слое очень низкая 🌊

Иногда такой слой становится полностью непроницаемым для экстрагента.
Такой случай является наименее предпочтительным.

Гидродинамика слоя – способы подачи экстрагента 🌊⚙️
====================
Экстрагент можно подавать на слой растительного сырья в экстракторе как сверху, так и снизу.

🔹Подача жидкости сверху – наиболее распространённый способ:

пример подачи экстрагента сверху

🔵 Основное достоинство такого способа (для перколяции) – сила гравитации ускоряет движение концентрированного извлечения вниз, поэтому частички сырья всё время окружены разбавленной вытяжкой, что позволяет поддерживать эффективную разность концентраций в сырье и экстрагенте 🌊

🔵 Недостатки - поток экстрагента сверху
- может «спрессовывать» сырьё, что затрудняет диффузию веществ
- затрудняет выход воздуха между частицами, что может приводить к образованию «мёртвых зон» в слое сырья (воздушных полостей, в которые не попадает экстрагент) 🌊

[отключить автовоспроизведение видео можно в настройках мессенджера - "продвинутые настройки" - "автозагрузка медиа" - "в каналах"]

Перечисленных недостатков лишена подача экстрагента на сырьё снизу вверх ⬆️

🟡 В этом случае сырьё дополнительно перемешивается, разрыхляется, что способствует увеличению выхода экстрактивных веществ.
Экстрагент равномерно омывает всю массу сырья и вытесняет воздух между частичками, поэтому застойные зоны не образуются.
Подача экстрагента снизу вверх увеличивает эффективность процесса экстрагирования.

📌 Такой способ подачи экстрагента используется в установке для периодического противоточного экстрагирования.

Экстрагент подают снизу под напором, а вытяжку собирают сверху. В батарее экстракторов вытяжку дальше используют как экстрагент.

Периодическое противоточное экстрагирование в батарее экстракторов⚙️
==================
Показанный выше принцип используется в батарее экстракторов для периодического противоточного экстрагирования.

❗️Иногда её называют «батареей перколяторов», но это не точно, поскольку процесса перколяции в них не происходит.

⚙️ Батарея может содержать разное количество экстракторов, в примере ниже экстракторов 4.

⚙️ Периодическое экстрагирование делится на этапы. Рассмотрим каждый из них: