Разработка экстракционной установки для растительного сырья (стр. 2 из 2)

Данный экстрактор (рис. 1) выполнен в виде цилиндрического сосуда высокого давления (корпуса), закрепленного крышкой (люком) и снабженного входным и выходным патрубками для экстракционной жидкости. Экстрактор снабжен герметичным центральным полым стержнем, на внешней поверхности которого установлен вибратор, и стаканом (кассетой) для загрузки исходного сырья, выполненным в виде двух соосных цилиндров с общим дном и зафиксированным между крышкой и дном аппарата.

Таким образом, экстрактор состоит из корпуса с патрубками, люка и кассеты, которая имеет сверху распределительную тарелку-крышку с расположенными на ней отверстиями, закрытыми шарами-поплавками, положение шаров-поплавков над отверстиями ограничивается клетьевыми устройствами.

Рис. 1 Экстрактор с кассетой: 1 – корпус; 2 – кассета; 3 – крышка-распределитель; 4 – шары-поплавки

Главными недостатками данного технического решения являются сложность конструкции и недостаточно большой выход экстракционного материала.

Их можно устранить с помощью использования сетчатого дна с пьезокерамическими ультразвуковыми преобразователями.

Для интенсификации диффузии, экстракции и других процессов, протекающих в жидкой фазе, упрощения конструкции аппаратов могут быть использованы ультразвуковые устройства, монтируемые в действующую технологическую аппаратуру пищевой промышленности. В этих установках используются магнитострикционные, пьезоэлектрические и гидродинамические преобразователи.

Использование ультразвуковых колебаний в промышленности открывает широкие возможности для интенсификации технологических процессов, улучшения качества продукции и повышения общей культуры производства [2].

Ультразвук – это:

Механические колебания упругой среды, распространяющиеся с определенной скоростью и обладающие известной энергией

Ультразвуковые волны — это чередующиеся сгущения и разрежения среды

В ультразвуковом диапазоне сравнительно легко получить направленное излучение: он хорошо поддается фокусировке, в результате чего повышается интенсивность ультразвуковых колебаний

При распространении в газах, жидкостях и твердых телах ультразвук порождает интересные явления, многие из которых нашли практическое применение в различных областях науки и техники

Наибольший эффект достигается при применении ультразвуковых колебаний в жидких и газообразных средах, участвующих в различных процессах мясной, ликероводочной, хлебопекарной промышленности [1].

Ультразвуковая экстракция позволяет:

Сократить время извлечения биологически активных веществ;

Получить максимальный выход биологически активных веществ при низких температурах;

Увеличить глубину экстракции с сохранением органолептических свойств;

Ускорить процессы растворения;

Ускорить процессы диспергирования и получения тонкодисперсных суспензий

В данной экстракционной установке предлагается использовать пьезокерамические ультразвуковые преобразователи.

Пьезокерамические преобразователи могут быть изготовлены в виде вогнутых поверхностей.

Для возбуждения колебаний в керамических преобразователях на их боковые поверхности наносятся слои серебра (обкладки), к которым подводится напряжение от высокочастотного генератора

Данная установка обеспечивает равномерный контакт растворителя с экстрагируемым материалом, находящемся в кассете, что позволяет повысить эффективность экстракции и в результате сократить время процесса, а также затраты двуокиси углерода и энергозатраты на ведение процесса экстракции [5].

Литература

1. Агранат Б. Д. и др. Основы физики и техники ультразвука. – М.: Высшая школа, 1987. – 352 с.

2. Беззубов А. Д. Ультразвук и его применение в пищевой промышленности. – М.: Пищевая промышленность, 1964. – 196 с.

3. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике. – М.: Пищевая промышленность, 1956. - 126.

4. Рогов И. А. Физические методы обработки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1971. – 223с.

5. Сагателян Г. Р. Технология изготовления пьезоэлектрических преобразователей для аппаратов ультразвуковой терапии, диагностики и хирургии. – М.: МГТУ, 1993. – 33 с.