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(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，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(gè)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(duì)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(jìn)步。其中，以油脂浸出為代表的萃取技術(shù)突飛猛進(jìn)，設(shè)備歷經(jīng)多個(gè)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)健⒖蚨肥降?，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(duì)不同的需求研制開發(fā)新型萃取器仍具有一定的現(xiàn)實(shí)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(diǎn)

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(shì)是可以實(shí)現(xiàn)浸泡、噴淋、循環(huán)，清晰的連續(xù)逆流多級(jí)梯度萃取。環(huán)型（拖鏈）浸出器的優(yōu)勢(shì)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(diǎn)，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(jìn)料段進(jìn)入，運(yùn)轉(zhuǎn)一周后由上一層出料口落入下一層進(jìn)料段中，落料過程中實(shí)現(xiàn)了物料的重組。萃取液通過多臺(tái)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(jìn)料口方向溢流，在流動(dòng)中濃度不斷加大，當(dāng)?shù)竭_(dá)進(jìn)料口處集液斗時(shí)，濃度達(dá)到最大，由最上層最后一級(jí)循環(huán)泵抽出送到蒸發(fā)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了真正的梯度萃取。通過變頻控制主電機(jī)和調(diào)整噴淋量可以保證足夠的時(shí)間和必要的循環(huán)量。由于以平轉(zhuǎn)為基礎(chǔ)，設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，生產(chǎn)維護(hù)費(fèi)用低，可控性強(qiáng)。

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(diǎn)，并具有以下優(yōu)勢(shì)：

（1）應(yīng)用領(lǐng)域廣，能適應(yīng)各種溶劑對(duì)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(dòng)方式，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，機(jī)械傳動(dòng)的事故率低。

（4）溶劑收集格相對(duì)獨(dú)立，可以保證有效地實(shí)現(xiàn)濃度梯度萃取。

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

（6）法蘭連接點(diǎn)相對(duì)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(diǎn)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(shí)踐表明，原料粉末度高時(shí)，作為溶劑的乙醇滲透緩慢，加之物料沒有料格進(jìn)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(shí)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(duì)原料進(jìn)行篩分，粕粉的篩出量有的高達(dá)原料的25%，嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)效益。但反觀復(fù)式萃取器，由于料格與溶劑收集格相對(duì)獨(dú)立，在原料粉末增多的情況下，溶劑噴淋比大時(shí)依然強(qiáng)制在本格內(nèi)實(shí)現(xiàn)浸泡而不會(huì)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(diǎn)。同時(shí)，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(qiáng)、動(dòng)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(shì)。

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(gè)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(hào)溶劑萃取，但由于國際市場(chǎng)上對(duì)葉黃素中四號(hào)溶劑殘留的爭議，目前有被六號(hào)溶劑萃取法替代的趨勢(shì)。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(jìn)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(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低、以酒精為溶劑時(shí)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(diǎn)，但有一點(diǎn)是相通的，即生產(chǎn)規(guī)模小、萃取時(shí)間長。因此，直接應(yīng)用常規(guī)的萃取器往往會(huì)出現(xiàn)大馬拉小車或萃取時(shí)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(shí)現(xiàn)日處理原料幾噸到幾十噸的連續(xù)萃取。其次，相對(duì)獨(dú)立的料格可以在溶劑量大時(shí)依然有效地保證受浸物料充分浸泡，不會(huì)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(yùn)動(dòng)部件及法蘭連接點(diǎn)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(duì)天然植物來源的產(chǎn)品的追求日益強(qiáng)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(diǎn)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。

：

［1］趙國志.浸出器的發(fā)展及類型[J].糧油加工與食品機(jī)械,2006(5):17-18.

［2］汪學(xué)德.三大浸出器的設(shè)計(jì)特征[J].糧油加工與食品機(jī)械,2006(5):19.

［3］郭書叢,王雨,胡景環(huán),等.新型天然色素提取設(shè)備——滑槽式浸出器[J].中國油脂,2006,31(2):18-20.

［4］魏冰,曹萬新,石珊珊,等.醇法大豆?jié)饪s蛋白的生產(chǎn)實(shí)踐[J].中國油脂,2008,33(7):31-34.

［5］顧玉興,華欲飛.醇法大豆?jié)饪s蛋白制取工藝的優(yōu)選[J].食品科技,1997(6):13-16.

［6］李忠德,夏慶.半逆流多級(jí)浸出工藝和連續(xù)逆流浸出工藝及設(shè)備選擇[J].醫(yī)藥工程設(shè)計(jì),2003,24(1):29-33.

［7］沈善登.茶餅浸出工藝及設(shè)備探討[J].中國油脂,1994,19(1):23-26.

［8］關(guān)海君,于殿宇,周鳳超,等.醇法連續(xù)提取大豆?jié)饪s蛋白及其副產(chǎn)物綜合利用的生產(chǎn)實(shí)踐[J].大豆通報(bào),2007(6):40-42.

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