Интенсификация процесса экстрагирования

Все способы интенсификации направлены на изменение гидродинамических условий процесса, которые обусловливают преимущество конвективной диффузии в процессе экстракции. С целью повышения эффективности экстрагирования его проводят в турбулентном потоке экстрагента при вибрации, пульсации экстрагента через слой с применением ультразвука, электрической обработке материала и др.

5.1. Т у р б о э к с т р а к ц и я (вихревая) основана на интенсивном перемешивании и одновременном измельчении сырья в среде экстрагента с помощью быстроходных мешалок с острыми лопастями. Скорость вращения мешалки от 4000 до 15000 об/мин. При таких условиях экстракции неподвижный слой экстрагента на частицах сырья практически исчезает, конвективная экстракция протекает мгновенно. Время экстракции сокращается до нескольких минут.

5.2. Э к с т р а г и р о в а н и е с помощью роторно-пульсационного аппарата (РПА) основано на циркуляции экстрагента и одновременном измельчении сырья. При экстракции с использованием РПА возникает эффективная турбулизация и пульсация потока сырья и экстрагента.

5.3. Э к с т р а г и р о в а н и е с применение ультразвука. Источники УЗ помещают в обрабатываемую среду в экстракторе. Ультразвуковые волны создают кавитацию, в результате ускоряется пропитка сырья экстрагентом и растворение экстрактивных веществ в клетках растительного материала. В пограничном диффузионном слое экстрагента образуются турбулентные и вихревые потоки, в результате чего молекулярная диффузия практически полностью заменяется на конвективную. Кроме того, кавитация вызывает разрушение клеточных структур, что также увеличивает выход экстрактивных веществ из клеток и тканей растительного материала.

При использовании УЗ вытяжку можно получить в течение нескольких минут. Использование УЗ ограничивается в связи с тем, что возможна ионизация молекул действующих веществ, изменение их свойств, поэтому УЗ требует предварительного исследования.

5.4. Э к с т р а г и р о в а н и е с помощью электрических разрядов заключается в следующем: внутри экстрактора устанавливаются электроды, к которым поступает импульсивный ток высокой и ультравысокой частоты. Под воздействием электрического разряда в экстрагируемой смеси возникают ударные волны. Под их влиянием происходит интенсивное перемешивание смеси, полностью исчезает диффузионный пристенный слой. Возникновение ударных волн способствует проникновению экстрагента внутрь клеток, где протекает быстрая внутриклеточная диффузия. Кроме того, в результате искрового разряда в жидкости образуются плазменные каверны, которые расширяясь, достигают максимального объема и захлопываются, что приводит к разрушению клеточных структур и вымыванию веществ из клеток.