🟡 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…
🔸 Противоточное экстрагирование:
как получить концентрированную вытяжку и максимально истощить сырьё 🌿 🟢
=========================
Собственно, в этом и заключаются достоинства метода.
🟩 Обычно для истощения сырья требуются достаточно большие объёмы растворителя, которым экстрагируют (дробно или непрерывно) массу сырья.
В этом случае выход экстрактивных веществ, включая действующие, высок, но из-за больших объёмов экстрагента извлечение получается разбавленным.
🟦 Для получения концентрированных вытяжек, как правило, требуется многократное пропускание извлечения через новые порции сырья, что позволяет ему обогатиться экстрактивными веществами.
Вытяжка является концентрированной, но в сырье после экстракции остаётся достаточное количество БАВ.
🟨 Противоточное экстрагирование позволяет решить обе эти задачи за счёт особой организации движения экстрагента и сырья.
как получить концентрированную вытяжку и максимально истощить сырьё 🌿 🟢
=========================
Собственно, в этом и заключаются достоинства метода.
🟩 Обычно для истощения сырья требуются достаточно большие объёмы растворителя, которым экстрагируют (дробно или непрерывно) массу сырья.
В этом случае выход экстрактивных веществ, включая действующие, высок, но из-за больших объёмов экстрагента извлечение получается разбавленным.
🟦 Для получения концентрированных вытяжек, как правило, требуется многократное пропускание извлечения через новые порции сырья, что позволяет ему обогатиться экстрактивными веществами.
Вытяжка является концентрированной, но в сырье после экстракции остаётся достаточное количество БАВ.
🟨 Противоточное экстрагирование позволяет решить обе эти задачи за счёт особой организации движения экстрагента и сырья.
🔴❗️Смысл противотока в том, что чистый экстрагент соприкасается вначале с наиболее истощённым сырьём, а концентрированная вытяжка - с сырьём свежим 🟥
Это позволяет поддерживать эффективную разность концентраций веществ в сырье и экстрагенте (которая и является движущей силой процесса экстрагирования)
🔺 С одной стороны, максимально извлечь вещества из уже истощённого сырья может только чистый экстрагент🔺
🔻В то же время, концентрированная вытяжка может обогатиться веществами только при соприкосновении со свежим сырьём🔺
Именно так организовано противоточное экстрагирование.
Это позволяет поддерживать эффективную разность концентраций веществ в сырье и экстрагенте (которая и является движущей силой процесса экстрагирования)
🔺 С одной стороны, максимально извлечь вещества из уже истощённого сырья может только чистый экстрагент🔺
🔻В то же время, концентрированная вытяжка может обогатиться веществами только при соприкосновении со свежим сырьём🔺
Именно так организовано противоточное экстрагирование.
⚙ Технически принцип противотока может быть воплощен в оборудовании разных конструкций.
Настолько разных, что, на первый взгляд, у них мало общего:
Настолько разных, что, на первый взгляд, у них мало общего: