МАСЛОЭКСТРАКЦИОННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

ОБЗОР НЕКОТОРЫХ РАБОТ ПО ТЕОРИИ ЭКСТРАКЦИИ

Выше были приведены систематизированные данные по тео­рии экстракции, принятой большинством исследователей. Имеется ряд работ но теории экстракции, освещающих отдель­ные проблемы этого процесса несколько с других позиций. Швитцер [102] к факторам, определяющим механизм экстрак­ции, относит скорость проникновения растворителя в экстраги­руемое вещество и диффундирование масла через клеточную мембрану. Он считает, что диффузия масла через клеточные мембраны протекает аналогично диффузии через пористые тела.

Буше и другие [93], проводя проверку теории диффузии путем экстракции растворителем пористых глиняных пластинок, про­питанных соевым маслом, нашли, что такое диффундирование подчиняется закону Фика. Однако в силу того, что свойства по­ристых пластинок, пропитанных маслом, не соответствуют свой­ствам лепестка из масличных семян или жмыха и что уравне­ние экстракции, выведенное на основе работ с пористыми пла­стинками, должно корректироваться с учетом различия струк­тур экстрагируемого материала, авторы приходят к выводу, что необходимые данные об экстракции различных структур легче получить опытным путем, чем путем теоретического изучения. Кинг и Катц [94] в результате своих исследований пришли к вы­воду, что причиной отклонения процесса экстракции масличных семян от условий идеальной экстракции пористой пластинки, пропитанной маслом, является также характер распределения масла в экстрагируемом материале.

Эти авторы, основываясь на том, что кривые экстракции сме­си сырых соевых лепестков различной толщщіьі на полулога­рифмической сетке не являются прямыми линиями, какими они должньї быть на основании зависимости для коэффициента диф­фузии, выведенной Буше в результате работы с пористыми пла­стинками одинаковой толщины, пропитанными соевым маіслом,. пришли к выводу, что для практических целей нужно пользовать­ся эмпирическими зависимостями.

Смит {95] для определения константы скорости экстрак­ции по данным масличности шрота и времени экстракции и уяс­нения механизма экстракции растительных масел из семян путем сравнения данных реальной экстракции с данными, полученны­ми на модельных пористых пластинках, в которых процесс экст­ракции заведомо является процессом молекулярной диффузии, в лабораторных условиях проводил экстракцию способами на­стаивания, последовательного обезжиривания в жидкой фазе и орошения. Как видно из рис. 23, кривые экстракции соевого масла из пористых пластинок (последовательным обезжирива­нием 1) и сырого соевого лепестка при разных способах экст­ракции (погружением 2, настаиванием 3 и орошением 4) имеют различный характер. После экстрагирования пористых пласти­нок около 20 минут кривая приближается к прямой. В резуль­тате изучения кривых экстракции и других исследований Смит пришел к следующему выводу:

А) процессы экстракции масла из действительных материа­лов и из моделированных пластинок неодинаковы, поэтому экс­тракция должна изучаться только на действительных материа­лах;

Б) константы скорости экстракции, полученные на действи­тельных материалах при настаивании, орошении и последова­тельном обезжиривании, действительны в течение всего перио­да экстракции;

В) константа скорости экстракции пропорциональна диффу­зионной - способности масла и растворителя;

Г) влияние переменных факторов в случае экстрагирования

•пористых пластин и дей­ствительных материалов оказались одинаковыми.

Из этого стало оче­видно, что диффузия кон­тролирует процесс экс­тракции масла из дейст­вительных материалов.

Явления диффузии при экстракции масла из масличных семян под­тверждаются и работами Фана и Мориса [103], ко­торые проводили извлече­ние масла, из срезов ара­хисовых семян при тем­пературе 24—26° н-пен - таном (30—60°), н-гекса - ном (60—71°).

Определяя q/qo (где q—количество масла в единице экстрагируемого материала через т секунд после 'начала диффузии, а <7о—количество масла в материале при т=0) в условиях лабораторной экстракции и рассчитывая это же соотношение по уравнению

LgЯІЯо—— 0,0911 — 4,286 JjL;,

Где: 2/ — толщина среза;

D — коэффициент молекулярной диффузии,

Авторы построили соответствующие графики (рис. 24) на полу­логарифмической сетке, из которых кривые 1 и 2 строились на основе лабораторных соединений, кривая 3— по уравнению.

Как видно из графиков, независимо от характера отклоне­ний кривых в начале процесса, в дальнейшем после тридцати­минутной экстракции опытные кривые переходили в прямые ли­нии, подобные теоретическим. Это говорит о том, что экстрак­ция действительного клеточного материала в конечных фазах представляет диффузионный процесс, подчиняющийся закону Фика.

0 20 40 60 80 100 120 Время в мин.

Рис. 23. Кривые экстракции.

Известный интерес представляет работа Отмера и Агарвэла [104]. Экстрагируя гаксаном целые семена сои и половинки их,
авторы установили, что за 168 часов экстракции из целых семян сои было извлечено всего 0,08%, а, из половинок—0,19% ис­ходного масла.

На основе этого авторы делают вывод, что стенки клеток масличного семени непроницаемы для масла и растворителя и что они препятствуют диффузии масла и растворителя.

Проводя далее опытные экстракции с мисцеллой различной концентрации измельченного в лепесток соевого семени, авто­ры пришли к заключению, что концентрация мисцеллы не оказывает влияния на ско­рость экстракции. Отсюда делается вывод, что к экстрак­ции маслв из масличных семян неприменим диффузион­ный закон Фика и что нет необходимости применять про - тивоточную экстракцию. По­этому для экстракции будет достаточным простое замачи­вание и перемешивание рас­творителя (чистого или в ви­де мисцеллы) и твердого экстрагируемого материала. Окончательная стадия экс­тракции должна заключать­ся в промывке экстрагируе­мого материала противо - точным или чистым раствори­телем. Промывка может осу­ществляться как ступенчатым орошением, так и погруже­нием в противоточно движущийся растворитель. Количест­во промывок можно легко вычислить при помощи материального баланса, в котором удержание мисцеллы шротом считают по­стоянным. К последнему положению о постоянстве ІМИСЦЄЛЛО - емко'сти экстрагируемых частиц авторы пришли в ходе изуче­ния экстракции соевого масла из развальцованных лепестков различной толщины.

Авторы установили, что мисцеллоемкость — отношение коли­чества мисцеллы к количеству сухого вещества — лепестка является постоянной величиной и не зависит от остаточной масличности шрота—отношение количества масла к количеству сухого вещества.

Следует отметить, что такое (недиффузионное) представление

Рис. 24. Кривые экстракции.

Экстракции растительного масла из семян находит последо­вателей в среде конструкторов экстракционной аппаратуры и технологов.