Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования
Предложен способ экстрагирования БАВ из растительного сырья с комплексным применением тепломассообменных процессов. Представлена термодиффузионная установка и принципиальная схема ведения технологического процесса. Приведены результаты, полученные по предложенному способу в промышленных условиях. За...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2004 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2004
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61574 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования / Д.С. Васильев // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 15-19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859751821088653312 |
|---|---|
| author | Васильев, Д.С. |
| author_facet | Васильев, Д.С. |
| citation_txt | Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования / Д.С. Васильев // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 15-19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Предложен способ экстрагирования БАВ из растительного сырья с комплексным применением тепломассообменных процессов. Представлена термодиффузионная установка и принципиальная схема ведения технологического процесса. Приведены результаты, полученные по предложенному способу в промышленных условиях.
Запропоновано спосіб екстрагування БАР з рослинної сировини з комплексним застосуванням тепломасообмінних процесів. Представлено термодифузійну установку та принципову схему проведення технологічного процесу. Подано результати, що отримані за допомогою запропонованого способу в промислових умовах.
The way of BAR extraction from vegetative raw material by the complex application of heat-mass exchange processes is offered. Thermodiffusion installation and the basic scheme of conducting technological process is submitted. The results received by the offered way in industrial conditions are given.
|
| first_indexed | 2025-12-02T00:10:41Z |
| format | Article |
| fulltext |
Тепло- и массообменные процессы
ЛИТЕРАТУРА
1. Шевченко Ю.Н., Беляева О.А. Перспективы соз-
дания препаратов сорбционно-детокси-
кационного действия на основе пористых
кремнийорганических матриц// Перша науково-
практична конференция «Біосорбційні методи і
препарати в профілактичній та лікувальній
практиці».- Київ.- 1997.- С. 10-15.
2. Патент Украины № 7472. Гідрогелі метил-
кремнієвой кислоти “Ентеросгель-супер”, як
адсорбент середньо-молекулярних метаболитів
та спосіб їх одержання// Шевченко Ю.М. та
інші.
3. Гирін В.М. та інші. Використання гідрогелю
метилкремнієвої кислоти// Перша науково-
практична конференция «Біосорбційні методи і
препарати в профілактичній та лікувальній
практиці».- Київ.- 1997.- С. 23-24.
4. Долинский А.А., Басок Б.И. и др. Дискретно-
импульсный ввод энергии в теплотехнологиях.
Киев. ИТТФ НАН Украины, 1996.- 208 с.
5. Накорчевский А.И., Басок Б.И. Гидродинамика
и тепломассоперенос в гетерогенных системах
и пульсирующих потоках. Киев.- Наукова дум-
ка, 2001.- 346 с.
6. Накорчевский А.И., Басок Б.И. Особенности об-
работки пастообразных сред в роторно-
импульсных аппаратах// Пром. теплотехника.-
2001.- Т. 23.- № 3.- С. 18-21.
7. Долинский А.А., Басок Б.И. Наномасштабные
аспекты дискретно-импульсной трансформации
энергии // Тезисы V Минского международного
форума по тепло- и массобмену.- Минск.- 2004.
8. Патент 20698 Україна/ Реактронний гомо-
генізатор/ Грабов Л.М., Мерщій В.І., Жилеєв
В.Т.
9. Тарасевич Ю.И., Трофимчук А.К. и др. Струк-
турные особенности силикагеля, модифи-
цированного кремнийорганическими соедине-
ни-ями, по данным адсорбции паров воды и
Н-гексана // Коллоидный журнал.- 2004.- Т. 66.-
№ 1.- С. 88-94.
10.Курс физической химии под редакцией Я.И.
Герасимова// Л: Изд-во “Химия., 1964.- Т. 1.-
624 с.
Получено 12.10.2004 г.
УДК 66.061.4
ВАСИЛЬЕВ Д.С.
Ин-т технической теплофизики НАН Украины
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ
БИОЛОГИЧЕСКИ-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И СОЗДАНИЕ
ТЕРМОДИФФУЗИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Запропоновано спосіб екстрагування
БАР з рослинної сировини з комплекс-
ним застосуванням тепломасообмінних
процесів. Представлено термодифузійну
установку та принципову схему прове-
дення технологічного процесу. Подано
результати, що отримані за допомогою
запропонованого способу в промисло-
вих умовах.
Предложен способ экстрагирования
БАВ из растительного сырья с комплекс-
ным применением тепломассообменных
процессов. Представлена термодиффу-
зионная установка и принципиальная
схема ведения технологического процес-
са. Приведены результаты, полученные
по предложенному способу в промыш-
ленных условиях.
The way of BAR extraction from
vegetative raw material by the complex
application of heat-mass exchange proc-
esses is offered. Thermodiffusion instal-
lation and the basic scheme of conduct-
ing technological process is submitted.
The results received by the offered way
in industrial conditions are given.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 15
Тепло- и массообменные процессы
Т – температура, °С;
τ – время процесса, мин.;
СВ – сухой остаток, %;
БАВ – биологически-активные вещества;
ВМС – высокомолекулярные соединения.
Введение
В последнее десятилетие во всем мире наблю-
дается повышенный интерес к продуктам, полу-
чаемым из растительного сырья. Экстрагирование
БАВ в системе "твердое тело–жидкость" широко
распространено в химико–фармацевтической и
пищевой промышленности.
Эта тенденция наблюдается не только в стра-
нах, традиционно использующих лекарственные
растения в большом ассортименте (Индия, Китай,
Вьетнам), но и в странах с высокоразвитой хими-
ко–фармацевтической и перерабатывающей про-
мышленностью, таких как США, Япония, Герма-
ния, Россия, а также Украина [1].
Существуют различные методы экстрагирова-
ния, выбор которых определяется физико–
химическими свойствами БАВ, полярностью экс-
трагента, морфолого-анатомическим строением
растительного материала, задаваемой эффектив-
ностью экстракции, составом натурального сырья
и др. Многие из перечисленных факторов взаимо-
связаны, однако, доминирующими являются при-
рода извлекаемых БАВ и состав извлечений [2].
Увеличение спроса на продукты растительного
происхождения вызвало необходимость расшире-
ния производственных мощностей, а следователь-
но, и совершенствования технологий, интенсифи-
кации производственных процессов, замены уста-
ревших видов технологического оборудования,
увеличения заготовок растительного сырья и
улучшения его качества [1].
Известны работы с использованием ультразву-
ковых пульсаций, вихревой экстракции с частотой
вращения турбинной мешалки 6000–13000 об/мин
и другими методами контакта взаимодействую-
щих фаз [3-5]. Такие экстракционные установки
часто не обладают достаточной эффективностью в
работе на различных видах сырья и экстрагентах.
Не всегда интенсификация такого рода оправдана.
Вследствие таких методов интенсификации
процесса экстракции сырье разрушается и увели-
чивается переход в экстракт большого количества
балластных веществ, таких как: белки, пектино-
вые, ВМС, суспендированные частицы. Готовые
экстракты получаются мутными, с большим со-
держанием взвешенных частиц, причем эти экс-
тракты тяжело фильтруются, в результате чего в
настойках содержание БАВ ниже нормы, кроме
того, они не пригодны к длительному хранению.
Цели исследования
Целью данной работы является интенсифика-
ция процесса экстракции БАВ из растительного
сырья путем комплексного использования тепло-
Ри
с. 1. Принципиальная схема установки для получе-
ния жидких экстрактов из растительного сырья в
системе "твердое тело – жидкость": 1) прямо-
точный контур движения экстрагента; 2) знакопе-
ременный противоточный контур движения экст-
рагента; 3) регенерационный контур; с) реге-
нерированный спирт (этанол).
16 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6
Тепло- и массообменные процессы
массообменных процессов таких как: мацерация,
перколяция, реперколяция, нагревание, а также
разработка конкурентоспособного термодиффу-
зионного оборудования.
Методы исследования
На основе изучения известных работ [3] по ин-
тенсификации процессов тепломассопереноса Ин-
ститутом технической теплофизики НАН Украи-
ны был предложен способ извлечения БАВ из
растительного сырья в системе "твердое тело–
жидкость" путем комплексного использования те-
пломассообменных процессов. Интенсификация
при использовании данного способа осуществля-
ется за счет увеличения удельной поверхности
контакта фаз, увеличения коэффициента диффу-
зии и др.
Представленная принципиальная схема уста-
новки для получения жидких экстрактов из расти-
тельного сырья в системе "твердое тело–
жидкость" (рис. 1), состоит из перколятора с кас-
сетой – PR, промежуточного сосуда–тепло-
обменника – TO, холодильника – RG, насосов -
Н1–Н2, бака холодной циркуляционной воды –
ТК, ротаметра – RT, дифференциального мано-
метра – DM, термометра сопротивления – Т,
фильтра – F1, запорной арматуры – К1–К12,
тройников – Р1–Р9 и щита управления с КИПиА.
Принцип работы по предложенному способу
(рис. 1) осуществляется следующим образом. Рас-
тительное сырье загружают в перколятор–PR в
кассете (кассета обтянута фильтрационным мате-
риалом) и герметично закрывают. Перколятор за-
полняют экстрагентом до образования "зеркаль-
Рис. 2. Установка для получения экстрактов из растительного сырья: 1 – перколятор;
2 – промежуточный сосуд–теплообменник;3 – гомогенизатор; 4 – фильтр; 5 – тележка;
6 – шкаф управления; 7– запорная арматура.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 17
Тепло- и массообменные процессы
ной" поверхности, далее сырье обрабатывается
при заданной температуре и расходе жидким экс-
трагентом методами мацерации и перколяции по
циркуляционному контуру –1– и методом пер-
коляции при повторно–кратковременном режиме
работы насоса–Н1 по контуру –2–. При про-
хождении экстрагента через промежуточный со-
суд–теплообменник–ТО он нагревается до опре-
деленной температуры, таким образом поддержи-
вается заданная температура.
В результате перколяции при повторно-
кратковременном режиме насоса возникают пуль-
сации экстрагента в перколяторе–PR благодаря
перепаду уровней в промежуточном сосуде–ТО и
перколяторе–PR. Этот режим применяется для
уменьшения неравномерности прохождения экст-
рагента через слои сырья и устранения так назы-
ваемых "мертвых зон"– зон залегания сырья.
Так как пульсации незначительны, и наблюда-
ется ламинарное движение экстаргента, сырье
только взрыхляется без разрушений, а получае-
мый экстракт не мутнеет. При необходимости по-
лученный экстракт гомогенизируют с опреде-
ленными компонентами (согласно технологичес-
кого регламента предприятия).
Далее с помощью регенерационной системы,
включающей перколятор–PR c истощенным сырь-
ем, холодильник–RG, насос–Н1, бак с холодной
водой–ТК и запорной арматурой, по регенераци-
онному контуру –3– осуществляется регенерация
экстрагента из объема сырья.
По выше описанному способу извлечения БАВ
из растительного сырья была изготовлена и вне-
дрена в производство перколяционная установка
для извлечения БАВ из растительного сырья на
АО "Рижская фармацевтическая фабрика" (рис. 2).
Анализируя результаты, представленные на
графике кинетики процесса извлечения БАВ из
Рис. 2. Установка для получения экстрактов из растительного сырья: 1 – перколятор;
2 – промежуточный сосуд–теплообменник;3 – гомогенизатор; 4 – фильтр; 5 – тележка;
6 – шкаф управления; 7– запорная арматура.
18 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6
Тепло- и массообменные процессы
Т а б л и ц а . Результаты процесса экстракции БАВ на установке для получения жидких экстрактов
из растительного сырья при технологических испытаниях.
№ п/п τ, мин. СВ, % Т, °С
1 0 0 19
2 165 1,28 26
3 225 1,6 30
4 285 1,96 33
5 1275 2,42 21
6 1370 2,65 29
7 1455 2,84 35
8 1555 2,91 31
9 1920 3,07 31
растительного сырья на рис. 3 и из таблицы вид-
но, что ведение технологического процесса по
предложенному способу дает позитивный резуль-
тат. При минимальном выходе по требованиям
технологического регламента 2,1 % СВ на уста-
новке был получен результат 3,07 % СВ.
3. Получаемые экстракты не требуют дополнительной
фильтрации, так как процесс фильтрации проходит через
слои сырья;
4. Не требуется дополнительного оборудования
для создания повышенного давления или ва-
куума, так как процесс осуществляется при
давлении 0,01– 0,015 МПа;
Обсуждение результатов 5. Создаваемое оборудование имеет малые энер-
гозатраты – 8 кВт/час. Технологические испытания установки пред-
ставлены на рис. 3 и в таблице.
ЛИТЕРАТУРА Задача : получение настойки календулы 1:10.
1. Прокопенко А.П., Ветров П.П. Основные итоги
и перспективы исследований лаборатории тех-
нологии фитохимических производств
ГНЦЛС// Фитохимия.– Фармаком 6.- 96.- С. 23.
Требования, предъявляемые к продукту норма-
тивно–технической документацией:
1) прозрачная, желто-коричневая жидкость с характерным
запахом и горьким вкусом;
2) сухой остаток: не менее 2,1% СВ. 2. Сампиев А.М., Литвиненко В.И., Попова Т.П.,
Аммосов А.С. Особенности извлечения из рас-
тительного сырья// Технология ЛС.- Фармаком
1.- 99.- С. 37.
Требования, предъявляемые к технологическо-
му процессу:
1) в качестве экстрагента используется этиловый
спирт 70 °; 3. Бочоришвили Б.С. Интенсификация процесса
экстракции в системе твердое тело–жидкость//
Фармацевтический журнал.- 1998.- № 2.- С. 54.
2) температура в пределах 30…40 °С.
Выводы
4. Чайка О.І. Інтенсифікація процесу водно-спир-
тової екстракції з лікарської сировини при дис-
кретно-імпульсному вводі енергії// Фармацев-
тичний журнал.- 1999.- № 4.- С. 64–67.
1. Разработана и экспериментально подтверждена
интенсификация тепломассопереноса путем со-
вмещения процессов мацерации, перколяции,
пульсации, нагревания и др.;
5. Корчинский А.А., Матюшкин М.В. Экстракция
сырья растительного происхождения // Пром.
теплотехника.- 2003.- Т.25.- № 4.- С. 137–139.
2. Весь технологический процесс осуществляется
при автоматическом поддерживании заданной
температуры, есть возможность контролиро-
вать скорость движения экстрагента; Получено 06.10.2004 г.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 19
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61574 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-02T00:10:41Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Васильев, Д.С. 2014-05-08T06:38:35Z 2014-05-08T06:38:35Z 2004 Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования / Д.С. Васильев // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 15-19. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61574 66.061.4 Предложен способ экстрагирования БАВ из растительного сырья с комплексным применением тепломассообменных процессов. Представлена термодиффузионная установка и принципиальная схема ведения технологического процесса. Приведены результаты, полученные по предложенному способу в промышленных условиях. Запропоновано спосіб екстрагування БАР з рослинної сировини з комплексним застосуванням тепломасообмінних процесів. Представлено термодифузійну установку та принципову схему проведення технологічного процесу. Подано результати, що отримані за допомогою запропонованого способу в промислових умовах. The way of BAR extraction from vegetative raw material by the complex application of heat-mass exchange processes is offered. Thermodiffusion installation and the basic scheme of conducting technological process is submitted. The results received by the offered way in industrial conditions are given. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Тепло- и массообменные процессы Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования Intensification of extraction process of biological active substances from vegetable raw materials and creation of thermodiffusion equipment Article published earlier |
| spellingShingle | Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования Васильев, Д.С. Тепло- и массообменные процессы |
| title | Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования |
| title_alt | Intensification of extraction process of biological active substances from vegetable raw materials and creation of thermodiffusion equipment |
| title_full | Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования |
| title_fullStr | Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования |
| title_full_unstemmed | Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования |
| title_short | Интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования |
| title_sort | интенсификация процесса экстракции биологически-активных веществ из растительного сырья и создание термодиффузионного оборудования |
| topic | Тепло- и массообменные процессы |
| topic_facet | Тепло- и массообменные процессы |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61574 |
| work_keys_str_mv | AT vasilʹevds intensifikaciâprocessaékstrakciibiologičeskiaktivnyhveŝestvizrastitelʹnogosyrʹâisozdanietermodiffuzionnogooborudovaniâ AT vasilʹevds intensificationofextractionprocessofbiologicalactivesubstancesfromvegetablerawmaterialsandcreationofthermodiffusionequipment |