RU57743U1

RU57743U1 - EXTRACTOR MODULE FOR ISOLATION OF BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES FROM VEGETABLE RAW MATERIALS

Info

Publication number: RU57743U1
Application number: RU2006117915/22U
Authority: RU
Inventors: Константин Владимирович Диесперов; Сергей Михайлович Михалкин; Александр Викторович Зуев; Надежда Алексеевна Синицына
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "2Д-СИСТЕМС-ФАРМА"
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2006-05-25
Publication date: 2006-10-27

Abstract

Экстракторный модуль для выделения биологически активных веществ изExtractor module for isolating biologically active substances from

растительного сырья Полезная модель относится к устройствам для экстракции и может быть использована в химической, фармацевтической и др. отраслях промышленности. Экстракторный модуль для выделения биологически активных веществ из растительного сырья включает испаритель, выполненный составным из двух частей, соединенных посредством горизонтальной перфорированной перегородки, в которой размещен патрубок залива экстрагента и отбора пробы, нижняя часть испарителя снабжена рубашкой, в которую встроены устройства нагрева, выполненные с возможностью автономного подключения к источнику питания, и датчиками определения температуры в рубашке и в массе экстракта, верхняя съемная часть представляет собой теплоизолирующий кожух, экстрактор размещен в верхней части испарителя опирающимся на горизонтальную перегородку и представляет собой емкость, приспособленную для размещения растительного сырья, установленную по оси симметрии испарителя и имеющую коническое днище, сообщенное с испарителем через расположенный по центру горизонтальной перегородки трехходовой вентиль, и конденсатор, представляющий собой охлаждаемый металлический кожух, содержащий во внутренней полости теплообменники, образующие вместе с ним контуры, выполненные с возможностью автономной подачи хладагента в каждый из них, имеющий в верхней части вентиль, регулирующий давление. Устройство позволяет варьировать режимы проведения процесса экстракции: наполнительный, проточный, наполнительно-проточный, что существенно влияет на эффективность переработки исходного сырья; позволяет варьировать способ загрузки экстрагента, проводить селективную экстракцию; регулировать расход охлаждающего агента и снижать затраты как по расходу агента в случае использования магистральной воды, так и по расходу энергии в случае использования замкнутого контура охлаждения с использованием компрессорной станции, варьировать расход электроэнергии на нагревание. 5 з.п. ф-лы, 1 илл.plant materials The utility model relates to devices for extraction and can be used in chemical, pharmaceutical and other industries. The extractor module for isolating biologically active substances from plant materials includes an evaporator made up of two parts connected by means of a horizontal perforated partition, in which a nozzle for extractant bay and sampling is placed, the lower part of the evaporator is equipped with a jacket, in which heating devices are made, with the possibility of autonomous connection to a power source, and sensors for determining the temperature in the shirt and in the mass of the extract, the upper removable part is with a heat-insulating casing, the extractor is placed in the upper part of the evaporator leaning on a horizontal partition and is a container adapted to accommodate plant materials, installed along the symmetry axis of the evaporator and having a conical bottom communicated with the evaporator through a three-way valve located in the center of the horizontal partition, and a condenser, which is a cooled metal casing containing heat exchangers in the internal cavity, forming circuits with it, made with the possibility of battery feeding the refrigerant in each of them having at the top of the valve regulating the pressure. The device allows you to vary the modes of the extraction process: filling, flowing, filling-flowing, which significantly affects the efficiency of processing of raw materials; allows you to vary the method of loading the extractant, to conduct selective extraction; to regulate the flow rate of the cooling agent and reduce costs both in the flow rate of the agent in the case of using main water, and in the flow of energy in the case of using a closed cooling circuit using a compressor station, to vary the flow of electricity for heating. 5 cp f-ly, 1 ill.

Description

Полезная модель относится к устройствам для экстракции и может быть использована в химической, фармацевтической и других отраслях промышленности.The utility model relates to devices for extraction and can be used in chemical, pharmaceutical and other industries.

Экстрагирование - это извлечение веществ из смесей с помощью растворителей, основанное на различной растворимости компонентов смеси. Частным случаем смеси веществ является растительное сырье.Extraction is the extraction of substances from mixtures using solvents, based on the different solubilities of the components of the mixture. A special case of a mixture of substances is plant material.

Известно устройство для экстракции ценных продуктов из растительного сырья с помощью СВЧ-энергии. Промышленное устройство включает металлическую камеру и источники СВЧ-излучения. При этом в металлической камере размещена цилиндрическая камера из диэлектрического материала, предназначенная для закладки свежего сырья. Вдоль металлической камеры размещено не менее шести расположенных в два ряда источников СВЧ-энергии. Устройство дополнительно содержит антенную систему для равномерного облучения свежего сырья, обеспечивающую полное поглощение подводимой СВЧ-энергии. При этом диэлектрическая камера с помещенным в нее цилиндрическим контейнером вращается со скоростью от 2 до 10 об/мин. Металлическая камера изготавливается герметичной и имеет патрубок для подключения средств создания разреженного или повышенного давления (патент РФ №2216575). Известное устройство позволяет осуществить выделение биологически активных веществ из свежего растительного сырья, однако способы экстракции с его использованием сложны в технологическом оформлении.A device for the extraction of valuable products from plant materials using microwave energy. An industrial device includes a metal chamber and microwave sources. At the same time, a cylindrical chamber of dielectric material is placed in the metal chamber, intended for laying fresh raw materials. At least six microwave energy sources arranged in two rows are placed along the metal chamber. The device further comprises an antenna system for uniformly irradiating fresh raw materials, providing complete absorption of the supplied microwave energy. In this case, the dielectric chamber with a cylindrical container placed in it rotates at a speed of 2 to 10 rpm. The metal chamber is made airtight and has a pipe for connecting means to create a rarefied or high pressure (RF patent No. 2216575). The known device allows the selection of biologically active substances from fresh plant materials, however, the extraction methods using it are complicated in technological design.

Широко известными являются аппараты Сокслета, например, марки 01 КШ 29/32, - приборы, предназначенные для определения содержания жиров, жироподобных веществ и масел в исследуемых образцах с помощью экстрагирования.Well-known are Soxhlet apparatuses, for example, brands 01 KSh 29/32, instruments designed to determine the content of fats, fat-like substances and oils in test samples by extraction.

Аппарат Сокслета состоит из следующих основных частей, установленных последовательно друг над другом и сообщающихся между собой: колбы для растворителя (максимальный объем 5000 мл) - испарителя; экстрактора, предназначенного для размещения в нем образца, который будет подвергаться экстракции, оснащенного двумя трубками: прямая трубка играет роль паропровода, другая трубка, имеющая изогнутое колено, называется сифоном и предназначена для слива экстракта в колбу для растворителя и холодильника - конденсатора, в качестве которого могут использоваться обратные холодильники различной конструкции.The Soxhlet apparatus consists of the following main parts, installed sequentially one above the other and communicating with each other: flasks for solvent (maximum volume 5000 ml) - evaporator; an extractor designed to hold a sample in it, which will be extracted with two tubes: a straight tube acts as a steam line, another tube having a bent elbow is called a siphon and is designed to drain the extract into a flask for solvent and a condenser refrigerator, which return coolers of various designs can be used.

Все три части аппарата соединяются с помощью шлифов или резиновых пробок. Аппарат крепится в вертикальном положении с помощью штатива, смонтированного на столе или стене. Для разогрева колбы для растворителя используются открытые колбонагреватели. Для охлаждения холодильника используется проточная вода или замкнутые циркуляционные охладители.All three parts of the apparatus are connected using thin sections or rubber plugs. The device is mounted in an upright position using a tripod mounted on a table or wall. To heat the flask for solvent, open mantle heaters are used. To cool the refrigerator, running water or closed circulation chillers are used.

Аппарат работает следующим образом.The device operates as follows.

Производится загрузка экстрагируемого компонента в экстрактор через верхнюю горловину. Загрузка может осуществляться в 2-х вариантах: засыпанием навески сырья на ложное дно, размещенное в нижней части экстрактора (возможно, если размер частиц более 2-х см), или размещением внутри экстрактора мешочков с навесками сырья.The extracted component is loaded into the extractor through the upper neck. The loading can be carried out in 2 versions: by pouring a sample of raw materials onto a false bottom located at the bottom of the extractor (possibly if the particle size is more than 2 cm), or by placing bags with samples of raw materials inside the extractor.

Навеска экстрагента заливается в колбу для растворителя через горловину.A portion of the extractant is poured into the solvent flask through the neck.

Колба для растворителя закрепляется на штативе таким образом, чтобы большая ее часть была помещена в колбонагреватель.The flask for solvent is fixed on a tripod so that most of it is placed in the mantle.

После этого в шлиф колбы вставляется экстрактор и также закрепляется на штативе; затем в верхний шлиф экстрактора вставляется холодильник, при необходимости также закрепляется на штативе. В холодильник по шлангам подается холодная магистральная вода. Под колбой для растворителя включают колбонагреватель или другое приспособление, обеспечивающее разогрев и непрерывное кипение экстрагента.After that, an extractor is inserted into the thin section of the flask and is also fixed on a tripod; then a refrigerator is inserted into the upper section of the extractor; if necessary, it is also fixed on a tripod. Cold main water is supplied to the refrigerator through hoses. Under the flask for the solvent include a heating mantle or other device that provides heating and continuous boiling of the extractant.

При разогреве экстрагента до температуры кипения начинается процесс парообразования. Пары экстрагента поднимаются по трубке - паропроводу, конденсируются в холодильнике и стекают в экстрактор.When the extractant is heated to boiling point, the process of vaporization begins. The extractant vapor rises through the tube - steam line, condenses in the refrigerator and flows into the extractor.

Когда жидкость в экстракторе достигнет верхнего уровня сифона, экстракт из экстрактора сливается в колбу для растворителя и процесс продолжается далее.When the liquid in the extractor reaches the upper level of the siphon, the extract from the extractor is discharged into a solvent flask and the process continues.

Процесс экстракции считается законченным, когда окраска стекающего экстракта становится неотличимой от окраски используемого экстрагента для окрашенных экстрактов. Для других случаев время процесса экстракции подбирается предварительно экспериментальным путем.The extraction process is considered complete when the color of the flowing extract becomes indistinguishable from the color of the extractant used for the colored extracts. For other cases, the time of the extraction process is preliminarily selected experimentally.

Известное устройство относится к лабораторному оборудованию, не используется для получения продукта в промышленном масштабе и, кроме того, имеет следующие недостатки.The known device relates to laboratory equipment, is not used to obtain the product on an industrial scale and, in addition, has the following disadvantages.

Процесс экстракции в известном устройстве практически не контролируем, т.к. единственным параметром является температура нагрева колбонагревателя, которая The extraction process in the known device is practically not controlled, because the only parameter is the heating temperature of the mantle heater, which

определяется температурой кипения экстрагента. При этом экстракт в колбе может быть перегретым. Аппарат Сокслета работает только в проточном режиме.determined by the boiling point of the extractant. In this case, the extract in the flask may be overheated. Soxhlet's device works only in flow mode.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является экстракторный модуль для выделения веществ из твердого сырья (в том числе, биологически активных веществ из растительного сырья), включающий сообщенные между собой испаритель, представляющий собой камеру с рубашкой, экстрактор и конденсатор экстрагента, имеющий в верхней части вентиль, регулирующий давление (DE 19612037).Closest to the proposed utility model is an extractor module for the separation of substances from solid raw materials (including biologically active substances from plant materials), which includes an interconnected evaporator, which is a chamber with a jacket, an extractor and an extractant condenser with a valve in the upper part regulating pressure (DE 19612037).

Известное устройство позволяет осуществить экстракцию температурозависимых материалов при низких температурах, а также проводить экстракцию кипящим растворителем. Однако известное устройство не позволяет варьировать режимы загрузки экстрагента, режимы процесса экстракции, а также требует большого расхода электроэнергии на нагревание.The known device allows for the extraction of temperature-dependent materials at low temperatures, as well as for the extraction of boiling solvent. However, the known device does not allow to vary the loading modes of the extractant, the modes of the extraction process, and also requires a large consumption of electricity for heating.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели являетсяThe technical result of the proposed utility model is

возможность варьировать режимы проведения процесса экстракции: наполнительный, проточный, наполнительно-проточный, что существенно влияет на эффективность переработки исходного сырья и, кроме того, позволяет проводить селективную экстракцию;the ability to vary the modes of the extraction process: filling, flowing, filling-flowing, which significantly affects the processing efficiency of the feedstock and, in addition, allows selective extraction;

возможность варьировать способ загрузки экстрагента, т.е. осуществлять загрузку обычным способом, а также с использованием вакуума, что немаловажно при использовании пожаро-взрывоопасных экстрагентов;the ability to vary the method of loading the extractant, i.e. carry out loading in the usual way, as well as using vacuum, which is important when using fire and explosive extractants;

возможность регулировать расход электроэнергии на нагревание;the ability to adjust the energy consumption for heating;

возможность регулировать расход охлаждающего агента и снижать затраты как по расходу агента в случае использования магистральной воды, так и по расходу энергии в случае использования замкнутого контура охлаждения с использованием компрессорной станции.the ability to regulate the flow of the cooling agent and reduce costs both in the consumption of the agent in the case of main water and in energy consumption in the case of using a closed cooling circuit using a compressor station.

Указанный технический результат достигается тем, что в экстракторном модуле для выделения биологически активных веществ из растительного сырья, включающем сообщенные между собой испаритель, представляющий собой камеру с рубашкой, экстрактор и конденсатор экстрагента, имеющий в верхней части вентиль, регулирующий давление, испаритель выполнен составным из двух частей, соединенных посредством горизонтальной перфорированной перегородки, в которой размещен патрубок залива экстрагента и отбора пробы, нижняя часть снабжена рубашкой, в которую встроены устройства нагрева, выполненные с возможностью автономного подключения к источнику питания, и датчиками определения The specified technical result is achieved by the fact that in the extractor module for the separation of biologically active substances from plant materials, which includes an evaporator communicated with each other, which is a chamber with a jacket, an extractor and an extractant condenser having a pressure regulating valve in the upper part, the evaporator is made up of two parts connected by means of a horizontal perforated partition, in which the nozzle of the extractant bay and sampling is placed, the lower part is provided with a jacket in I built-in heating devices made with the possibility of autonomous connection to a power source, and sensors

температуры в рубашке и в массе экстракта, верхняя съемная часть представляет собой теплоизолирующий кожух, экстрактор размещен в верхней части испарителя опирающимся на горизонтальную перегородку и представляет собой емкость, приспособленную для размещения растительного сырья, установленную по оси симметрии испарителя и имеющую коническое днище, сообщенное с испарителем через расположенный по центру горизонтальной перегородки трехходовой вентиль, конденсатор представляет собой охлаждаемый металлический кожух, содержащий во внутренней полости теплообменники, образующие вместе с ним контуры, выполненные с возможностью автономной подачи хладагента в каждый из них.temperature in the jacket and in the mass of the extract, the upper removable part is a heat-insulating casing, the extractor is placed in the upper part of the evaporator resting on a horizontal partition and is a container adapted to accommodate plant materials, installed along the axis of symmetry of the evaporator and having a conical bottom communicated with the evaporator through a three-way valve located in the center of the horizontal partition, the condenser is a cooled metal casing containing heat exchangers forming together with it circuits made with the possibility of autonomous supply of refrigerant to each of them.

Предпочтительно, модуль снабжен устройством автоматического включения/отключения работы устройств нагрева при превышении температуры массы экстракта более чем на 2°С относительно температуры кипения экстрагента.Preferably, the module is equipped with a device for automatically switching on / off the operation of heating devices when the temperature of the mass of the extract is exceeded by more than 2 ° C relative to the boiling point of the extractant.

Предпочтительно, емкость экстрактора выполнена с возможностью размещения в ней вкладной перфорированной корзины с растительным сырьем.Preferably, the capacity of the extractor is made with the possibility of placing in it an insert perforated basket with vegetable raw materials.

Предпочтительно, емкость экстрактора выполнена с возможностью размещения в ней ложного перфорированного дна с растительным сырьем.Preferably, the capacity of the extractor is arranged to accommodate a false perforated bottom therein with plant material.

Предпочтительно, экстрактор снабжен вынесенным индикатором уровня жидкости.Preferably, the extractor is provided with a remote liquid level indicator.

Предпочтительно, поверхность конденсатора, обращенная в сторону экстрактора, имеет площадь сечения соответствующую площади сечения внутренней емкости экстрактора.Preferably, the surface of the capacitor facing the extractor has a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the inner container of the extractor.

На фиг.1 изображено устройство экстракторного модуля, где:Figure 1 shows the device of the extractor module, where:

позиция 1 означает испаритель; позиция 2 означает рубашку испарителя; позиции 3 означают устройства нагрева; позиции 4 означают датчики определения температуры в рубашке и в массе экстракта; позиция 5 означает патрубок выгрузки продукта; позиции 6 означают патрубки для залива и слива теплоносителя в рубашку; позиция 7 означает теплоизолирующий кожух, позиция 8 означает прибор контроля давления - мано-вакууметр; позиция 9 означает патрубок с трехходовым вентилем; позиция 10 означает экстрактор; позиция 11 означает корзину для загрузки растительного сырья; позиция 12 означает индикатор уровня жидкости в емкости экстрактора; позиция 13 означает горизонтальную перфорированную перегородку, в которой размещен патрубок залива экстрагента и отбора пробы; позиция 14 означает патрубок залива экстрагента и отбора пробы; позиция 15 означает конденсатор; позиция 16 означает змеевиковый теплообменник; позиции 17 означают вентили, position 1 means the evaporator; position 2 means the shirt of the evaporator; positions 3 mean heating devices; positions 4 mean sensors for determining the temperature in the shirt and in the mass of the extract; 5 means product discharge pipe; positions 6 mean nozzles for filling and draining the coolant into the shirt; position 7 means a heat-insulating casing, position 8 means a pressure monitoring device - mano-vacuum gauge; position 9 means a pipe with a three-way valve; position 10 means extractor; Position 11 means a basket for loading vegetable raw materials; position 12 means an indicator of the liquid level in the capacity of the extractor; position 13 means a horizontal perforated partition in which the nozzle of the extractant bay and the sampling is placed; Position 14 means the nozzle of the extractant bay and sampling; position 15 means capacitor; position 16 means a coil heat exchanger; positions 17 mean valves

регулирующие давление; позиция 18 означает пульт устройства автоматического включения/отключения работы устройств нагрева.regulating pressure; Position 18 means the remote control of the device for automatically switching on / off the operation of heating devices.

Испаритель, предназначенный для испарения экстрагента и сбора экстракта, представляет собой составную из двух частей камеру. Нижняя - металлическая камера 1 с рубашкой 2, внутрь которой встроены устройства нагрева - трубчатые электронагреватели 3 (далее - ТЭН). Мощность используемых электронагревателей позволяет при минимальных затратах времени произвести нагрев больших объемов используемых экстрагентов до температуры парообразования. В зависимости от требований проведения процесса выбирается настройка вторичного прибора, регулирующего работу ТЭН. Раздельное управление работой ТЭН позволяет варьировать расход электроэнергии на нагревание. Показания ТЭН выводятся на пульт устройства автоматического включения/отключения работы устройств нагрева и при превышении температуры теплоносителя выше 92°С ТЭН автоматически отключаются. Кроме того, рубашка испарителя имеет датчик уровня теплоносителя (на чертеже не показан), который обеспечивает безопасность работы ТЭН (при малом содержании теплоносителя в рубашке ТЭН не включатся) и имеет сигнальный выход на панель пульта устройства автоматического включения/отключения, позволяющий контролировать уровень теплоносителя в рубашке в процессе работы.An evaporator designed to evaporate the extractant and collect the extract is a two-part chamber. The lower one is a metal chamber 1 with a jacket 2, inside of which heating devices are installed - tubular electric heaters 3 (hereinafter - TEN). The power of the electric heaters used makes it possible to heat large volumes of the used extractants to the vaporization temperature with minimal time. Depending on the requirements of the process, the setting of the secondary device that regulates the operation of the heating element is selected. Separate control of the operation of the heating element allows you to vary the energy consumption for heating. The readings of the heating elements are displayed on the panel of the device for automatically turning on / off the operation of the heating devices, and when the temperature of the coolant exceeds 92 ° C, the heating elements are automatically turned off. In addition, the evaporator jacket has a coolant level sensor (not shown in the drawing), which ensures the safety of the heating elements (if the coolant content in the jacket is low, the heating elements will not turn on) and has a signal output to the panel of the automatic on / off device, allowing you to control the level of the heating medium in shirt in the process.

Наличие патрубков для залива и слива теплоносителя 6 позволяет организовать наружный замкнутый контур разогрева и подачи жидкого теплоагента в рубашку испарителя, что наиболее актуально при отгоне избытка экстрагента непосредственно в экстракторе. Возможно использование в качестве теплоносителя перегретого пара от магистрального паропровода или местного парогенератора.The presence of nozzles for filling and draining the coolant 6 allows you to organize an external closed loop heating and supplying liquid heat to the evaporator jacket, which is most important when distilling excess extractant directly in the extractor. It is possible to use superheated steam as a heat transfer medium from a main steam pipeline or a local steam generator.

Нижняя часть испарителя также оснащена температурными датчиками 4: определения температуры в рубашке 2 и определения температуры в массе экстракта. Показания датчиков также выводятся на пульт устройства автоматического включения/отключения работы устройств нагрева и при превышении температуры массы экстракта более чем на 2°С относительно температуры кипения экстрагента нагрев автоматически прекращается.The lower part of the evaporator is also equipped with temperature sensors 4: determining the temperature in the jacket 2 and determining the temperature in the mass of the extract. The readings of the sensors are also displayed on the panel of the device for automatically switching on / off the operation of the heating devices, and when the temperature of the extract mass is more than 2 ° C relative to the boiling point of the extractant, the heating automatically stops.

Основание нижней части камеры испарителя выполнено в виде цилиндрической обечайки с патрубком выгрузки продукта 5, предназначенным для выгрузки загущенного экстракта.The base of the lower part of the evaporator chamber is made in the form of a cylindrical shell with a discharge pipe 5, designed to unload the thickened extract.

Наружная поверхность рубашки нижней части испарителя защищена теплоизолирующим кожухом, который служит для защиты обслуживающего персонала от ожогов и предотвращает потери тепла.The outer surface of the jacket of the lower part of the evaporator is protected by a heat-insulating casing, which serves to protect service personnel from burns and prevents heat loss.

Верхняя съемная часть испарителя представляет собой теплоизолирующий кожух 7 и жестко скреплена с нижней частью испарителя. Теплоизолирующий кожух обеспечивает сохранение тепла поднимающихся к конденсатору паров экстрагента.The upper removable part of the evaporator is a heat-insulating casing 7 and is rigidly bonded to the lower part of the evaporator. The heat-insulating casing ensures the preservation of heat of the extractant vapor rising to the condenser.

На верхней части испарителя установлен прибор контроля давления - мано-вакууметр 8, по показаниям которого контролируется уровень давления в установке, и вентиль 17 для сброса избыточного давления при нерегламентном течении процесса.A pressure control device, a mano-vacuum gauge 8, is installed on the upper part of the evaporator, according to the readings of which the pressure level in the installation is controlled, and valve 17 is used to relieve excess pressure during an unregulated process.

Горизонтальная перегородка 13, соединяющая нижнюю и верхнюю части испарителя, выполнена металлической перфорированной и служит опорой для фиксирования экстрактора, в ней размещен патрубок залива экстрагента и отбора пробы 14.The horizontal partition 13 connecting the lower and upper parts of the evaporator is made of metal perforated and serves as a support for fixing the extractor; it contains a pipe for extractant bay and sampling 14.

Выполнение испарителя составным из двух частей обусловлено тем, что каждая из частей выполняет свою функцию: нижняя - функцию собственно испарителя, функционирование которого контролируется и регулируется, тогда как верхняя часть выполняет функцию теплоизолирующего кольцевого паропровода, расположенного вокруг экстрактора, по которому равномерно распределенные пары экстрагента из камеры испарителя попадают в конденсатор 15. Кроме того, съемная верхняя часть облегчает обслуживание модуля - установление и уборку вкладной перфорированной корзины с растительным сырьем.The performance of the evaporator in two-part is due to the fact that each of the parts performs its own function: the lower part is the function of the evaporator itself, the functioning of which is monitored and regulated, while the upper part performs the function of a heat-insulating annular steam duct located around the extractor, along which the evaporator chambers fall into the condenser 15. In addition, the removable upper part facilitates the maintenance of the module - the insertion and cleaning of the insert is perforated second basket with vegetable raw materials.

Экстрактор 10 служит для загрузки используемого растительного сырья и выполнен, например, цилиндрической формы. Индикатор уровня жидкости 12 позволяет контролировать степень заполнения его емкости экстрагентом или смоченность растительного сырья экстрагентом при проведении экстракции в проточном режиме.The extractor 10 serves to load used plant materials and is made, for example, of a cylindrical shape. The liquid level indicator 12 allows you to control the degree of filling of its capacity with an extractant or the wetting of plant materials with an extractant during extraction in flow mode.

Экстрактор выполнен с возможностью размещения в нем вкладной корзины 11 и имеет коническое днище, внизу которого расположен патрубок с трехходовым вентилем 9. Коническая форма днища обеспечивает полную эвакуацию экстракта из внутренней емкости без образования застойных зон.The extractor is designed to accommodate an insert basket 11 and has a conical bottom, at the bottom of which there is a pipe with a three-way valve 9. The conical shape of the bottom provides complete evacuation of the extract from the internal container without the formation of stagnant zones.

Введение трехходового вентиля 9 в конструкцию экстрактора позволяет: варьировать режимы проведения процесса экстракции: в зависимости от положения трехходового вентиля «слив в емкость испарителя закрыт» или «слив в емкость испарителя открыт» осуществлять наполнительный, проточный, наполнительно-проточный, что существенно влияет на эффективность переработки исходного сырья и, кроме того, позволяет проводить селективную экстракцию; варьировать способ загрузки экстрагента: кроме обычной загрузки обеспечивает возможность загрузки экстрагента с использованием вакуума, что немаловажно при использовании пожаро-взрывоопасных The introduction of the three-way valve 9 into the extractor design allows you to: vary the modes of the extraction process: depending on the position of the three-way valve, “drain into the evaporator tank is closed” or “drain into the evaporator tank is open”, fill, flow, fill-and-flow, which significantly affects the efficiency processing of feedstock and, in addition, allows selective extraction; to vary the method of loading the extractant: in addition to the usual loading, it provides the possibility of loading the extractant using vacuum, which is important when using fire and explosion hazard

экстрагентов; осуществлять контроль процесса экстракции по требуемому времени проведения процесса путем отбора технологических проб для определения содержания экстрагируемого вещества. При варьировании режима проведения процесса экстракции, например, осуществляя проточный режим вместо наполнительного, в свою очередь, есть возможность получить целевую фракцию продукта, менее загрязненную балластными веществами, чем при получении ее в процессе, ведущемся в наполнительном режиме, что в последующем упрощает очистку целевого продукта до требуемой степени чистоты.extractants; to control the extraction process at the required time of the process by selecting technological samples to determine the content of the extracted substance. When varying the mode of the extraction process, for example, by running a flow mode instead of a filling one, in turn, it is possible to obtain the target fraction of the product less contaminated with ballast substances than when receiving it in a process conducted in the filling mode, which subsequently simplifies the cleaning of the target product to the required degree of purity.

Загрузка может осуществляться в трех вариантах в зависимости от величины насыпной плотности используемого сырья: с использованием вкладной металлической корзины, с использованием корзин из мягких сетчатых материалов или насыпкой сырья на ложное перфорированное дно во внутренней камере. В качестве ложного перфорированного дна может быть использована крышка от вкладной металлической корзины.Loading can be carried out in three versions, depending on the bulk density of the raw materials used: using a plug-in metal basket, using baskets of soft mesh materials or pouring raw materials onto a false perforated bottom in the inner chamber. As a false perforated bottom, a lid from an inset metal basket can be used.

Конденсатор 15 предназначен для сбора и конденсации паров экстрагента. Конденсатор представляет собой охлаждаемый металлический кожух с собственным встроенным контуром охлаждения. Внутрь кожуха помещены вложенные друг в друга змеевиковые теплообменники 16 сложной конфигурации, что позволяет при минимальном объеме конденсатора получить максимальную поверхность охлаждения паров экстрагента. Вся система теплообменников разделена на изолированные друг от друга контуры (по меньшей мере, три). Изолированная подача охлаждающего агента на каждый контур дает возможность регулировать расход охлаждающего агента и снижает затраты как по расходу агента в случае использования магистральной воды, так по расходу энергии в случае использования замкнутого контура охлаждения с использованием компрессорной станции. Поверхность конденсатора, обращенная в сторону экстрактора, имеет площадь сечения, соответствующую площади сечения внутренней емкости экстрактора, что обеспечивает равномерность распределения поступающего конденсата экстрагента по всему объему обрабатываемого растительного сырья. На крышке конденсатора установлен вентиль 17, регулирующий давление.The condenser 15 is designed to collect and condense vapors of the extractant. The condenser is a cooled metal casing with its own built-in cooling circuit. Coil heat exchangers 16 of complex configuration, nested in each other, are placed inside the casing, which makes it possible to obtain the maximum cooling surface of the extractant vapor with a minimum condenser volume. The entire heat exchanger system is divided into separate circuits (at least three). The isolated supply of a cooling agent to each circuit makes it possible to control the flow of the cooling agent and reduces costs both in the consumption of the agent in the case of using main water, and in the energy consumption in the case of using a closed cooling circuit using a compressor station. The surface of the condenser facing the extractor has a cross-sectional area corresponding to the cross-sectional area of the internal capacity of the extractor, which ensures a uniform distribution of the incoming condensate of the extractant throughout the entire volume of the processed plant material. On the cover of the condenser is installed valve 17, which regulates the pressure.

Устройство автоматического включения/отключения работы устройств нагрева 18 служит для установки температурных режимов экстракции, регулирования работы ТЭН и контроля температуры, обеспечивает раздельное управление их работой, что позволяет варьировать расход электроэнергии на нагревание.The device for automatically turning on / off the operation of the heating devices 18 serves to set the temperature conditions of extraction, regulate the operation of the heating elements and control the temperature, provides separate control of their work, which allows you to vary the energy consumption for heating.

Устройство работает следующим образом:The device operates as follows:

Растительное сырье помещается в корзину 11 экстрактора 10, экстрагент загружается в емкость испарителя 1, с помощью устройств нагрева 3, расположенных внутри рубашки испарителя, производится разогрев экстрагента до температуры кипения, пары экстрагента поднимаются вверх по всему пространству испарителя и попадают в конденсатор 15, сконденсированный экстрагент стекает в корзину с растительным сырьем 11. При проведении экстракции в наполнительном режиме трехходовой вентиль 9 находится в положении «слив в испаритель закрыт», наполнение емкости экстрактора 10 контролируется по индикатору уровня жидкости 12. При проведении экстракции в проточном режиме трехходовой вентиль 9 находится в положении «слив в испаритель открыт». В процессе экстракции производится отбор технологических проб через патрубок трехходового вентиля 9 при положении его «слив в испаритель закрыт». Контроль температурных параметров экстракции производится с помощью датчиков определения температуры в рубашке и в массе экстракта 4. По окончании процесса экстракции производится частичная отгонка экстрагента. После частичной отгонки экстрагента и его слива производится выгрузка загущенного экстракта через патрубок выгрузки продукта 5.The plant material is placed in the basket 11 of the extractor 10, the extractant is loaded into the tank of the evaporator 1, using heating devices 3 located inside the jacket of the evaporator, the extractant is heated to boiling point, the vapor of the extractant rises up the entire space of the evaporator and enters the condenser 15, condensed extractant flows into the basket with vegetable raw materials 11. When carrying out the extraction in the filling mode, the three-way valve 9 is in the "discharge to the evaporator is closed" position, filling is capacious ti extractor 10 is controlled by a liquid level indicator 12. In carrying out the extraction in a continuous mode, the three-way valve 9 is in the "open drain in the evaporator." During the extraction process, technological samples are taken through the branch pipe of the three-way valve 9 when its position is “drain to the evaporator is closed”. The temperature control of the extraction is controlled using sensors to determine the temperature in the shirt and in the mass of extract 4. At the end of the extraction process, the extractant is partially distilled off. After partial distillation of the extractant and its discharge, the thickened extract is discharged through the product discharge pipe 5.

Для обслуживания модуля используется вакуумный насос, предназначенный для создания разрежения внутри экстракторной установки, что позволяет проводить экстракцию при более низких температурах кипения экстрагента и сохранять в нативном виде термолабильные соединения. Максимальное значение вакуума в экстракторной установке - 100 мм.рт.ст.For servicing the module, a vacuum pump is used to create a vacuum inside the extractor unit, which allows extraction at lower boiling points of the extractant and to keep the thermolabile compounds native. The maximum value of the vacuum in the extraction unit is 100 mm Hg.

Также для обслуживания модуля используется жидкостной насос, предназначенный для загрузки теплоносителя в рубашку испарителя, его циркуляции в рубашке, а также подачи охлаждающей воды для ускорения процесса остывания загущенного экстракта перед сливом.The module is also serviced by a liquid pump designed to load the coolant in the evaporator jacket, circulate it in the jacket, and also supply cooling water to accelerate the cooling process of the thickened extract before draining.

Модуль размещается на технологической площадке с кран-балкой грузоподъемностью 500 кг, которая предназначена для вертикальной подвески установки в сборе и обслуживания в процессе эксплуатации и ремонта.The module is located on the technological site with a crane beam with a lifting capacity of 500 kg, which is designed for vertical suspension of the complete assembly and maintenance during operation and repair.

ПримерExample

работы экстракторного модуля по предлагаемой полезной модели.the operation of the extractor module according to the proposed utility model.

Сухое сырье стручкового перца в количестве 11,2 кГ помещают в корзину экстрактора. Экстрагент - метиловый спирт в количестве 75 кГ загружают в емкость Dry raw materials of capsicum in the amount of 11.2 kg are placed in the extractor basket. Extractant - methyl alcohol in an amount of 75 kg loaded into a container

испарителя с использованием вакуума через патрубок трехходового вентиля, установленного в положении «слив в испаритель открыт», для чего загружают в экстрактор сырье, устанавливают конденсатор, подсоединяют линию отбора вакуума, вакуумируют установку до давления 200 мм.рт.ст, проверяют установку на герметичность по натеканию за 15 минут, прекращают вакуумирование установки, погружают загрузочный шланг в емкость с экстрагентом, производят загрузку экстрагента, с помощью вентиля, регулирующего давление, расположенного на испарителе, сбрасывают вакуум.the evaporator using vacuum through the nozzle of a three-way valve installed in the "discharge to the evaporator is open" position, for which raw materials are loaded into the extractor, a condenser is installed, a vacuum sampling line is connected, the installation is vacuumized to a pressure of 200 mm Hg, the installation is checked for leaks leakage in 15 minutes, stop the evacuation of the installation, immerse the loading hose in a container with extractant, load the extractant, using the valve regulating the pressure located on the evaporator, remove yvayut vacuum.

Экстракцию проводят при нормальном давлении, температуре в емкости испарителя 65±1°С и температуре теплоносителя в рубашке экстрактора 80±2°С.The extraction is carried out at normal pressure, the temperature in the tank of the evaporator 65 ± 1 ° C and the temperature of the coolant in the jacket of the extractor 80 ± 2 ° C.

Экстракцию проводят в наполнительно - проточном режиме.The extraction is carried out in the filling - flow mode.

Первый наполнительный цикл производится с целью смачивания сырья. Положение трехходового вентиля - «слив в емкость испарителя закрыт». Емкость экстрактора заполняют метиловым спиртом в количестве 80 литров. Время наполнительного цикла - 30 минут.The first filling cycle is carried out with the aim of wetting the raw materials. The position of the three-way valve is "drain to the evaporator tank is closed." The capacity of the extractor is filled with 80 ml of methyl alcohol. The filling cycle time is 30 minutes.

Производят отбор первой технологической пробы объемом 50 мл. После отбора пробы переводят трехходовой вентиль в положение «слив в емкость испарителя открыт» и приступают к экстракции в проточном режиме в течение 60 минут.The first technological sample is taken in a volume of 50 ml. After sampling, the three-way valve is moved to the position “drain to the evaporator tank is open” and extraction is started in flow mode for 60 minutes.

По истечении 60 минут переводят трехходовой вентиль в положение «слив в емкость испарителя закрыт». Производят частичный набор экстрагента в емкость экстрактора до метки по индикатору уровня жидкости 15 литров, отбирают технологическую пробу в течение 10 минут.After 60 minutes, the three-way valve is moved to the position "drain to the evaporator tank is closed." A partial set of extractant is made into the extractor tank up to the mark on the liquid level indicator 15 liters, a technological sample is taken for 10 minutes.

Затем после отбора пробы переводят трехходовой вентиль в положение «слив в емкость испарителя открыт» и приступают ко второму циклу экстракции в проточном режиме длительностью 60 минут.Then, after sampling, the three-way valve is moved to the “discharge to the evaporator capacity is open” position and the second extraction cycle is started in a flow mode lasting 60 minutes.

Затем переводят трехходовой вентиль в положение «слив в емкость испарителя закрыт». Производят частичный набор экстрагента в емкость экстрактора до метки по индикатору уровня жидкости 25 литров, отбирают технологическую пробу. После отбора пробы переводят трехходовой вентиль в положение «слив в емкость испарителя открыт» и приступают к третьему циклу экстракции в проточном режиме длительностью 60 минут.Then put the three-way valve in the position "drain into the capacity of the evaporator is closed." A partial set of extractant is produced in the extractor tank to the mark on the liquid level indicator 25 liters, a technological sample is taken. After sampling, the three-way valve is moved to the position "drain to the evaporator tank is open" and proceed to the third extraction cycle in a flow mode lasting 60 minutes.

Затем переводят трехходовой вентиль в положение «слив в емкость испарителя закрыт», производят частичный набор экстрагента в емкость экстрактора до метки по индикатору уровня жидкости 25 литров и отбирают технологическую пробу в течение 10 минут.Then the three-way valve is moved to the position "drain to the evaporator tank is closed", a partial set of extractant is made into the extractor tank to the mark on the liquid level indicator 25 liters and a technological sample is taken for 10 minutes.

Не изменяя положения трехходового вентиля, производят полный набор емкости экстрактора до метки 80 литров по индикатору уровня жидкости.Without changing the position of the three-way valve, a complete set of the extractor capacity is made up to the mark of 80 liters by the liquid level indicator.

По окончании набора производят слив из емкости экстрактора.At the end of the set, drain from the container of the extractor.

Затем производят отгонку избытка экстрагента: отключают обогрев ТЭН. В рубашку испарителя подают холодную воду для охлаждения содержимого испарителя до температуры 40±5°С, после чего подачу воды в рубашку испарителя и конденсатор прекращают. Конденсатор отсоединяют от экстрактора и с помощью кран-балки перемещают на пол технологической площадки. Из экстрактора удаляют корзину с отработанным сырьем и с помощью кран-балки опускают вниз. После взвешивания сырье из корзины отправляют на утилизацию.Then, the excess extractant is distilled off: heating of the heating element is turned off. Cold water is supplied to the evaporator jacket to cool the contents of the evaporator to a temperature of 40 ± 5 ° C, after which the water supply to the evaporator jacket and the condenser is stopped. The capacitor is disconnected from the extractor and using a crane beam is moved to the floor of the technological site. From the extractor remove the basket with waste raw materials and using a crane beam lower down. After weighing, the raw materials from the basket are sent for disposal.

Конденсатор устанавливают на экстрактор, в контуры конденсатора подают охлаждающую воду. Включают обогрев рубашки испарителя и содержимое испарителя нагревается, температура разогрева соответствует температуре процесса экстракции. Положение трехходового вентиля в процессе отгона избытка экстрагента - «слив в емкость испарителя закрыт».The condenser is installed on the extractor, cooling water is supplied to the condenser circuits. They turn on the heating of the evaporator jacket and the contents of the evaporator are heated, the heating temperature corresponds to the temperature of the extraction process. The position of the three-way valve in the process of distillation of the excess extractant is “drain to the evaporator tank is closed”.

В процессе отгона экстрагента производят контроль температуры массы в емкости испарителя. Если температура массы превышает температуру кипения экстрагента более 5°С, процесс отгона прекращают.In the process of distillation of the extractant control the temperature of the mass in the tank of the evaporator. If the mass temperature exceeds the boiling point of the extractant more than 5 ° C, the distillation process is stopped.

Экстрагент сливают через патрубок отбора технологических проб в подготовленную тару. В рубашку испарителя подают холодную воду и производят охлаждение массы в емкости испарителя до температуры 40±5°С. В экстракторной установке отогнано 30,1 кГ экстрагента.The extractant is poured through the pipe sampling technological samples in the prepared container. Cold water is supplied to the evaporator jacket and the mass is cooled in the evaporator tank to a temperature of 40 ± 5 ° С. 30.1 kg of extractant were distilled off in an extraction plant.

По окончании слива отогнанного экстрагента через патрубок выгрузки продукта производят слив загущенного экстракта для проведения последующих технологических операций. При этом сначала открывают вентиль, расположенный непосредственно под испарителем, патрубок выгрузки продукта помещают на дно сосуда, в который будет производиться слив, после чего открывают вентиль на линии слива.At the end of the discharge of the distilled extractant through the discharge pipe of the product, the thickened extract is drained for subsequent technological operations. In this case, first open the valve located directly under the evaporator, the discharge pipe of the product is placed on the bottom of the vessel into which the drain will be made, and then open the valve on the drain line.

Из экстракторной установки выгружено загущенного экстракта - 36,3 кГ.A thickened extract of 36.3 kg was unloaded from the extractor plant.

Claims

1. An extractor module for separating biologically active substances from plant materials, including an evaporator, extractor and extractant condenser interconnected with each other, having a pressure regulating valve in the upper part, characterized in that the evaporator is made up of two parts connected by a horizontal perforated partition, in which the nozzle of the extractant bay and sampling is placed, the lower part is equipped with a jacket, in which heating devices are made, which are autonomous connection to the power source, and sensors for determining the temperature in the shirt and in the mass of the extract, the upper removable part is a heat-insulating casing, the extractor is placed in the upper part of the evaporator leaning on a horizontal partition and is a container adapted to accommodate plant materials installed along the axis of symmetry the evaporator and having a conical bottom communicated with the evaporator through a three-way valve located in the center of the horizontal partition, the condenser represents It is a cooled metal casing containing heat exchangers in the internal cavity, forming circuits with it, made with the possibility of autonomous supply of refrigerant to each of them.

2. The extractor module according to claim 1, characterized in that the module is equipped with a device for automatically switching on / off the operation of heating devices when the temperature of the mass of the extract is more than 2 ° C higher than the boiling point of the extractant.

3. The extractor module according to claim 1, characterized in that the capacity of the extractor is made with the possibility of placing in it an insert perforated basket with vegetable raw materials.

4. The extractor module according to claim 1, characterized in that the capacity of the extractor is configured to accommodate a false perforated bottom with plant material in it.

5. The extractor module according to claim 1, characterized in that the extractor is equipped with a remote indicator of the liquid level.

6. The extractor module according to claim 1, characterized in that the surface of the capacitor facing the extractor has a sectional area corresponding to the sectional area of the inner container of the extractor.