复式萃取器及其应用

杨学军，梁志家，韩 锋

（黑龙江双河松嫩大豆生物工程有限责任公司，哈尔滨 150001）

复式萃取器及其应用

杨学军，梁志家，韩 锋

（黑龙江双河松嫩大豆生物工程有限责任公司，哈尔滨 150001）

介绍了复式萃取器的结构特点及优势，分析了它在醇法大豆浓缩蛋白、天然色素及中草药有效成份萃取生产中的应用，指出复式萃取器能够实现浸泡及梯度萃取并获得较高提取效率。

复式萃取器；醇法大豆浓缩蛋白；活性因子

萃取是一个非常重要的化工单元操作，在轻工、食品、制药等领域广泛应用，如大豆中油脂的制取、中草药有效成份的萃取等生产操作。经过多年发展，相对于早期的罐组式间歇生产，萃取工艺及设备取得了长足进步。其中，以油脂浸出为代表的萃取技术突飞猛进，设备历经多个发展阶段业已成熟。目前，工业生产中常用的萃取器主要有平转式、环型、拖链式、框斗式等，广泛地应用到了植物蛋白、色素、中药提取等相关领域。但由于原料的多样性、特殊性、产能限制等诸多因素，这些萃取器已无法满足生产要求或无法获得最佳的使用效果。因此，针对不同的需求研制开发新型萃取器仍具有一定的现实意义，而复式萃取器是其中较典型的代表。

1 结构特点

传统的萃取器主要有平转式和环型（拖链）式。平转浸出器的优势是可以实现浸泡、喷淋、循环，清晰的连续逆流多级梯度萃取。环型（拖链）浸出器的优势是料层薄，物料重组、萃取效率高。而复式萃取器兼平转及环型二者之优点，它以平转萃取器为基本结构，采用上下双层或多层平转型式，物料由双层或多层料格均分，料层可以大幅减薄。待浸物料由进料段进入，运转一周后由上一层出料口落入下一层进料段中，落料过程中实现了物料的重组。萃取液通过多台循环泵在料格与集液斗间循环，萃取液依然由出料口向进料口方向溢流，在流动中浓度不断加大，当到达进料口处集液斗时，浓度达到最大，由最上层最后一级循环泵抽出送到蒸发系统，实现了真正的梯度萃取。通过变频控制主电机和调整喷淋量可以保证足够的时间和必要的循环量。由于以平转为基础，设备运行平稳，生产维护费用低，可控性强。

由于是在平转萃取器的基础上开发，复式萃取器继承了平转萃取器的所有优点，并具有以下优势：

（1）应用领域广，能适应各种溶剂对不同属性物料的有效成份萃取。

（2）同等处理量的情况下自身占地面积较小，节省了厂房的占地面积。

（3）采用业界已沿用二十余年的齿轮齿圈的传动方式，运转平稳，机械传动的事故率低。

（4）溶剂收集格相对独立，可以保证有效地实现浓度梯度萃取。

（5）萃取过程中实现物料翻转重组一次，使萃取效率更高。

（6）法兰连接点相对较少，降低了溶剂泄漏量。

2 应用范围

2.1 复式萃取器在醇法大豆浓缩蛋白生产中的应用

醇法大豆浓缩蛋白（ALSPC）的生产是通过含水乙醇的浸洗将豆粕中糖份等醇溶性物质除去，由此得到高蛋白含量产品的过程。ALSPC的生产特点是：溶剂与物料比大，原料粉末度高、渗透性差，糖与蛋白质结合不易溶出等。目前生产中常用的萃取设备主要是环型萃取器或拖链萃取器。实践表明，原料粉末度高时，作为溶剂的乙醇渗透缓慢，加之物料没有料格进行分隔，就形成了所谓漫格的现象，溶剂甚至可以由萃取器一端流至另一端，无法实现梯度萃取。为避免这种现象的发生，多数ALSPC的生产厂家都对原料进行筛分，粕粉的筛出量有的高达原料的25%，严重影响经济效益。但反观复式萃取器，由于料格与溶剂收集格相对独立，在原料粉末增多的情况下，溶剂喷淋比大时依然强制在本格内实现浸泡而不会出现漫格现象。因此具有浓度梯度分明、萃取效率高、浸泡和渗滤相结合的特点。同时，在醇法大豆浓缩蛋白生产过程中复式萃取器更能体现出连续稳定生产、适应性强、动力省、密闭安全、结构简单、紧凑合理、操作维修方便等优势。

2.2 复式萃取器在天然色素、中药及其他生产中的应用

目前，我国天然色素的生产主要集中在辣椒红和叶黄素等少数几个品种。叶黄素是以经过发酵造粒的万寿菊鲜花为原料，通过溶剂萃取、蒸发浓缩后得到一种黄色油状液体，即叶黄素浸膏，继而可精制为较高纯度的叶黄素成品。目前，我国叶黄素的生产还以浸膏为主，且产品多出口。早期生产工艺为四号溶剂萃取，但由于国际市场上对叶黄素中四号溶剂残留的争议，目前有被六号溶剂萃取法替代的趋势。辣椒红和叶黄素的提取工艺与油脂生产工艺相近。中药有效成份的萃取是随着我国中药现代化的进程逐步发展起来的，目前还是以罐组式间歇生产为主，溶剂多数情况下是水或酒精。由于需要人工倒罐、放料等工作，罐组式生产的弊端是劳动强度大、生产效率低、以酒精为溶剂时溶耗高。因此，应用连续萃取设备是中药萃取行业提高生产效率的必由之路。色素、中药或其他生物活性物质的萃取有其各自的特点，但有一点是相通的，即生产规模小、萃取时间长。因此，直接应用常规的萃取器往往会出现大马拉小车或萃取时间不足的问题，而复式萃取器恰恰可以克服这些问题。首先，平转浸出器本来就是由小规模处理量发展起来的，作为其传承者的复式萃取器在小型化方面可以实现日处理原料几吨到几十吨的连续萃取。其次，相对独立的料格可以在溶剂量大时依然有效地保证受浸物料充分浸泡，不会出现物料随溶剂漂浮混格等现象，从而最大限度提取出有效物质。再次，平转式设备运动部件及法兰连接点少，杜绝溶剂泄漏，降低溶剂消耗，增加生产效益。

通过以上分析可以看出，复式萃取器非常适用于分散性良好的固液两相萃取。除在传统的油脂浸出行业可以一展身手外，通过更换不同的设备材质，茶叶中提取茶粉、海藻中提取海藻酸钠，如果应用复式萃取器也可以获得良好的萃取效果。

3 结束语

随着生活水平的逐步提高，人们对天然植物来源的产品的追求日益强烈，天然植物萃取生产方兴未艾。但由于原料来源广泛、性质不一，不断有新工艺涌现，如何获得更高的提取效率、获得更多的有效物质依然是工艺过程中的重点环节，萃取设备则是其中的关键。复式萃取器的开发应用为特种物料、特殊工艺的萃取设备的开发提供了借鉴。

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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

杨学军，男，工程师，研究方向：醇法大豆浓缩蛋白生产工艺及设备研究，E-mail：cowardy@sohu.com