🍥 Технология сиропов ⚙
======================
Основным оборудованием для производства сиропов является сироповарочный котёл.
Он представляет собой ёмкостной аппарат с рубашкой, снабжённый мешалкой, как правило, тихоходной (мешалки для перемешивания вязких сред).
Сироповарочные котлы используются как в пищевой, так и в фармацевтической промышленности. Имея одинаковый принцип работы, они отличаются по техническому исполнению (из-за различий в требованиях к оборудованию для разных сфер). Сироповарочные котлы для производства лекарственных препаратов должны соответствовать требованиям GMP.
======================
Основным оборудованием для производства сиропов является сироповарочный котёл.
Он представляет собой ёмкостной аппарат с рубашкой, снабжённый мешалкой, как правило, тихоходной (мешалки для перемешивания вязких сред).
Сироповарочные котлы используются как в пищевой, так и в фармацевтической промышленности. Имея одинаковый принцип работы, они отличаются по техническому исполнению (из-за различий в требованиях к оборудованию для разных сфер). Сироповарочные котлы для производства лекарственных препаратов должны соответствовать требованиям GMP.
🍥 На видео показана работа установки для производства сиропа:
https://youtu.be/gv3LZ4198HA
Обратите внимание на
- работу мешалок,
- способ подачи (и подготовку) сахара
- расположение фильтра для фильтрации готового сиропа
- встроенную систему мойки оборудования (Cleaning-In-Place, CIP-мойка)
https://youtu.be/gv3LZ4198HA
Обратите внимание на
- работу мешалок,
- способ подачи (и подготовку) сахара
- расположение фильтра для фильтрации готового сиропа
- встроенную систему мойки оборудования (Cleaning-In-Place, CIP-мойка)
YouTube
Syrup preparation
🟡 Выпаривание вытяжек
=========================
Выпаривание – процесс удаления жидкого растворителя в виде паров, при котором происходит концентрирование растворов нелетучих веществ.
🟨 В технологии фитопрепаратов выпарные установки используют для концентрирования вытяжек из растительного сырья (обычно выпаривание проводят при температуре кипения растворителя).
📌 Выпаривание можно проводить при атмосферном давлении, повышенном или давлении ниже атмосферного.
🔸 Широкое распространение получили аппараты, в которых процесс выпаривания протекает при пониженном давлении, которое условно называется «вакуум». (В технологии этот термин используют для обозначения давления газа ниже атмосферного, а не абсолютного вакуума).
🟨 Для чего выпаривать под «вакуумом»?
Немного физики: согласно термодинамическому уравнению Клапейрона-Клаузиуса, с уменьшением давления насыщенных паров температура кипения жидкости уменьшается. То есть чем меньше давление, тем меньше температура кипения. Например, при давлении 0,5 атм вода закипает при температуре 80 °С.
🟨 Поэтому проведение процесса под «вакуумом» позволяет выпаривать при меньшей температуре, способствует сохранению в вытяжке термолабильных веществ, а также уменьшает длительность процесса.
Создание вакуума в системе используется также и для загрузки жидкости в аппарат.
Схема наиболее простого вакуум-выпарного аппарата выглядит так:
=========================
Выпаривание – процесс удаления жидкого растворителя в виде паров, при котором происходит концентрирование растворов нелетучих веществ.
🟨 В технологии фитопрепаратов выпарные установки используют для концентрирования вытяжек из растительного сырья (обычно выпаривание проводят при температуре кипения растворителя).
📌 Выпаривание можно проводить при атмосферном давлении, повышенном или давлении ниже атмосферного.
🔸 Широкое распространение получили аппараты, в которых процесс выпаривания протекает при пониженном давлении, которое условно называется «вакуум». (В технологии этот термин используют для обозначения давления газа ниже атмосферного, а не абсолютного вакуума).
🟨 Для чего выпаривать под «вакуумом»?
Немного физики: согласно термодинамическому уравнению Клапейрона-Клаузиуса, с уменьшением давления насыщенных паров температура кипения жидкости уменьшается. То есть чем меньше давление, тем меньше температура кипения. Например, при давлении 0,5 атм вода закипает при температуре 80 °С.
🟨 Поэтому проведение процесса под «вакуумом» позволяет выпаривать при меньшей температуре, способствует сохранению в вытяжке термолабильных веществ, а также уменьшает длительность процесса.
Создание вакуума в системе используется также и для загрузки жидкости в аппарат.
Схема наиболее простого вакуум-выпарного аппарата выглядит так:
🟡 Принцип работы вакуум-выпарного аппарата ⚙️
===========================
Вакуум в системе создаётся путём соединения сборника отгона (3) с вакуум-линией (насосом).
В рубашку испарителя (1) подаётся теплоагент (в данном случае пар). При достижении температуры кипения жидкость в испарителе закипает.
Образующиеся пары растворителя попадают в конденсатор (2), где, соприкасаясь с его холодной поверхностью (хладоагентом в данном случае является вода), конденсируются, и в виде жидкости накапливаются в сборнике отгона (3).
После выпаривания концентрированную вытяжку сливают из испарителя (1, красная стрелка).
===========================
Вакуум в системе создаётся путём соединения сборника отгона (3) с вакуум-линией (насосом).
В рубашку испарителя (1) подаётся теплоагент (в данном случае пар). При достижении температуры кипения жидкость в испарителе закипает.
Образующиеся пары растворителя попадают в конденсатор (2), где, соприкасаясь с его холодной поверхностью (хладоагентом в данном случае является вода), конденсируются, и в виде жидкости накапливаются в сборнике отгона (3).
После выпаривания концентрированную вытяжку сливают из испарителя (1, красная стрелка).
📌 Такая установка имеет недостатки (побочные явления при выпаривании – образование накипи, температурная и гидростатическая депрессии, пенообразование, брызгоунос и другие), поэтому в настоящее время распространены более сложные выпарные аппараты.
Совершенствования их конструкции направлены на интенсификацию процесса выпаривания, сокращение энергозатрат, а также преодоление побочных явлений, возникающих при выпаривании.
В дальнейшем я расскажу про некоторые из них.
Совершенствования их конструкции направлены на интенсификацию процесса выпаривания, сокращение энергозатрат, а также преодоление побочных явлений, возникающих при выпаривании.
В дальнейшем я расскажу про некоторые из них.
🟠 Способы получения концентрированных вытяжек
=========================
Использование выпаривания для концентрирования вытяжек является энергозатратным, что связано с подготовкой и длительным нагревом теплоагента. Поэтому в технологии фитопрепратов распространены способы экстрагирования, позволяющие сразу получать концентрированные извлечения.
📌 Движущей силой процесса экстрагирования является разность концентраций веществ в сырье и экстрагенте. При их выравнивании в системе наступает динамическое равновесие (достижение равновесной концентрации).
🟧 Все методы получения концентрированных вытяжек направлены на смещение этого равновесия для дополнительного обогащения извлечения экстрактивными веществами.
Для этого используют разные технические приёмы.
Основными способами получения концентрированных вытяжек являются:
🔸 реперколяция
🔸 противоточное периодическое экстрагирование
🔸 циркуляционная экстракция
🔸 экстрагирование в роторно-пульсационном аппарате (РПА)
Эти способы имеют свои разновидности и могут осуществляться в аппаратах разных конструкций.
=========================
Использование выпаривания для концентрирования вытяжек является энергозатратным, что связано с подготовкой и длительным нагревом теплоагента. Поэтому в технологии фитопрепратов распространены способы экстрагирования, позволяющие сразу получать концентрированные извлечения.
📌 Движущей силой процесса экстрагирования является разность концентраций веществ в сырье и экстрагенте. При их выравнивании в системе наступает динамическое равновесие (достижение равновесной концентрации).
🟧 Все методы получения концентрированных вытяжек направлены на смещение этого равновесия для дополнительного обогащения извлечения экстрактивными веществами.
Для этого используют разные технические приёмы.
Основными способами получения концентрированных вытяжек являются:
🔸 реперколяция
🔸 противоточное периодическое экстрагирование
🔸 циркуляционная экстракция
🔸 экстрагирование в роторно-пульсационном аппарате (РПА)
Эти способы имеют свои разновидности и могут осуществляться в аппаратах разных конструкций.
🔶 Реперколяция
=================
Процесс реперколяции проводят в батарее перколяторов, которая может выглядеть так:
=================
Процесс реперколяции проводят в батарее перколяторов, которая может выглядеть так:
🔶 Смысл реперколяции в том, что вытяжку, полученную после экстракции в первом перколяторе, используют как экстрагент в следующих перколяторах. Так она дополнительно обогащается экстрактивными веществами.
Это позволяет получать концентрированные извлечения сразу после процесса экстракции (без стадии выпаривания).
Это позволяет получать концентрированные извлечения сразу после процесса экстракции (без стадии выпаривания).
🔶 Есть разные модификации метода реперколяции. Например,
▪️наиболее простой способ, когда вся вытяжка последовательно проходит через все перколяторы с сырьём, то есть из первого перколятора подаётся в качестве экстрагента во второй, из второго – в третий и так далее; из последнего перколятора сливают концентрированную вытяжку▫️▪️
▪️наиболее простой способ, когда вся вытяжка последовательно проходит через все перколяторы с сырьём, то есть из первого перколятора подаётся в качестве экстрагента во второй, из второго – в третий и так далее; из последнего перколятора сливают концентрированную вытяжку▫️▪️
▪️реперколяция с незаконченным циклом, когда из каждого перколятора отбирают первые порции вытяжки (она является достаточно концентрированной, поскольку экстрагент при первом прохождений через слой сырья вымывает большое количество веществ), а вся остальная, разбавленная часть вытяжки, подаётся в качестве экстрагента в следующий перколятор.
Из последнего перколятора собирают концентрированную (первые порции) и разбавленную вытяжки.
Объединённую концентрированную вытяжку подают на следующие стадии технологического процесса.
Разбавленную вытяжку, как правило, отправляют на рекуперацию экстрагента. ▫️▪️
❗️Цикл не закончен, поскольку разбавленная вытяжка является отходом и не входит в состав готового продукта 🔴
Из последнего перколятора собирают концентрированную (первые порции) и разбавленную вытяжки.
Объединённую концентрированную вытяжку подают на следующие стадии технологического процесса.
Разбавленную вытяжку, как правило, отправляют на рекуперацию экстрагента. ▫️▪️
❗️Цикл не закончен, поскольку разбавленная вытяжка является отходом и не входит в состав готового продукта 🔴
▪️реперколяция с законченным циклом включает дополнительный этап упаривания разбавленной вытяжки, собранной из последнего перколятора.
Разбавленную вытяжку упаривают, а затем смешивают с концентрированной. ▫️▪️
❗️Цикл закончен, поскольку разбавленная вытяжка используется в основном технологическом процессе 🔴
Разбавленную вытяжку упаривают, а затем смешивают с концентрированной. ▫️▪️
❗️Цикл закончен, поскольку разбавленная вытяжка используется в основном технологическом процессе 🔴
▪️реперколяция с законченным циклом без выпарки, когда в перколяторы загружают неравные части сырья (в первый – наибольшее, в последний – наименьшее количество ЛРС).
Из всех перколяторов отбирают концентрированную вытяжку (неравные части), а оставшуюся разбавленную используют в качестве экстрагента.
При этом объём экстрагента и масса сырья рассчитаны так, что вся вытяжка из последнего перколятора является концентрированной. ▫️▪️
❗️Цикл закончен, поскольку разбавленной вытяжки в этом случае не образуется 🔴
Из всех перколяторов отбирают концентрированную вытяжку (неравные части), а оставшуюся разбавленную используют в качестве экстрагента.
При этом объём экстрагента и масса сырья рассчитаны так, что вся вытяжка из последнего перколятора является концентрированной. ▫️▪️
❗️Цикл закончен, поскольку разбавленной вытяжки в этом случае не образуется 🔴
◾️Для получения жидких экстрактов методами реперколяции подбирают соотношение сырьё – экстрагент, которое зависит от
- характеристик ЛРС (размера частиц сырья, характера поверхности и др.)
- экстрагента (его полярности, вязкости)
- числа перколяторов и их загрузки
так, чтобы объём получаемой концентрированной вытяжки относился к массе сырья как 1:1 ⚫️
- характеристик ЛРС (размера частиц сырья, характера поверхности и др.)
- экстрагента (его полярности, вязкости)
- числа перколяторов и их загрузки
так, чтобы объём получаемой концентрированной вытяжки относился к массе сырья как 1:1 ⚫️
🔸Основное преимущество реперколяции – возможность получения концентрированных вытяжек.
🔸Недостатки:
– сложность оборудования (по сравнению с более простыми способами экстрагирования - например, мацерацией);
– неполное истощение сырья (в каждом перколяторе, кроме первого, экстрагентом является вытяжка, уже содержащая экстрактивные вещества, и для её насыщения требуется меньше веществ из новой порции сырья. Поэтому после завершения процесса в шроте содержится достаточно много экстрактивных, в том числе действующих, веществ).
🟥 Этот недостаток успешно решён в другом методе экстрагирования, которое называется противоточным💡🔻
🔸Недостатки:
– сложность оборудования (по сравнению с более простыми способами экстрагирования - например, мацерацией);
– неполное истощение сырья (в каждом перколяторе, кроме первого, экстрагентом является вытяжка, уже содержащая экстрактивные вещества, и для её насыщения требуется меньше веществ из новой порции сырья. Поэтому после завершения процесса в шроте содержится достаточно много экстрактивных, в том числе действующих, веществ).
🟥 Этот недостаток успешно решён в другом методе экстрагирования, которое называется противоточным💡🔻
⚙️На видео хорошо показана загрузка сырья и выгрузка шрота из батареи перколяторов с фотографии выше:
https://www.youtube.com/watch?v=7JbFPKcfqD8
📌 В этой установке перколяторы могут работать как отдельные экстракторы, независимо друг от друга, так и в системе (для проведения реперколяции).
https://www.youtube.com/watch?v=7JbFPKcfqD8
📌 В этой установке перколяторы могут работать как отдельные экстракторы, независимо друг от друга, так и в системе (для проведения реперколяции).
YouTube
Javaplant Quadra Percolation System
Javaplant was established to harvest Indonesia's incredible resources for the world. With Javaplant's state-of-the-art German technology and pharmaceutical processes, Javaplant is equipped to provide the breath of quality product offerings and custom products…
🟡 Производство куркумина ⚙️🟡
==========================
Использование батареи перколяторов в реальном производственном цикле:
https://www.youtube.com/watch?v=oxNNJYzVSfg
На 5-ти минутном видео показаны все основные стадии производства куркумина, организованного в соответствии с требованиями GMP:
с 0:48 – опытно-промышленный участок (для отработки технологии в оборудовании с небольшими загрузками)
с 1:08 – производственная площадка
с 1:16 – подготовка экстрагента
с 1:27 – экстракция в батарее перколяторов (максимальная загрузка каждого - 400 кг)
с 1:59 – сборники для объединённой вытяжки
с 2:06 – фильтрация вытяжки в системе фильтров
с 2:21 – оборудование для экстракции жидкость-жидкость
с 2:24 – отбор пробы для проведения химического контроля полупродукта
с 2:27 – финальная очистка вытяжки в колоннах с сорбентом (методом хроматографической адсобции)
с 2:49 – флуоресценция очищенного раствора куркумина
с 2:59 – упаривание раствора в трёхкорпусной вакуум-выпарной установке (в каждой следующем испарителе давление ниже, чем в предыдущем, что позволяет сконцентрировать раствор при минимальном нагреве)
с 3:32 – выпаривание концентрированного раствора куркумина в плёночном испарителе, снабженном системой для улавливания летучих веществ (отделения их от паров растворителя) - aroma recovery column
с 3:45 – деконтаминация концентрата куркумина (140 градусов в течение 2 секунд) для снижения уровня микробной контаминации
c 3:58 – сушка густого остатка в вакуумной сушилке ленточного типа (горизонтальная колонна)
с 4:16 – альтернативный вариант сушки – распылительная сушилка
С 4:43 – оборудование для контроля качества готового продукта
==========================
Использование батареи перколяторов в реальном производственном цикле:
https://www.youtube.com/watch?v=oxNNJYzVSfg
На 5-ти минутном видео показаны все основные стадии производства куркумина, организованного в соответствии с требованиями GMP:
с 0:48 – опытно-промышленный участок (для отработки технологии в оборудовании с небольшими загрузками)
с 1:08 – производственная площадка
с 1:16 – подготовка экстрагента
с 1:27 – экстракция в батарее перколяторов (максимальная загрузка каждого - 400 кг)
с 1:59 – сборники для объединённой вытяжки
с 2:06 – фильтрация вытяжки в системе фильтров
с 2:21 – оборудование для экстракции жидкость-жидкость
с 2:24 – отбор пробы для проведения химического контроля полупродукта
с 2:27 – финальная очистка вытяжки в колоннах с сорбентом (методом хроматографической адсобции)
с 2:49 – флуоресценция очищенного раствора куркумина
с 2:59 – упаривание раствора в трёхкорпусной вакуум-выпарной установке (в каждой следующем испарителе давление ниже, чем в предыдущем, что позволяет сконцентрировать раствор при минимальном нагреве)
с 3:32 – выпаривание концентрированного раствора куркумина в плёночном испарителе, снабженном системой для улавливания летучих веществ (отделения их от паров растворителя) - aroma recovery column
с 3:45 – деконтаминация концентрата куркумина (140 градусов в течение 2 секунд) для снижения уровня микробной контаминации
c 3:58 – сушка густого остатка в вакуумной сушилке ленточного типа (горизонтальная колонна)
с 4:16 – альтернативный вариант сушки – распылительная сушилка
С 4:43 – оборудование для контроля качества готового продукта
YouTube
Javaplant Curcumin
Curcumin is one of the main ingredients in our portfolio. Curcumin plays a very important role in our overall manufacturing process. It sets a high standard of method of manufacturing process for other botanical extracts that we produce in our extraction…