復式萃取器及其應用

楊學軍，梁志家，韓 鋒

（黑龍江雙河松嫩大豆生物工程有限責任公司，哈爾濱 150001）

復式萃取器及其應用

楊學軍，梁志家，韓 鋒

（黑龍江雙河松嫩大豆生物工程有限責任公司，哈爾濱 150001）

介紹了復式萃取器的結構特點及優勢，分析了它在醇法大豆濃縮蛋白、天然色素及中草藥有效成份萃取生產中的應用，指出復式萃取器能夠實現浸泡及梯度萃取并獲得較高提取效率。

復式萃取器；醇法大豆濃縮蛋白；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、制藥等領域廣泛應用，如大豆中油脂的制取、中草藥有效成份的萃取等生產操作。經過多年發展，相對于早期的罐組式間歇生產，萃取工藝及設備取得了長足進步。其中，以油脂浸出為代表的萃取技術突飛猛進，設備歷經多個發展階段業已成熟。目前，工業生產中常用的萃取器主要有平轉式、環型、拖鏈式、框斗式等，廣泛地應用到了植物蛋白、色素、中藥提取等相關領域。但由于原料的多樣性、特殊性、產能限制等諸多因素，這些萃取器已無法滿足生產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新型萃取器仍具有一定的現實意義，而復式萃取器是其中較典型的代表。

1 結構特點

傳統的萃取器主要有平轉式和環型（拖鏈）式。平轉浸出器的優勢是可以實現浸泡、噴淋、循環，清晰的連續逆流多級梯度萃取。環型（拖鏈）浸出器的優勢是料層薄，物料重組、萃取效率高。而復式萃取器兼平轉及環型二者之優點，它以平轉萃取器為基本結構，采用上下雙層或多層平轉型式，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，落料過程中實現了物料的重組。萃取液通過多臺循環泵在料格與集液斗間循環，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，當到達進料口處集液斗時，濃度達到最大，由最上層最后一級循環泵抽出送到蒸發系統，實現了真正的梯度萃取。通過變頻控制主電機和調整噴淋量可以保證足夠的時間和必要的循環量。由于以平轉為基礎，設備運行平穩，生產維護費用低，可控性強。

由于是在平轉萃取器的基礎上開發，復式萃取器繼承了平轉萃取器的所有優點，并具有以下優勢：

（1）應用領域廣，能適應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，節省了廠房的占地面積。

（3）采用業界已沿用二十余年的齒輪齒圈的傳動方式，運轉平穩，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濃度梯度萃取。

（5）萃取過程中實現物料翻轉重組一次，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 應用范圍

2.1 復式萃取器在醇法大豆濃縮蛋白生產中的應用

醇法大豆濃縮蛋白（ALSPC）的生產是通過含水乙醇的浸洗將豆粕中糖份等醇溶性物質除去，由此得到高蛋白含量產品的過程。ALSPC的生產特點是：溶劑與物料比大，原料粉末度高、滲透性差，糖與蛋白質結合不易溶出等。目前生產中常用的萃取設備主要是環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象，溶劑甚至可以由萃取器一端流至另一端，無法實現梯度萃取。為避免這種現象的發生，多數ALSPC的生產廠家都對原料進行篩分，粕粉的篩出量有的高達原料的25%，嚴重影響經濟效益。但反觀復式萃取器，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實現浸泡而不會出現漫格現象。因此具有濃度梯度分明、萃取效率高、浸泡和滲濾相結合的特點。同時，在醇法大豆濃縮蛋白生產過程中復式萃取器更能體現出連續穩定生產、適應性強、動力省、密閉安全、結構簡單、緊湊合理、操作維修方便等優勢。

2.2 復式萃取器在天然色素、中藥及其他生產中的應用

目前，我國天然色素的生產主要集中在辣椒紅和葉黃素等少數幾個品種。葉黃素是以經過發酵造粒的萬壽菊鮮花為原料，通過溶劑萃取、蒸發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，我國葉黃素的生產還以浸膏為主，且產品多出口。早期生產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工藝相近。中藥有效成份的萃取是隨著我國中藥現代化的進程逐步發展起來的，目前還是以罐組式間歇生產為主，溶劑多數情況下是水或酒精。由于需要人工倒罐、放料等工作，罐組式生產的弊端是勞動強度大、生產效率低、以酒精為溶劑時溶耗高。因此，應用連續萃取設備是中藥萃取行業提高生產效率的必由之路。色素、中藥或其他生物活性物質的萃取有其各自的特點，但有一點是相通的，即生產規模小、萃取時間長。因此，直接應用常規的萃取器往往會出現大馬拉小車或萃取時間不足的問題，而復式萃取器恰恰可以克服這些問題。首先，平轉浸出器本來就是由小規模處理量發展起來的，作為其傳承者的復式萃取器在小型化方面可以實現日處理原料幾噸到幾十噸的連續萃取。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，不會出現物料隨溶劑漂浮混格等現象，從而最大限度提取出有效物質。再次，平轉式設備運動部件及法蘭連接點少，杜絕溶劑泄漏，降低溶劑消耗，增加生產效益。

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

3 結束語

隨著生活水平的逐步提高，人們對天然植物來源的產品的追求日益強烈，天然植物萃取生產方興未艾。但由于原料來源廣泛、性質不一，不斷有新工藝涌現，如何獲得更高的提取效率、獲得更多的有效物質依然是工藝過程中的重點環節，萃取設備則是其中的關鍵。復式萃取器的開發應用為特種物料、特殊工藝的萃取設備的開發提供了借鑒。

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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

楊學軍，男，工程師，研究方向：醇法大豆濃縮蛋白生產工藝及設備研究，E-mail：cowardy@sohu.com