RU105290U1 - INSTALLATION OF ELECTRIC PULSE EXTRACTION - Google Patents
INSTALLATION OF ELECTRIC PULSE EXTRACTION Download PDFInfo
- Publication number
- RU105290U1 RU105290U1 RU2011105497/13U RU2011105497U RU105290U1 RU 105290 U1 RU105290 U1 RU 105290U1 RU 2011105497/13 U RU2011105497/13 U RU 2011105497/13U RU 2011105497 U RU2011105497 U RU 2011105497U RU 105290 U1 RU105290 U1 RU 105290U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- installation
- installation according
- pulse
- extraction
- Prior art date
Links
Landscapes
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
1. Установка электроимпульсного экстрагирования, характеризующаяся тем, что она содержит вертикально расположенную импульсную камеру цилиндрической формы с конусным дном для выгрузки готового экстракта, со съемной крышкой для загрузки в камеру исходного сырья, с горизонтально установленными внутри нее электродами из вольфрама или с наконечниками из вольфрама, подключенный к камере насос для интенсивного и непрерывного перемешивания экстрагента в циркуляционном контуре, образованном камерой и присоединенными к ней входным и выходным патрубками, и подключенный к высоковольтному электроду камеры дистанционно управляемый генератор импульсов, представляющий собой размещенный в закрытом отсеке силовой блок, включающий высоковольтное трансформаторно-выпрямительное устройство, накопительную емкость, разрядное устройство и устройство управления разрядным устройством с управляющим реле времени, при этом межэлектродный зазор устанавливается и регулируется поступательно-вращательным движением электродов, выполненных в виде резьбовых стержней, заключенных в изолирующие трубки, на которые снаружи камеры установлены текстолитовые изоляторы. ! 2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что объем импульсной камеры составляет 14 л. ! 3. Установка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит частотный преобразователь для регулирования производительности насоса. ! 4. Установка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что генератор импульсов дополнительно содержит, по крайне мере, один радиатор охлаждения. ! 5. Установка по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит осуши� 1. Installation of electropulse extraction, characterized in that it contains a vertically arranged pulse chamber of cylindrical shape with a conical bottom for unloading the finished extract, with a removable lid for loading feedstock into the chamber, with tungsten electrodes horizontally mounted inside it or with tungsten tips, a pump connected to the chamber for intensive and continuous mixing of the extractant in the circulation circuit formed by the chamber and the inlet and outlet connected to it pipes, and a remotely controlled pulse generator connected to the high-voltage electrode of the camera, which is a power unit located in a closed compartment, including a high-voltage transformer-rectifier device, a storage capacitor, a discharge device, and a discharge device control device with a control time relay, while the interelectrode gap is set and regulated by the translational-rotational movement of the electrodes made in the form of threaded rods enclosed in an insulator Suitable tubes, which are installed outside the chamber textolite insulators. ! 2. Installation according to claim 1, characterized in that the volume of the pulse chamber is 14 liters. ! 3. Installation according to any one of claims 1 and 2, characterized in that it further comprises a frequency converter for regulating the performance of the pump. ! 4. Installation according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the pulse generator further comprises at least one cooling radiator. ! 5. Installation according to any one of paragraphs.1 and 2, characterized in that it further comprises drainage
Description
Полезная модель относится к промышленному оборудованию, а именно - к электроимпульсным установкам для экстракции водорастворимых веществ из растительного сырья, и может быть использована в фармацевтической, косметической, пищевой промышленности и медицине.The utility model relates to industrial equipment, namely, to electric pulse plants for the extraction of water-soluble substances from plant materials, and can be used in pharmaceutical, cosmetic, food industry and medicine.
Для извлечения биологически активных веществ из растительного сырья в промышленности используют различные методы экстрагирования. Традиционные процессы (мацерация, перколяция, перемешивание и т.д.) экстрагирования биологически активных соединений из растительного сырья обладают двумя основными недостатками - длительностью и неполным извлечением целевых компонентов. Большой интерес представляет метод электроразрядного (электроимпульсного) экстрагирования, который обладает высокой степенью извлечения и сокращает длительность процесса до нескольких минут по сравнению с традиционными методами.To extract biologically active substances from plant materials in industry, various extraction methods are used. Traditional processes (maceration, percolation, mixing, etc.) of the extraction of biologically active compounds from plant materials have two main disadvantages - the duration and incomplete extraction of the target components. Of great interest is the method of electrodischarge (electropulse) extraction, which has a high degree of extraction and reduces the duration of the process to several minutes compared to traditional methods.
В ходе электроимпульсного экстрагирования растительного сырья вследствие воздействия ударных волн от импульсных электрических разрядов происходит не только измельчение его частиц, но и проникновение экстрагента в поры и капилляры растений за счет большой разности давлений на фронте ударной волны, и, как следствие, высокой степени течения экстрагирующей жидкости. Это способствует облегчению диффузии целевого компонента из пор капилляров растений и ускорению его извлечения.During the electropulse extraction of plant materials due to the action of shock waves from pulsed electric discharges, not only its particles are crushed, but also the extractant penetrates into the pores and capillaries of the plants due to the large pressure difference at the front of the shock wave, and, as a result, a high degree of flow of the extracting liquid . This helps to facilitate the diffusion of the target component from the pores of the capillaries of plants and accelerate its extraction.
Известен (Муравьева Д.А., Васильева О.Н., Кудимов Ю.Н., Казуб В.Т., Мартиросян К.В. Сравнительное исследование классической и электроимпульсной методик экстрагирования полисахаридов из листьев женьшеня. Деп. в ВИНИТИ 29.01.99, №309-В99. - 13 с.) электроимпульсный способ получения полисахаридов из листьев или шрота корня женьшеня, при котором измельченное растительное сырье загружается в электроимпульсную экстракционную камеру, где оно в присутствии воды подвергается обработке импульсными разрядами, возникающими между двумя электродами, один из которых заключен в изолятор. Недостатком данной установки является загрязненность экстракта металлами вследствие эрозии электродов в раствор.Known (Muravyova D.A., Vasilieva O.N., Kudimov Yu.N., Kazub V.T., Martirosyan K.V. Comparative study of classical and electropulse methods for extracting polysaccharides from ginseng leaves. Dep. At VINITI 01/29/99 , No. 309-B99. - 13 pp.) An electropulse method for producing polysaccharides from leaves or ginseng root meal, in which the crushed plant material is loaded into an electropulse extraction chamber, where it is treated with pulsed discharges arising between the two electrodes in the presence of water, one of cat Orykh imprisoned. The disadvantage of this installation is the contamination of the extract with metals due to erosion of the electrodes in the solution.
Аналогичные заявляемой полезной модели по назначению и принципу действия установки описаны в статье «Ускорение экстрагирования» (Молчанов Г.И. Интенсивная обработка лекарственного сырья. М.: Медицина, 1981, с.108-122).Similar to the claimed utility model for the purpose and principle of operation of the installation are described in the article "Acceleration of extraction" (Molchanov GI Intensive processing of medicinal raw materials. M .: Medicine, 1981, pp. 108-122).
Недостатки указанной электроимпульсной установки с горизонтальным расположением электродов:The disadvantages of this electropulse installation with a horizontal arrangement of electrodes:
а) Большие энергозатраты 10-15 кВт ч/литр (используют энергию импульса ~10 кДж, а также 500-1000 имп/л). Разряд происходит при превышении напряжением пробивного порога, который не регулируется, а зависит только от сопротивления воздушного промежутка между электродами. Напряжение импульса, время пробоя, а также длительность импульса подбираются отдельно для каждого продукта, чтобы не происходило окисления и выгорания при неизменном выходе активных веществ.a) Large energy consumption of 10-15 kWh / liter (using pulse energy of ~ 10 kJ, as well as 500-1000 imp / l). The discharge occurs when the voltage exceeds the breakdown threshold, which is not regulated, but depends only on the resistance of the air gap between the electrodes. The pulse voltage, breakdown time, and pulse duration are selected separately for each product so that oxidation and burnout do not occur with a constant output of active substances.
б) Потеря извлекаемым продуктом ценных свойств в результате его интенсивного окисления, вызванного высокой энергией импульса при длительной обработке сырья.b) Loss of valuable properties by the extracted product as a result of its intense oxidation caused by high pulse energy during long-term processing of raw materials.
в) Эрозия электродов в раствор.c) Erosion of electrodes into a solution.
г) Отсутствие циркуляции продукта, приводящее к его окислению в области максимального воздействия, а в случае работы с масляными экстрактами - к выгоранию масла в зоне обработки.d) The lack of circulation of the product, leading to its oxidation in the area of maximum exposure, and in the case of work with oil extracts, to burnout of the oil in the treatment area.
В известном (RU, 2191520, С2) способе экстракции водорастворимых веществ из растительного сырья суспензия растительного сырья обрабатывается в установке, содержащей рабочую (импульсную) камеру, состоящую из корпуса и электродной системы в виде двух электродов с регулируемым рабочим промежутком между ними, и генератор импульсов, подключенный к высоковольтному электроду рабочей камеры. Данная установка принята за прототип, так как является наиболее близкой к заявляемой полезной модели по совокупности существенных признаков.In the known (RU, 2191520, C2) method for extracting water-soluble substances from plant materials, a suspension of plant materials is processed in a plant containing a working (pulse) chamber, consisting of a housing and an electrode system in the form of two electrodes with an adjustable working gap between them, and a pulse generator connected to the high-voltage electrode of the working chamber. This installation is taken as a prototype, as it is closest to the claimed utility model for the totality of the essential features.
К причинам, препятствующим получению нижеуказанного технического результата, относятся следующие недостатки конструкции известной установки:The reasons that impede the receipt of the following technical result include the following design disadvantages of the known installation:
- незначительный объем рабочей (импульсной) камеры (10 л);- insignificant volume of the working (pulse) chamber (10 l);
- отсутствие процесса циркуляции продукта;- lack of product circulation;
- вертикальное расположение электродов;- vertical arrangement of electrodes;
- отсутствие стерилизации (бактерицидного воздействия) экстрагента при обработке высоким напряжением.- lack of sterilization (bactericidal effect) of the extractant during processing with high voltage.
Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель заключается в интенсификации процессов переработки растительного сырья с целью более полного и быстрого извлечения ценных веществ.The task to which the claimed utility model is directed is to intensify the processes of processing vegetable raw materials with the aim of more complete and faster extraction of valuable substances.
Основной технический результат, который может быть получен при осуществлении настоящей полезной модели, заключается в увеличении эффективности процесса экстрагирования, повышении качества готового продукта за счет сокращения времени экстрагирования и уменьшения содержания примесей металлов в экстракте.The main technical result that can be obtained by implementing this utility model is to increase the efficiency of the extraction process, improve the quality of the finished product by reducing the time of extraction and reducing the content of metal impurities in the extract.
Указанный основной технический результат достигается за счет того, что установка электроимпульсного экстрагирования содержит вертикально расположенную импульсную камеру цилиндрической формы с конусным дном для выгрузки готового экстракта, съемную крышку для загрузки в камеру исходного сырья, горизонтально установленные внутри нее электроды из вольфрама или с наконечниками из вольфрама, подключенный к ней насос для интенсивного и непрерывного перемешивания экстрагента в циркуляционном контуре, образованном камерой с присоединенными к ней входным и выходным патрубками, и подключенный к высоковольтному электроду камеры дистанционно управляемый генератор импульсов, представляющий собой размещенный в закрытом отсеке силовой блок, включающий высоковольтное трансформаторно-выпрямительное устройство, накопительную емкость, разрядное устройство и устройство управления разрядным устройством с управляющим им реле времени, при этом межэлектродный зазор устанавливается и регулируется поступательно-вращательным движением электродов, выполненных в виде резьбовых стержней, заключенных в изолирующие трубки, на которые снаружи камеры установлены текстолитовые изоляторы.The specified main technical result is achieved due to the fact that the electropulse extraction installation comprises a vertically arranged pulse chamber of cylindrical shape with a conical bottom for unloading the finished extract, a removable cover for loading feedstock into the chamber, horizontally mounted tungsten electrodes or tungsten tips inside it, a pump connected to it for intensive and continuous mixing of the extractant in the circulation circuit formed by the chamber with the attached input and output pipes to it, and a remotely controlled pulse generator connected to the high-voltage electrode of the camera, which is a power unit located in a closed compartment, including a high-voltage transformer-rectifier device, storage capacity, a discharge device, and a discharge device control device with a time relay controlling it while the interelectrode gap is set and regulated by the translational-rotational movement of the electrodes, made in the form of threaded rzhney enclosed in insulating tubes, which are installed outside the chamber textolite insulators.
Подключенный к камере циркуляционный насос, обеспечивает перемешивание при обработке сырья. За счет перемешивания уменьшается время обработки получения экстракта, по отношению, к времени без перемешивания. Производительность насоса можно регулировать в зависимости от вида используемого сырья при наличии в установке частотного преобразователя.A circulation pump connected to the chamber provides mixing during processing of raw materials. Due to mixing, the processing time for obtaining the extract is reduced in relation to the time without mixing. Pump performance can be adjusted depending on the type of raw materials used, if there is a frequency converter in the installation.
За счет циркуляции продукта в импульсной камере установки в результате его дополнительного перемешивания насосом увеличивается степень стерилизации экстрагента и сокращается время обработки смеси.Due to the circulation of the product in the pulse chamber of the installation as a result of its additional mixing by the pump, the degree of sterilization of the extractant increases and the processing time of the mixture is reduced.
В жидкой среде возникают ударные волны и эффект кавитации. Первый фактор - механический (ударная волна). Он ослабляет и разрывает клеточные стенки микроорганизмов, создает турбулентные микропотоки как снаружи, так и внутри клетки, в результате чего нарушается целостность структуры клетки микроорганизма. Второй фактор - кавитация. При формировании кавитаций возникает ряд механохимических процессов. Так как кавитация сопровождается знакопеременным давлением, порядка ±5-10 атм, в следствие чего образуются ультразвуковые и механические волны, клеточные оболочки в силу своей инертности не поспевают за частотой движения волн и в полуфазе могут быть разорваны. Так как кавитация возникает на границе раздела фаз, то кавитирующие пузырьки будут зарождаться преимущественно на стенках клеток. Выросший газовый пузырек при перемене давления начинает уменьшаться в объеме и аннигилировать, т.е. захлопываться, В момент захлопывания парогазового пузырька весь электрический потенциал, скопившийся на поверхности пузырька, уходит в микроэлектрический пробой, образуемый на месте бывшего пузырька. Сила удара в таком микропробое достигает десятков тысяч атмосфер, возникают мгновенные высокие значения температуры (до 6000°К), интенсивное ультрафиолетовое излучение. Последний фактор действует губительно на клетки микроорганизмов, так как в этот момент при радиолизе экстракта наступают деструктивные изменения молекул различных веществ, находящихся в нем, да и в самой клетке микроорганизма. Образуются свободные активные радикалы, вступающие в связь с белками и ферментами микроорганизма; при этом отмечаются изменения в морфологии клеток, клетки микроорганизмов в результате воздействия разрушаются. На основании экспериментальных данных установлено, что степень выживаемости микрофлоры зависит от физико-химических свойств среды, вида и состояния микроорганизма, начальной концентрации микробов в растворе, гидродинамического состояния среды. Давление ударной волны и степень светового излучения убывает по мере удаления от разрядного канала по экспоненте и не все микроорганизмы, находящиеся в обрабатываемом объеме, подвергаются их воздействию, данную проблему решаем с помощью установки насоса для циркуляции экстракта.In a liquid medium, shock waves and the effect of cavitation arise. The first factor is mechanical (shock wave). It weakens and breaks the cell walls of microorganisms, creates turbulent microflows both outside and inside the cell, as a result of which the integrity of the cell structure of the microorganism is violated. The second factor is cavitation. During the formation of cavitation, a number of mechanochemical processes arise. Since cavitation is accompanied by alternating pressure of the order of ± 5-10 atm, as a result of which ultrasonic and mechanical waves are generated, cell membranes, due to their inertness, cannot keep up with the frequency of the waves and can be broken in a half phase. Since cavitation occurs at the phase boundary, cavitating vesicles will nucleate mainly on the cell walls. When the pressure changes, the grown gas bubble begins to decrease in volume and annihilate, i.e. collapse. At the moment of collapse of a gas-vapor bubble, all the electric potential accumulated on the surface of the bubble goes into a microelectric breakdown formed at the site of the former bubble. The impact force in such a breakdown reaches tens of thousands of atmospheres, instant high temperatures (up to 6000 ° K), intense ultraviolet radiation occur. The last factor has a detrimental effect on the cells of microorganisms, since at this moment during the radiolysis of the extract, destructive changes in the molecules of various substances in it and in the cell of the microorganism occur. Free active radicals are formed that come into contact with the proteins and enzymes of the microorganism; at the same time, changes in the morphology of cells are noted, the cells of microorganisms are destroyed as a result of exposure. Based on experimental data, it was found that the survival rate of microflora depends on the physicochemical properties of the medium, the type and state of the microorganism, the initial concentration of microbes in the solution, and the hydrodynamic state of the medium. The pressure of the shock wave and the degree of light radiation decreases exponentially with distance from the discharge channel and not all microorganisms located in the treated volume are exposed to them, this problem is solved by installing a pump for circulation of the extract.
Положительный эффект от стерилизации состоит в возможности снижения количества вводимых в полученный на данной установке готовый экстракт консервантов, увеличение срока хранения экстрактов.A positive effect of sterilization consists in the possibility of reducing the amount of preservatives introduced into the finished extract obtained at this installation, and increasing the shelf life of the extracts.
Ниже приводится таблица 1 с достигнутыми в результате эксперимента, проведенного на данной установке, показателями микробиологической загрязненности сырья, полупродукта, продукта и отходов на всех этапах производства экстракта.Table 1 below shows the microbiological contamination of raw materials, intermediate, product and waste at all stages of the production of extract obtained as a result of an experiment conducted at this facility.
Взяли растительное сырье «Зимолюбки» и измерили микробиологические показатели загрязненности (МПЗ), далее измерили микробиологические показатели загрязненности экстрагента (пропиленгликоль). Смешали и снова измерили МПЗ, далее обработали сырье на нашей установке и измерили МПЗ. Результаты эксперимента свидетельствуют, что при обработке сырья в заявленной установке, показатель МПЗ уменьшился до значений соответствующих норме, что свидетельствует о бактерицидном воздействии установки на сырье.We took plant raw materials from Zimolyubki and measured the microbiological indicators of contamination (MPZ), then we measured the microbiological indicators of contamination of the extractant (propylene glycol). They mixed and measured MPZ again, then processed the raw materials in our installation and measured MPZ. The experimental results indicate that when processing raw materials in the claimed installation, the MPZ index decreased to values corresponding to the norm, which indicates the bactericidal effect of the installation on raw materials.
В таблице 2 приведены полученные опытным путем зависимости выхода активных веществ из сырья в зависимости от времени обработки, в таблице 3 - сравнительные результаты выхода активных веществ а) с применением циркуляции и б) без циркуляции.Table 2 shows the experimentally obtained dependences of the yield of active substances from raw materials depending on the processing time, table 3 shows the comparative results of the release of active substances a) using circulation and b) without circulation.
Форма импульсной камеры цилиндрической формы с конусным дном способствует многократному отражению взрывной волны, что необходимо для многократного кавитационного воздействия на экстракт. Использование в установке специальной конструкции электродов из вольфрама или с наконечниками из вольфрама уменьшает содержание металлов в экстракте. Количество металла в сравнении с классическими электродами из нерж. стали уменьшено на 98%, за счет того, что электрод изготовлен из вольфрама. Вольфрам - самый тугоплавкий из известных металлов. Температура его плавления равна 3410°С, температура кипения 10220°С, плотность составляет 19,3 г/см3. Вольфрам сохраняет свою твердость даже тогда, когда раскален докрасна. Расход вольфрама во время экстракции незначителен сотые доли грамма на 100 литров экстракта.The shape of the cylindrical pulse chamber with a conical bottom contributes to the multiple reflection of the blast wave, which is necessary for repeated cavitation effects on the extract. The use of a special design of tungsten electrodes or with tungsten tips in the installation reduces the metal content in the extract. The amount of metal in comparison with classic stainless steel electrodes. steel is reduced by 98% due to the fact that the electrode is made of tungsten. Tungsten is the most refractory metal known. Its melting point is 3410 ° C, the boiling point is 10220 ° C, the density is 19.3 g / cm 3 . Tungsten retains its hardness even when red-hot. The consumption of tungsten during extraction is negligible hundredths of a gram per 100 liters of extract.
В таблицах 4 и 5 приведена удельная величина эрозии электрода в зависимости от времени экстрагирования и материале электрода: нержавеющая сталь (таблица 4) и вольфрам (таблица 5).Tables 4 and 5 show the specific value of erosion of the electrode depending on the time of extraction and the material of the electrode: stainless steel (table 4) and tungsten (table 5).
При увеличении объема камеры уменьшается процент обработанного за 1 импульс экстракта. Для сохранения эффективности процесса требуется увеличение времени обработки и энергозатрат. Для выявления объема камеры, при котором достигается максимальный выход действующих веществ с минимальными затратами электроэнергии, было проведено тестирование установок с различными объемами импульсных камер: на 10 литрах (объем наполнения 9 литров), 15 литрах (объем наполнения 14), а также 20 литрах (объем наполнения 19 литров). Объем импульсной камеры в 14 л определен, как наиболее оптимальный для любого продукта при остальных неизменных параметрах. Отношение количества импульсов при обработке к объему камеры подбирается эмпирическим путем, для каждого вида экстракта.With increasing chamber volume, the percentage of the extract processed per 1 pulse decreases. To maintain the efficiency of the process requires an increase in processing time and energy consumption. To identify the chamber volume at which the maximum yield of active substances with minimal energy consumption is achieved, we tested the plants with various volumes of pulsed chambers: at 10 liters (filling volume 9 liters), 15 liters (filling volume 14), as well as 20 liters ( filling volume 19 liters). The volume of the pulse chamber of 14 l is defined as the most optimal for any product with the remaining parameters unchanged. The ratio of the number of pulses during processing to the chamber volume is selected empirically, for each type of extract.
Используемый в установке горизонтальное расположение электродов более приемлемо при ее промышленном использовании, а в совокупности с выполнением электродов в виде заключенных в изолятор резьбовых стержней, позволяет настраивать оптимальный зазор между электродами в кратчайшее время (зазор между электродами подбирается отдельно для каждого вида продукции).The horizontal arrangement of electrodes used in the installation is more acceptable for its industrial use, and in combination with the implementation of the electrodes in the form of threaded rods enclosed in an insulator, it allows you to adjust the optimal gap between the electrodes in the shortest time (the gap between the electrodes is selected separately for each type of product).
Часто используемое вертикальное расположение электродов совершенно не пригодно в промышленных установках, так как:Often used vertical arrangement of electrodes is completely unsuitable in industrial installations, as:
- открытие для санитарной обработки крышки с электродом проблематично и не подходит по технике безопасности при работе с высоковольтными установками;- the opening for sanitization of the lid with the electrode is problematic and not suitable for safety when working with high-voltage installations;
- обработка установки требует полной разборки и последующей регулировки электродов.- treatment of the installation requires complete disassembly and subsequent adjustment of the electrodes.
В заявляемой установке крышка импульсной камеры автономна от системы горизонтально расположенных электродов. Для улучшения изоляции и восприятия осевой нагрузки на электроды при электродинамическом ударе последние заключены в трубку (изолятор) из вакуумной резины, снаружи которой, вне камеры, установлены текстолитовые изоляторы.In the inventive installation, the cover of the pulse chamber is autonomous from a system of horizontally located electrodes. To improve insulation and the perception of axial load on the electrodes during electrodynamic shock, the latter are enclosed in a tube (insulator) made of vacuum rubber, outside of which, outside the chamber, textolite insulators are installed.
Таким образом, усовершенствование конструкции камеры и электродов привело к модернизации установки, которая стала более удобной и простой в эксплуатации, в том числе более приспособленной для промышленного использования.Thus, the improvement of the design of the chamber and electrodes led to the modernization of the installation, which became more convenient and easy to operate, including more adapted for industrial use.
Электрическая схема силового блока позволяет менять частоту следования импульсов, за счет установленного реле времени, которое управляет устройством управления разрядным устройством.The electrical circuit of the power unit allows you to change the pulse repetition rate, due to the installed time relay, which controls the discharge device control device.
Наличие в электрической части установки радиаторов охлаждения предотвращает перегрев установки и, следовательно, позволяет использовать ее в круглосуточном режиме (непрерывность процесса экстрагирования), без остановок на охлаждение. На увеличение эффективности работы установки влияет также наличие в ней автономного осушителя воздуха, что особенно актуально при работе в помещениях, не имеющих централизованной системы воздухоподготовки, так как при работе с высокой влажностью увеличивается количество утечек тока.The presence of cooling radiators in the electrical part of the installation prevents overheating of the installation and, therefore, allows it to be used around the clock (the extraction process is continuous), without stopping for cooling. The presence of an autonomous air dryer in it also affects the increase in the operating efficiency of the installation, which is especially important when working in rooms that do not have a centralized air conditioning system, since when working with high humidity the number of current leaks increases.
Безопасность и надежность промышленной установки обеспечивается, в отличие от лабораторных установок, выполнением ее в виде разделенных защитными перегородками отдельных блоков (электрический (силовой) блок, состоящий из легко заменяемых и легких в обслуживании блоков, импульсная емкость (камера) и пульт управления установкой), что позволяет избежать попадания влаги от импульсной камеры на электрическую часть установки, а также оградить работающего с установкой оператора от электрической части установки.The safety and reliability of an industrial installation is provided, in contrast to laboratory installations, by its implementation in the form of separate blocks separated by protective partitions (an electric (power) unit consisting of easily replaceable and easy-to-maintain units, a pulse capacitance (camera) and an installation control panel), This avoids moisture from the pulse chamber on the electrical part of the installation, as well as protecting the operator working with the installation from the electrical part of the installation.
Наличие частотного преобразователя, радиаторов охлаждения и автономного осушителя воздуха необходимы в установке при ее промышленном применении (дополнительный технический результат).The presence of a frequency converter, cooling radiators and an autonomous air dryer is necessary in the installation during its industrial application (additional technical result).
При обработке классическими способами эктрагирования расход электроэнергии на литр готового продукта составляет 2-5.5 кВтч/литр и выше. В установке предлагаемой конструкции мощностью 20 кВт, разовом выпускаемом объеме 13 л и максимальном времени работы 10 мин энергозатраты снижаются до 0.33 кВтч/литр экстракта. Увеличение мощности установки возможно за счет регулировки величины напряжения пробоя (различно для разных видов экстрактов).When processed by classical methods of extraction, the energy consumption per liter of the finished product is 2-5.5 kWh / liter and higher. In the installation of the proposed design with a capacity of 20 kW, a single produced volume of 13 liters and a maximum operating time of 10 minutes, energy consumption is reduced to 0.33 kWh / liter of extract. An increase in plant power is possible by adjusting the breakdown voltage (different for different types of extracts).
Сущность полезной модели поясняется следующими графическими материалами:The essence of the utility model is illustrated by the following graphic materials:
- фиг.1 - общий вид установки;- figure 1 is a General view of the installation;
- фиг.2 - импульсная камера (стрелками показано направление циркуляции раствора).- figure 2 - pulse chamber (arrows indicate the direction of circulation of the solution).
Ниже, на примере конкретной конструкции установки для экстрагирования биологически активных соединений из растительного сырья, приводятся доказательства, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.Below, on the example of a specific design of a plant for extracting biologically active compounds from plant materials, evidence is provided that confirms the feasibility of implementing a utility model.
Представленная на фиг.1 установка состоит из импульсной камеры 1, заключенной в каркас силовой части (генератор импульсов) установки 2 и пульта управления установкой 3.Presented in figure 1, the installation consists of a pulse chamber 1, enclosed in the frame of the power unit (pulse generator) of the installation 2 and the control panel of the installation 3.
Импульсная камера (фиг.2) представляет собой цилиндрическую камеру объемом 14 л из нержавеющей стали с конусным дном. Цилиндрическая форма камеры обусловлена тем, что волна многократно отражается от стенок камеры, а выполнение дна камеры в виде конуса (усеченного конуса) - удобством выгрузки готового экстракта. Внутри камеры, над ее дном, соосно и горизонтально установлены электроды 4 и 5. Положительный электрод 4 подключен к силовой части установки (генератор импульсов), выдающей импульсное напряжение требуемой мощности с заданной частотой. Электроды размещены над дном камеры, выполняющей функцию отражателя ударной волны. Межэлектродный зазор устанавливается и регулируется вращением электродов, которые выполнены в виде резьбовых стержней, заключенных в изолятор (в трубку из вакуумной резины), снаружи которого, вне камеры, установлены текстолитовые (наиболее дешевые и легко обрабатываются) изоляторы для улучшения изоляции и восприятия осевой нагрузки на электроды при электродинамическом ударе. И резиновый и текстолитовый изоляторы необходимы для изоляции электродов от корпуса рабочей камеры и уменьшения возможности пробоя на корпус. Входной патрубок 6 близ дна введен в камеру касательно для закручивания входного потока перемешиваемого продукта (экстракта). Выходной патрубок 7 введен также касательно и расположен в верхней части камеры. Сверху камера закрыта откидывающейся крышкой 8 и уплотнена резиновой прокладкой. Соединение с патрубками насоса 9 обеспечивает циркуляцию смеси молотого растительного сырья и экстрагента (масло, пропилен гликоль, вода, а также различные спиртовые смеси низкой концентрации) по замкнутому контуру для достижения однородного состава смеси в результате ее интенсивного и непрерывного перемешивания.The pulse chamber (figure 2) is a cylindrical chamber with a volume of 14 l of stainless steel with a conical bottom. The cylindrical shape of the chamber is due to the fact that the wave is repeatedly reflected from the walls of the chamber, and the execution of the bottom of the chamber in the form of a cone (truncated cone) is due to the convenience of unloading the finished extract. Inside the chamber, above its bottom, electrodes 4 and 5 are coaxially and horizontally mounted. The positive electrode 4 is connected to the power unit (pulse generator), which produces a pulse voltage of the required power with a given frequency. Electrodes are placed above the bottom of the chamber, which acts as a shock wave reflector. The interelectrode gap is set and regulated by the rotation of the electrodes, which are made in the form of threaded rods enclosed in an insulator (in a tube of vacuum rubber), outside of which, outside the chamber, textolite (the cheapest and easiest to process) insulators are installed to improve insulation and perception of axial load electrodes during electrodynamic shock. Both rubber and textolite insulators are necessary to isolate the electrodes from the housing of the working chamber and reduce the possibility of breakdown on the housing. An inlet pipe 6 near the bottom is introduced into the chamber tangentially for swirling the input stream of the mixed product (extract). The outlet pipe 7 is also introduced tangentially and is located at the top of the chamber. The chamber is closed from above by a hinged lid 8 and sealed with a rubber gasket. The connection with the nozzles of the pump 9 circulates the mixture of ground vegetable raw materials and extractant (oil, propylene glycol, water, as well as various alcohol mixtures of low concentration) in a closed circuit to achieve a uniform composition of the mixture as a result of intensive and continuous mixing.
Размещенный в корпусе (закрытый со всех сторон панелями отдельный электрический отсек) высоковольтный генератор импульсов (силовой блок, силовая часть установки) 2 служит для формирования и подачи на электроды камеры импульсов тока, вызывающих электрический разряд в камере. Основными частями силового блока являются:The high-voltage pulse generator (power unit, power part of the installation) 2 located in the housing (closed on all sides by panels with a separate electrical compartment) 2 is used to generate and supply current pulses to the chamber electrodes, causing an electric discharge in the chamber. The main parts of the power unit are:
- трансформаторно-выпрямительное устройство, преобразующее переменное напряжение 220 B в постоянное напряжение 25 кВ;- a transformer-rectifier device that converts an alternating voltage of 220 V into a direct voltage of 25 kV;
- накопительная емкость (высоковольтные конденсаторы), в которых накапливается электрический заряд, необходимый для формирования разряда внутри импульсной камеры;- storage capacity (high voltage capacitors), in which the electric charge is accumulated, necessary for the formation of a discharge inside the pulse chamber;
- разрядное устройство, обеспечивающее надежную коммутацию накопительной емкости с импульсной камерой;- a discharge device that provides reliable switching of the storage capacity with a pulse camera;
- устройство управления разрядным устройством.- a device for controlling a discharge device.
Пульт управления 3 предназначен для дистанционного управления работой экстрактора и крепится на стене помещения, либо размещается на столе в удобном месте. Пульт управления подключен к электрической сети и соединен с силовым блоком 2 установки кабелем, заключенным в металлическую оплетку. На лицевой панели пульта управления установлены: большая красная кнопка для включения/выключения установки, малая красная кнопка "СТОП", две зеленые "ПУСК" и "ЗАПУСК ЦИКЛА", электронное реле времени для задания времени работы генератора импульсов высокого напряжения, два замка для предупреждения несанкционированного или случайного включения/выключения установки и световые индикаторы красного и зеленого цвета.The control panel 3 is designed to remotely control the operation of the extractor and is mounted on the wall of the room, or placed on a table in a convenient place. The control panel is connected to the electrical network and connected to the power unit 2 of the installation cable, enclosed in a metal braid. On the front panel of the control panel are installed: a large red button to turn on / off the installation, a small red button "STOP", two green "START" and "START THE CYCLE", an electronic time switch for setting the operating time of the high-voltage pulse generator, two locks for warning unauthorized or accidental on / off installation and red and green indicators.
Установка работает следующим образом.Installation works as follows.
Перед подготовкой к работе на установке следует:Before preparing to work on the installation should:
1) убедиться, что ключ "Питание" на пульте управления находится в положении "выключено".1) make sure that the "Power" key on the control panel is in the "off" position.
2) проверить наличие заземления;2) check for grounding;
3) проверить положение кранов: в начальный момент краны должны быть закрыты.3) check the position of the cranes: at the initial moment, the cranes must be closed.
4) наполнить (через крышку) емкость исходной смесью молотого сырья и экстрагента (пропилен гликоль, вода, масло).4) fill (through the lid) the container with the initial mixture of ground raw material and extractant (propylene glycol, water, oil).
Порядок работы:Operating procedure:
1) Открыть кран №1 и кран №2 соединяющий камеру с насосом. Включить насос.1) Open valve No. 1 and valve No. 2 connecting the chamber to the pump. Turn on the pump.
2) поворотом ключа "Питание" включить питание установки;2) turn the power key to turn on the power to the unit;
3) кнопкой "ПУСК" на пульте управления включить трансформаторно-выпрямительное устройство и подать напряжение;3) using the "START" button on the control panel, turn on the transformer-rectifier device and apply voltage;
4) поворотом ключа "Высокое напряжение" включить устройство управления разрядником;4) turn the "High voltage" key to turn on the arrester control device;
5) на реле времени пульта управления установить продолжительность цикла обработки, (время, в течение которого смесь обрабатывается в импульсной камере), которая зависит от вида обрабатываемого материала и получается экспериментальным путем;5) on the time relay of the control panel, set the duration of the processing cycle, (the time during which the mixture is processed in a pulse chamber), which depends on the type of material being processed and is obtained experimentally;
6) включить кнопку "Запуск цикла";6) turn on the button "Start cycle";
7) после завершения цикла открыть кран слива и слить готовый продукт из камеры в приемную емкость.7) after completion of the cycle, open the drain cock and drain the finished product from the chamber into the receiving tank.
Ниже на конкретном опытном примере приводятся исходные данные и параметры экстракции биологически активного вещества из конкретного растительного сырья двумя разными способами: а) методом мацерации (настаивание) и б) методом электровзрывной экстракции на заявляемой установке. Результаты опытов представлены в таблице 6.Below, on a specific experimental example, the initial data and parameters of the extraction of the biologically active substance from a specific plant material are given in two different ways: a) by maceration (infusion) and b) by the method of electroexplosive extraction at the inventive installation. The results of the experiments are presented in table 6.
Пример.Example.
Исходные данные:Initial data:
На электронных весах в специальные стерильные емкости отвесить нужное количество растительного сырья, воды и подсолнечного масла.On electronic scales, weigh the necessary amount of plant material, water and sunflower oil in special sterile containers.
Перемешать сырье с водой, так чтобы все сырье было увлажнено. Затем перемешать увлажненное сырье с подсолнечным маслом. Проследить, чтобы сырье равномерно распределилось по объему масла.Mix the raw materials with water so that all the raw materials are moistened. Then mix moistened raw materials with sunflower oil. Make sure that the raw materials are evenly distributed over the volume of oil.
А) Методика экстрагирования - мацерация.A) The extraction technique is maceration.
1 кг полученной смеси отобрать в чистую емкость, накрыть крышкой и оставить настаиваться. Через каждые 24 часа из этой емкости отбирать пробу и отдавать ее ОКК для определения содержания активного вещества.Take 1 kg of the mixture into a clean container, cover and leave to infuse. Every 24 hours, from this container to take a sample and give it to the OCC to determine the content of the active substance.
Б) Методика экстрагирования - электровзрывная экстракция.B) The extraction technique is electroexplosive extraction.
Параметры экстрагирования:Extraction Options:
- частота импульсов - 1 имп/сек- pulse frequency - 1 imp / s
- расстояние между электродами - 5 мм- distance between electrodes - 5 mm
- время экстрагирования - 25 мин.- extraction time - 25 minutes
- промежуток времени между отбором проб - 5 мин.- the time interval between sampling - 5 minutes
Открыть крышку экстрактора и загрузить оставшуюся смесь в экстрактор, плотно закрыть крышку и включить аппарат. Через определенное время отключить экстрактор и отобрать первую пробу. После отбора пробы снова включить экстрактор. Через установленные промежутки времени повторять операцию по отбору пробы. По окончанию экстракции отключить экстрактор и выгрузить смесь из аппарата через нижний штуцер в емкость.Open the extractor cover and load the remaining mixture into the extractor, close the cover tightly and turn on the device. After a certain time, turn off the extractor and take the first sample. After sampling, turn on the extractor again. At specified intervals, repeat the sampling operation. At the end of the extraction, turn off the extractor and unload the mixture from the apparatus through the bottom fitting into the container.
Пробы после экстракции сдать в ОКК для определения содержания активного вещества.After extraction, pass the samples to the OCC to determine the content of the active substance.
Результаты опытов, из которых очевидны преимущества электровзрывной экстракции, представлены в таблице 6.The results of the experiments, from which the advantages of electroexplosive extraction are obvious, are presented in table 6.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011105497/13U RU105290U8 (en) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | INSTALLATION OF ELECTRIC PULSE EXTRACTION |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011105497/13U RU105290U8 (en) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | INSTALLATION OF ELECTRIC PULSE EXTRACTION |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU105290U1 true RU105290U1 (en) | 2011-06-10 |
| RU105290U8 RU105290U8 (en) | 2011-08-27 |
Family
ID=44737056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011105497/13U RU105290U8 (en) | 2011-02-16 | 2011-02-16 | INSTALLATION OF ELECTRIC PULSE EXTRACTION |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU105290U8 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504633C1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-01-20 | Алексей Петрович Кретов | Flexible locking and sealing device with unauthorised opening monitoring |
-
2011
- 2011-02-16 RU RU2011105497/13U patent/RU105290U8/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2504633C1 (en) * | 2012-10-12 | 2014-01-20 | Алексей Петрович Кретов | Flexible locking and sealing device with unauthorised opening monitoring |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU105290U8 (en) | 2011-08-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104211137B (en) | Plasma water treatment device | |
| CN108654537B (en) | Procyanidine auxiliary extraction device based on liquid electric pulse method | |
| Clodoveo | An overview of emerging techniques in virgin olive oil extraction process: Strategies in the development of innovative plants | |
| CN104085951B (en) | Dielectric barrier discharge plasma processes the device and method containing algae sewage | |
| CN206654913U (en) | A kind of separation device for adipose-derived stem cells | |
| RU105290U1 (en) | INSTALLATION OF ELECTRIC PULSE EXTRACTION | |
| CN203999033U (en) | The efficient device of processing containing algae sewage of dielectric barrier discharge plasma | |
| US8067216B2 (en) | Method for macerating biological material and apparatus for carrying out said method | |
| CN109090418A (en) | A kind of technique based on the production juice of high-pressure pulse electric twice | |
| Boussetta et al. | Pulsed electrical discharges: principles and application to extraction of biocompounds | |
| CN111470593B (en) | High-voltage electric field low-temperature plasma active water continuous generation device | |
| CN107469402B (en) | Plant medicinal component extraction device and use method | |
| CN103011336A (en) | Titanium dioxide photocatalysis synergetic liquid phase corona discharge water treatment device and method | |
| RU164195U1 (en) | DEVICE FOR EXTRACTION OF RAW MATERIALS | |
| CN105307983B (en) | By producing corona discharge in liquid capacity come the method and apparatus for the treatment of liquid | |
| RU185282U1 (en) | Installation for the extraction of the nucleotide complex from Saccharomyces Cerevisiae cells | |
| Orobinskaya et al. | Modern methods for extraction of biologically active compounds | |
| CN202479024U (en) | Ultrasonic cell crusher | |
| CN114159832A (en) | Bilobalide B extraction element | |
| CN204034320U (en) | A kind of efficient Chinese medicine extracting tank | |
| CN203613006U (en) | Adjustable sewage treatment equipment | |
| CN203598274U (en) | Vacuum unit system with exhausting and sterilizing functions | |
| DE102012205172B3 (en) | Cryostat for low-freezing of tissue, has disinfection unit having plasma nozzle from which cold plasma is emerged, and motorized carriage for moving plasma nozzle towards to-be-disinfected surface of cryostat inner space | |
| Nadia et al. | The potential use of pulsed electric field to assist in polygodial extraction from Horopito (Pseudowintera colorata) leaves | |
| Luengo et al. | Comparison of the efficacy of pulsed electric fields treatments in the millisecond and microsecond range for the extraction of betanine from red beetroot |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TH1K | Reissue of utility model (1st page) |