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:

⚙️ Этап 1. Экстрагент последовательно проходит через все экстракторы, из последнего собирают концентрированную вытяжку.

🔹В первом перколяторе сырьё становится сильно истощённым, потому что в него всё время подают чистый экстрагент.

⚙️Поэтому дальше первый экстрактор отключают, разбавленную вытяжку из него сливают в сборник, шрот удаляют, а экстрактор заполняют новым сырьём - этап 2.1: