СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЭФИРОМАСЛИЧНОГО СЫРЬЯ Российский патент 1995 года по МПК C11B9/02 

Изобретение относится к эфиромасличной промышленности и может быть использовано для получения эфирного масла из любого вида сырья.

При получении эфирного масла основные задачи производства заключаются в повышении качества эфирного масла и увеличении выхода эфирного масла из равного количества сырья.

Снижение качества эфирного масла для таких видов сырья, как роза, мята и т.п. происходит, в частности, из-за химических реакций между клеточным соком и эфирным маслом в измельченном сырье. Если сырье не измельчить, то увеличивается время обработки и уменьшается выход эфирного масла.

Для таких видов сырья, как зерновые, древесные, хвойные и корневые, сложность заключается в трудности вскрытия внутренних эфиромасличных вместилищ из-за недостаточного измельчения, обусловленного рядом технологических причин. Кроме того, снижение качества эфирного масла происходит при длительном нахождении эфирного масла при высоких температурах.

Известен способ переработки эфиромасличного зернового сырья путем измельчения и одновременной обработки паром [1]
Недостатками этого способа являются то, что не разрыхлены внутренние структуры сырья, что затрудняет извлечение масла из внутренних масличных вместилищ; невозможность переработки этим способом сочных видов сырья, таких как роза, мята и т.д. осуществление механического воздействия при температурах, когда неизбежны химические реакции, снижающие качество эфирного масла.

Также известен способ подготовки к экстракции путем пропитывания сырья сжиженным газом под давлением с дальнейшим резким снижением давления для вскрытия эфиромасличных вместилищ [2]
При данном способе подготовки сырья облегчается извлечение масла из внутренних эфиромасличных вместилищ.

Однако этот способ имеет следующие недостатки: сырье нельзя получить высокой степени измельчения, т.е. остается малая площадь контакта сырья и вещества, с помощью которого осуществляется экстракция; сложность оборудования.

Наиболее близким техническим решением является способ переработки эфиромасличного сырья путем измельчения сырья, обработки его потоком водяного пара, с последующей его конденсацией, охлаждением паровой фазы и отделением эфирного масла [3] Данный способ принят за прототип.

Недостатками этого способа являются потери эфирного масла при измельчении и транспортировке сырья; неполное извлечение эфирного масла из-за несовершенства известных способов измельчения сырья; снижение выхода эфирного масла из сочных видов сырья.

Кроме того, необходимо указать, что обычно процесс выгонки эфирного масла разделен на два этапа. Первый этап извлечение масла из поверхностных вместилищ, протекает быстро и вначале с постоянной скоростью, но по мере насыщения паровой фазы эфирным маслом скорость извлечения падает. Второй этап этап извлечения масла из внутренних вместилищ, протекает медленнее.

На первом этапе извлечение масла подчиняется закону конвективной диффузии и газовым законам. Скорость массоотдачи в паровую фазу зависит от скорости движения пара, его температуры и площади поверхности частиц сырья. В известных способах увеличение относительной скорости сырья и водяного пара приводит к снижению выхода эфирного масла.

На втором этапе количество извлекаемого масла зависит от скорости выхода масла из внутренних вместилищ, т.е. от степени измельчения и разрыхления сырья.

Сопоставляя действие законов внутренней и конвективной диффузии, не трудно заметить, что процесс извлечения масла будет тем эффективнее, чем больше эфирного масла будет находиться на поверхности сырья, чем выше будет скорость движения пара и сырья на первом этапе и, чем выше будет температура пара, особенно на втором этапе.

Целью изобретения является повышение качества, увеличение выхода эфирного масла и возможность обработки различных видов сырья.

Для достижения поставленной цели в известном способе перед измельчением сырье замораживают до температуры (- 40)-(- 60)^оС, а перед обработкой водяным паром сырье разгоняют и подают в поток водяного пара под углом 70-110^о к оси потока водяного пара.

Кроме того, для обеспечения поставленной цели сырье разгоняют путем его закручивания.

Для пояснения предложенного способа необходимо указать следующее. При замораживании сырья происходит вскрытие (разрыв) внутренних вместилищ эфирного масла, сырье становится хрупким, что позволяет достичь тонкого измельчения сырья до размеров частиц порядка 0,1 мм (0,1 х 0,1 х 0,1) без дополнительного измельчения на измельчительных вальцах, которые обеспечивают размер частиц порядка 0,2-0,8 мм. Операция измельчения замороженного сырья обеспечивает увеличение выхода эфирного масла и улучшение его качества за счет уменьшения времени воздействия высокой температурой пара на сырье, а также за счет измельчения сырья при температурах, когда невозможны химические реакции между клеточным соком и эфирным маслом, или эти процессы очень замедлены.

Температура заморозки определяется тем, что при температуре ниже 40^оС сырье замерзло настолько, чтобы достичь тонкого измельчения, а при снижении температуры ниже 60^оС хрупкость сырья остается неизменной, что видно на чертеже.

Угол подачи сырья в поток водяного пара определяется тем, что максимально эффективный массообмен осуществляется, если этот угол приблизительно равно 90^о, если же угол меньше 70^о и больше 110^о, то эффективность значительно снижается. Следует указать также, что наиболее эффективно закручивать поток сырья в плоскости либо параллельной, либо перпендикулярной оси потока водяного пара.

Достоинством предложенного способа является то, что замораживание сырья можно осуществить непосредственно на месте сбора сырья, что предотвращает химические реакции и брожение при доставке сырья к месту переработки.

Кроме того, повышение качества обеспечивается сокращением времени выгонки эфирного масла и исключением контакта эфиромасличного сырья с конденсатом, за счет разного направления векторов скорости пара и сырья, благодаря чему частицы сырья постоянно омываются свежими порциями пара, а извлеченное эфирное масло постоянно уносится из зоны контакта, что также приводит к интенсификации процесса извлечения. А обеспечивается это закручиванием потока сырья в плоскости, расположенной под углом 70-110^о к оси потока водяного пара. При этом относительные скорости движения пара и сырья обеспечиваются более высокие, чем во всех известных способах.

Предложенный способ обеспечивает большую, по сравнению с известными способами, поверхность контакта частиц сырья и пара, благодаря чему на первом этапе увеличивается количество извлеченного эфирного масла и сокращается время второго этапа выгонки, что приводит к повышению качества за счет сокращения времени воздействия высокой температуры на эфирное масло.

Таким образом, предложенный способ производства эфирного масла является универсальным и может использоваться для получения эфирного масла из всех видов сырья.

Кроме того, необходимо указать, что измельченное замороженное сырье можно использовать и при других способах экстракции.

Область использования - эфиромасличная промышленность. Сущность способа заключается в том, что эфиромасличное сырье измельчают, обрабатывают потоком водяного пара при перемещении потока сырья с последующей конденсацией, охлаждением и отделением эфирного масла, при этом сырье перед измельчением замораживают до температуры (-40) (-60)°С, пар подают на измельченное сырье под углом к направлению потока сырья, при этом скорости подачи пара и перемещаемого сырья выбирают такими, чтобы угол между осями потоков в месте их пересечения составлял 70 110°. Потоку сырья сообщают закрученное движение. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЭФИРОМАСЛИЧНОГО СЫРЬЯ путем измельчения сырья, обработки его потоком водяного пара при перемещении потока сырья с последующими конденсацией, охлаждением и отделением эфирного масла, отличающийся тем, что сырье перед измельчением замораживают до -40 -60^oС, пар подают на измельченное сырье под углом к направлению потока сырья, при этом скорости подачи пара и перемещаемого сырья выбирают такими, чтобы угол между осями потоков в месте их пересечения составлял 70 - 110^o. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что потоку сырья сообщают закрученное движение.