▪️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 🔴

◾️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 ⚫️

Ещё одна батарея перколяторов -
у первых двух откинуто ложное дно

🔸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💡🔻

⚙️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).

🟡 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

🔸 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.

🔴❗️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.

организация противоточного экстрагирования

пример процесса

⚙ Технически принцип противотока может быть воплощен в оборудовании разных конструкций.

Настолько разных, что, на первый взгляд, у них мало общего:

Примеры оборудования для противоточного экстрагирования

⚙️В вертикальном экстракторе сырьё движется по системе шнеков,

⚙️ в ленточном - по ленте-транспортёру,

⚙️ а в карусельном вращается сам корпус, обеспечивая перемещение камер с сырьём.

⚙️В ленточном и карусельном экстракторах движение экстрагента обеспечивает система насосов,

⚙️ в вертикальном экстрагент движется "самотёком" за счет предварительно созданного напора и разницы в уровнях подачи экстрагента и сбора вытяжки (сбор вытяжки расположен на левой колонне ниже, чем подача экстрагента на правой, что создаёт разность давлений).

Модель противоточного экстрактора карусельного типа

🔅 На видео показана работа горизонтального шнекового экстрактора для непрерывного противоточного экстрагирования:
https://www.youtube.com/watch?v=C2osUTXbd2A

⚙️ Процесс является непрерывным, поскольку подача сырья и экстрагента, а также выгрузка шрота и вытяжки осуществляются постоянно.
Значительная длина горизонтальных колонн позволяет увеличить время соприкосновения сырья и экстрагента.

Обратите внимание на расположение частей установки на разных этажах.

🔅 Ленточный экстактор оросительного типа для непрерывного противоточного экстрагирования:
https://youtu.be/ryfrIIxIlAI

🔸 Экстрагент подают сверху через форсунку на сырьё, которое движется по ленте-транспортёру (жидкость распыляется и "орошает" сырьё)
🔸Вытяжку собирают и с помощью насоса подают на следующую, свежую, часть сырья.

Этот процесс повторяется многократно по принципу противотока.
🔅🔅🔅

Использование противоточного экстрактора в комплексной переработке семян сои 🔅🔅🔅
https://www.youtube.com/watch?v=yTlt3-puecY

На видео показана комплексная переработка сои для пищевой промышленности, которая включает себя
🔅 получение концентрированного масляного извлечения из семян («соевого масла») методом противоточной экстракции
🔅 и богатого белком высушенного шрота («соевого мяса»)

Комментарий к технологии:
c 0:10 – общий вид производства
с 0:21 – подача сырья в экстрактор с помощью шнека
с 0:33 – загрузка ленточного экстрактора и движение в нём сырья
с 0:59 – выгрузка шрота
с 1:07 – подача шрота в сушилку
с 1:11 – сушка шрота в конвективной сушилке «кипящего слоя», где теплоагент подаётся снизу вверх
с 1:28 – выгрузка из сушилки высушенного продукта - «соевого мяса»
с 1:30 до 2:18 – механизм непрерывного противоточного экстрагирования в ленточном экстракторе
с 2:26 – подача извлечения в сборник
с 2:41 – двухстадийное концентрирование извлечения в выпарительных установках
c 3:30 – дополнительная отгонка низкокипящих фракций извлечения водяным паром
с 4:07 – сборник для «соевого масла»
с 4:16 – подача «соевого мяса» на участок упаковки и его упаковка
https://www.youtube.com/watch?v=yTlt3-puecY

Эскиз аппаратурной схемы, включающий перколяцию и упаривание вытяжки. Предлагаю абстрагироваться от немецкого и рассмотреть оригинальный способ нагрева экстрагента в теплообменнике, выпарной аппарат с мешалкой и систему рекуперации экстрагента в ректификационной колонне.