ЭлБиб

Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств» № 1, 2017

to the required temperature together with the chamber of the apparatus equipped with a heating jacket,

after which the raw materials were processed. For repeated extraction steps the extraction from the

previous ones was used as the extractant. The resulting meal was subjected to repeated extraction

to calculate the loss of extractive substances. In all cases the extraction was performed until the system

reached equilibrium concentration. It was found that an increase in the initial temperature of the

extractant leads to a reduction in the time to reach the equilibrium concentration, however, the energy

spent to prepare the extractant of a higher temperature is much greater than the energy savings

resulting from the reduction in the processing time in the extractor. As a result, the initial temperature

of the extractant is recommended to be of 20°C. Multiple extraction procedure allows obtaining more

saturated extracts. This reduces the energy costs when concentrating, however, the savings thus

obtained cover the costs resulting from the loss of extractive substances in the raw material only when

extracted twice. Therefore, it is possible to recommend the number of extractant passes equal to two.

Keywords

: extraction of plant material; dried leaves of nettle and birch; extracting temperature; multiple extraction;

machine with vibration plate.

Введение

Экстракты из растительного сырья приобретают все большую значимость при производстве

продуктов питания [1, 2]. Причиной тому является их высокая пищевая ценность, низкое содержание

токсинов, высокие органолептические показатели [3]. Сочетание этих преимуществ делает продукты

питания, содержащие в своей основе экстракты из сырья растительного происхождения, все более

востребованными среди ценителей здоровой пищи. Крапива и береза с давних пор известны как

источники многих витаминов, минералов, органических кислот [4–6].

Получить полезные вещества из трав, соцветий, листьев, корней, возможно путем

экстрагирования, обладающего рядом преимуществ [7]. Альтернативой экстрагированию может

служить отжим, однако низкое содержание влаги в таких видах сырья делает этот способ трудоемким

или даже нецелесообразным. Экстрагирование же позволяет осуществлять заготовку сырья путем

сушки в естественных условиях. С точки зрения сезонного фактора это позволяет распределить

переработку сырья на годовой цикл, что в свою очередь позволяет применять оборудование меньшей

производительности и стоимости. Экстракторы с вибрационной тарелкой отличаются надежностью,

простотой изготовления и эксплуатации. Основной принцип их работы состоит в подводе к системе

энергии в виде низкочастотных механических колебаний. Это позволяет создать в аппарате режим

близкий к идеальному смешению [8]. Однако режимы работы, обеспечивающие максимальную

эффективность использования подводимой энергии для разных видов сырья, будут отличаться ввиду

различия свойств сырья (прочность, форма, размеры, пористость, порозность). Сложность состоит

в том, что определение этих режимов возможно только экспериментальным методом.

При экстрагировании растительного сырья в аппарате с вибрационной тарелкой основными

факторами, влияющими на процесс, можно считать [8–11]: соотношение фаз; частоту и амплитуду

колебаний вибрационной тарелки; долю свободного сечения перфорированной тарелки, а также

диаметр отверстий тарелки; высоту тарелки над дном аппарата; температуру экстрагента. Повышение

температуры при экстрагировании в системе твердое тело–жидкость позволяет ускорить процессы

диффузии экстрагируемых веществ в капиллярах твердого тела и массопередачи экстрагируемых

веществ от поверхности раздела фаз в ядро потока [11]. Стоит отметить, что сокращение времени

экстрагирования за счет подвода тепловой энергии не всегда оправдано с точки зрения общих

энергозатрат. Увеличить концентрацию экстракта можно также путем многократного использования

экстрагента, это позволит сократить энергозатраты при концентрировании. Однако недостатком этого

метода являются потери экстрактивных веществ при перезагрузке аппарата и в шроте, возникающие

вследствие уменьшения движущей силы процесса [9].

В представленной работе рассмотрено влияние многократного использования экстрагента и его

начальной температуры на процесс экстрагирования высушенных листьев крапивы двудомной

и березы повислой в аппарате с вибрационной тарелкой.

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека