復(fù)式萃取器及其應(yīng)用

楊學(xué)軍，梁志家，韓 鋒

（黑龍江雙河松嫩大豆生物工程有限責(zé)任公司，哈爾濱 150001）

復(fù)式萃取器及其應(yīng)用

楊學(xué)軍，梁志家，韓 鋒

（黑龍江雙河松嫩大豆生物工程有限責(zé)任公司，哈爾濱 150001）

介紹了復(fù)式萃取器的結(jié)構(gòu)特點及優(yōu)勢，分析了它在醇法大豆?jié)饪s蛋白、天然色素及中草藥有效成份萃取生產(chǎn)中的應(yīng)用，指出復(fù)式萃取器能夠?qū)崿F(xiàn)浸泡及梯度萃取并獲得較高提取效率。

復(fù)式萃取器；醇法大豆?jié)饪s蛋白；活性因子

萃取是一個非常重要的化工單元操作，在輕工、食品、制藥等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，如大豆中油脂的制取、中草藥有效成份的萃取等生產(chǎn)操作。經(jīng)過多年發(fā)展，相對于早期的罐組式間歇生產(chǎn)，萃取工藝及設(shè)備取得了長足進步。其中，以油脂浸出為代表的萃取技術(shù)突飛猛進，設(shè)備歷經(jīng)多個發(fā)展階段業(yè)已成熟。目前，工業(yè)生產(chǎn)中常用的萃取器主要有平轉(zhuǎn)式、環(huán)型、拖鏈?zhǔn)?、框斗式等，廣泛地應(yīng)用到了植物蛋白、色素、中藥提取等相關(guān)領(lǐng)域。但由于原料的多樣性、特殊性、產(chǎn)能限制等諸多因素，這些萃取器已無法滿足生產(chǎn)要求或無法獲得最佳的使用效果。因此，針對不同的需求研制開發(fā)新型萃取器仍具有一定的現(xiàn)實意義，而復(fù)式萃取器是其中較典型的代表。

1 結(jié)構(gòu)特點

傳統(tǒng)的萃取器主要有平轉(zhuǎn)式和環(huán)型（拖鏈）式。平轉(zhuǎn)浸出器的優(yōu)勢是可以實現(xiàn)浸泡、噴淋、循環(huán)，清晰的連續(xù)逆流多級梯度萃取。環(huán)型（拖鏈）浸出器的優(yōu)勢是料層薄，物料重組、萃取效率高。而復(fù)式萃取器兼平轉(zhuǎn)及環(huán)型二者之優(yōu)點，它以平轉(zhuǎn)萃取器為基本結(jié)構(gòu)，采用上下雙層或多層平轉(zhuǎn)型式，物料由雙層或多層料格均分，料層可以大幅減薄。待浸物料由進料段進入，運轉(zhuǎn)一周后由上一層出料口落入下一層進料段中，落料過程中實現(xiàn)了物料的重組。萃取液通過多臺循環(huán)泵在料格與集液斗間循環(huán)，萃取液依然由出料口向進料口方向溢流，在流動中濃度不斷加大，當(dāng)?shù)竭_進料口處集液斗時，濃度達到最大，由最上層最后一級循環(huán)泵抽出送到蒸發(fā)系統(tǒng)，實現(xiàn)了真正的梯度萃取。通過變頻控制主電機和調(diào)整噴淋量可以保證足夠的時間和必要的循環(huán)量。由于以平轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，設(shè)備運行平穩(wěn)，生產(chǎn)維護費用低，可控性強。

由于是在平轉(zhuǎn)萃取器的基礎(chǔ)上開發(fā)，復(fù)式萃取器繼承了平轉(zhuǎn)萃取器的所有優(yōu)點，并具有以下優(yōu)勢：

（1）應(yīng)用領(lǐng)域廣，能適應(yīng)各種溶劑對不同屬性物料的有效成份萃取。

（2）同等處理量的情況下自身占地面積較小，節(jié)省了廠房的占地面積。

（3）采用業(yè)界已沿用二十余年的齒輪齒圈的傳動方式，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機械傳動的事故率低。

（4）溶劑收集格相對獨立，可以保證有效地實現(xiàn)濃度梯度萃取。

（5）萃取過程中實現(xiàn)物料翻轉(zhuǎn)重組一次，使萃取效率更高。

（6）法蘭連接點相對較少，降低了溶劑泄漏量。

2 應(yīng)用范圍

2.1 復(fù)式萃取器在醇法大豆?jié)饪s蛋白生產(chǎn)中的應(yīng)用

醇法大豆?jié)饪s蛋白（ALSPC）的生產(chǎn)是通過含水乙醇的浸洗將豆粕中糖份等醇溶性物質(zhì)除去，由此得到高蛋白含量產(chǎn)品的過程。ALSPC的生產(chǎn)特點是：溶劑與物料比大，原料粉末度高、滲透性差，糖與蛋白質(zhì)結(jié)合不易溶出等。目前生產(chǎn)中常用的萃取設(shè)備主要是環(huán)型萃取器或拖鏈萃取器。實踐表明，原料粉末度高時，作為溶劑的乙醇滲透緩慢，加之物料沒有料格進行分隔，就形成了所謂漫格的現(xiàn)象，溶劑甚至可以由萃取器一端流至另一端，無法實現(xiàn)梯度萃取。為避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，多數(shù)ALSPC的生產(chǎn)廠家都對原料進行篩分，粕粉的篩出量有的高達原料的25%，嚴(yán)重影響經(jīng)濟效益。但反觀復(fù)式萃取器，由于料格與溶劑收集格相對獨立，在原料粉末增多的情況下，溶劑噴淋比大時依然強制在本格內(nèi)實現(xiàn)浸泡而不會出現(xiàn)漫格現(xiàn)象。因此具有濃度梯度分明、萃取效率高、浸泡和滲濾相結(jié)合的特點。同時，在醇法大豆?jié)饪s蛋白生產(chǎn)過程中復(fù)式萃取器更能體現(xiàn)出連續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)、適應(yīng)性強、動力省、密閉安全、結(jié)構(gòu)簡單、緊湊合理、操作維修方便等優(yōu)勢。

2.2 復(fù)式萃取器在天然色素、中藥及其他生產(chǎn)中的應(yīng)用

目前，我國天然色素的生產(chǎn)主要集中在辣椒紅和葉黃素等少數(shù)幾個品種。葉黃素是以經(jīng)過發(fā)酵造粒的萬壽菊鮮花為原料，通過溶劑萃取、蒸發(fā)濃縮后得到一種黃色油狀液體，即葉黃素浸膏，繼而可精制為較高純度的葉黃素成品。目前，我國葉黃素的生產(chǎn)還以浸膏為主，且產(chǎn)品多出口。早期生產(chǎn)工藝為四號溶劑萃取，但由于國際市場上對葉黃素中四號溶劑殘留的爭議，目前有被六號溶劑萃取法替代的趨勢。辣椒紅和葉黃素的提取工藝與油脂生產(chǎn)工藝相近。中藥有效成份的萃取是隨著我國中藥現(xiàn)代化的進程逐步發(fā)展起來的，目前還是以罐組式間歇生產(chǎn)為主，溶劑多數(shù)情況下是水或酒精。由于需要人工倒罐、放料等工作，罐組式生產(chǎn)的弊端是勞動強度大、生產(chǎn)效率低、以酒精為溶劑時溶耗高。因此，應(yīng)用連續(xù)萃取設(shè)備是中藥萃取行業(yè)提高生產(chǎn)效率的必由之路。色素、中藥或其他生物活性物質(zhì)的萃取有其各自的特點，但有一點是相通的，即生產(chǎn)規(guī)模小、萃取時間長。因此，直接應(yīng)用常規(guī)的萃取器往往會出現(xiàn)大馬拉小車或萃取時間不足的問題，而復(fù)式萃取器恰恰可以克服這些問題。首先，平轉(zhuǎn)浸出器本來就是由小規(guī)模處理量發(fā)展起來的，作為其傳承者的復(fù)式萃取器在小型化方面可以實現(xiàn)日處理原料幾噸到幾十噸的連續(xù)萃取。其次，相對獨立的料格可以在溶劑量大時依然有效地保證受浸物料充分浸泡，不會出現(xiàn)物料隨溶劑漂浮混格等現(xiàn)象，從而最大限度提取出有效物質(zhì)。再次，平轉(zhuǎn)式設(shè)備運動部件及法蘭連接點少，杜絕溶劑泄漏，降低溶劑消耗，增加生產(chǎn)效益。

通過以上分析可以看出，復(fù)式萃取器非常適用于分散性良好的固液兩相萃取。除在傳統(tǒng)的油脂浸出行業(yè)可以一展身手外，通過更換不同的設(shè)備材質(zhì)，茶葉中提取茶粉、海藻中提取海藻酸鈉，如果應(yīng)用復(fù)式萃取器也可以獲得良好的萃取效果。

3 結(jié)束語

隨著生活水平的逐步提高，人們對天然植物來源的產(chǎn)品的追求日益強烈，天然植物萃取生產(chǎn)方興未艾。但由于原料來源廣泛、性質(zhì)不一，不斷有新工藝涌現(xiàn)，如何獲得更高的提取效率、獲得更多的有效物質(zhì)依然是工藝過程中的重點環(huán)節(jié)，萃取設(shè)備則是其中的關(guān)鍵。復(fù)式萃取器的開發(fā)應(yīng)用為特種物料、特殊工藝的萃取設(shè)備的開發(fā)提供了借鑒。

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Dual-deck Extrator and Its Usage

Yang Xuejun,Liang Zhijia,Han Feng

(Hei Long Jiang Songnen Soybio Company,Harbin China,150001)

The structure and advantages of dual-deck extractor were introduced in this article.The appli?cation of dual-deck extractor in the extracting alcohol leached soybean protein concentrate(ALSPC),nat?ural pigments and Chinese herb were analyzed.The dual-deck extractor is an equipment in realizing im?mersion and gradient extraction with higher extracted rate.

Dual-deck extractor;Soybean protein concentrate;Active factor

TS223

B

1674-3547(2012)01-0039-03

2011-09-01

楊學(xué)軍，男，工程師，研究方向：醇法大豆?jié)饪s蛋白生產(chǎn)工藝及設(shè)備研究，E-mail：cowardy@sohu.com