Пути интенсификации производства настоек

Интенсификация производства настоек сводится преимущественно к ускорению процесса экстрагирования растительного сырья. 1. Вихревая экстракция. Метод основан на вихревом перемешивании сырья с экстрагентом в аппарате с крестообразной пропеллерной многолопастной мешалкой, вращающейся со скоростью 8000-13000 об/мин. Благодаря тому, что лопасти пропеллерной мешалки имеют постепенно меняющийся уклон по длине радиуса (от 0 до 90° на конце лопасти), частицы от них отталкиваются по всем направлениям, возникают встречные и перекрёстные потоки, что способствует интенсивному перемешиванию и опрессовыванию частиц сырья при встречных потоках. Скорость диффузии и растворимость возрастают в несколько раз, одновременно происходит измельчение (дробление) сырья, и весь процесс извлечения до установления динамического равновесия продолжается 7—10 мин. В результате трения при интенсивном перемешивании смеси повышается её температура, что способствует процессу экстракции. 2. Применение вибраторов. Для ускорения процесса экстракции при производстве настоек методами перколяции и мацерации (как и при производстве других фитопрепаратов) применяли электромагнитный вибратор, предложенный Л.С. Казарновским и СМ. Коганом. Переменное магнитное поле, созданное электромагнитами, вызывает вибрацию якоря, усиливающуюся при помощи пружинных амортизаторов. Колебания якоря передаются вибрационной головке, конструктивно выполненной в виде тарелок, насаженных на шток, свободно перемещающийся в нижнем основании кожуха. Обмотки электромагнитов охлаждаются при помощи вентиляторов, вентиляционных отверстий в верхнем основании и в оформленном кожухе аппарата. Аппарат приводится в действие автоматической схемой управления: каждая пара обмоток электромагнита включается в работу на установленное по технологическому режиму время через электрочасы и электромагнитные рубильники с одновременным включением двух маломощных вентиляторов для принудительного охлаждения обмоток электромагнитов. 3. Использование ультразвука значительно ускоряет процесс экстракции растительного материала. Ультразвуковые волны получают при помощи генераторов. Наиболее часто применяют магнитострикционные и пьезоэлектрические преобразователи. Действие первых основано на явлении магнитострикции (колебания ферромагнитных материалов в переменном магнитном поле), открытом английским физиком Джоулем (1847). Магнитострикционные генераторы используют для получения ультразвука относительно малой частоты (20 000—100 0001ц) и большой интенсивности. Действие пьезоэлектрических генераторов ультразвука базируется на эффекте, открытом в 1880 г. французскими физиками братьями Кюри в кристаллах кварца. Пьезоэлектрический эффект основан на изменении (колебании) размеров некоторых кристаллов (кварца, сегнетовой соли и др.) в переменном электрическом поле. Такого типа генераторы используют для получения ультразвуковых колебаний высокой частоты (100 000-500 000 Гц и более). Ускорение процесса экстракции под влиянием ультразвуковой энергии связано со следующими причинами. • Расширение границ фаз (их поверхности) за счёт дисперсии сцепленных частиц. ® Частичное разрушение клеток растительного материала. • Создание максимальной разности концентраций вследствие интенсивного перемешивания и многократного отпрессовывания сырья. (Конвективная диффузия происходит не только в слое экстрагента, но и внутри клеток растительного материала.) • Влияние теплового эффекта (возможно). 4. Применение роторно-пульсационного аппарата (РПА). Процесс экстрагирования растительного сырья на РПА (рис. 4-9) был изучен в ЛХФИ М.А. Балабудкиным. По конструкции РПА похожи на дисмембраторы. За счёт интенсивного перемешивания, измельчения сырья, пульсации и отпрессовывания частичек тканей достигается значительная интенсификация процесса экстрагирования. Применение РПА эффективно при производстве настоек календулы и валерианы, а также экстрагировании танина из листьев скумпии. Однако при экстракции в РПА происходит значительное измельчение сырья, и в вытяжку переходит большое количество балластных веществ за счёт процесса вымывания, что затрудняет её отстаивание.