Оборудование для извлечения эфирных масел из дистилляционных вод

Рисунок 29. Установка для выделения эфирного масла из розового сырья

Подготовительные емкости работают периодически и предназ­начены для разогревания исходной смеси цветков с рассолом до температуры кипения, достижения однородности и текучести. Эти емкости изготовлены из ферментаторов для розы АКР-9,3 путем их переоборудования. На ферментаторе (см. рис. 23) установлена крышка, обогреватель глухого пара, барботер острого пара и ловушка для камней. На крышке имеется сухопарник для уменьшения брызгоуноса. Помимо имеющейся мешалки преду­смотрена дополнительная пропеллерная мешалка. Привод цент­рального вала с мешалками осуществляется от электродвигателя мощностью 10 кВт через ременную передачу.

Каркас установки выполнен из прокатной стали, имеет 3 эта­жа: первый для обслуживания коллектора подачи пара в аппарат, выгрузного устройства колонны, адсорберов и флорентины; второй обеспечивает доступ к приводу подготовительных емкостей и третий необходим для обслуживания шлюзового питателя, сепа­ратора и холодильников.

Установка работает следующим образом. Сырье по­дается в одну из подготовительных емкостей, где оно доводится до кипения при работающей мешалке, которая создает в аппарате вертикальные потоки смеси и способствует гомогенизации ее. После нагрева смеси до кипения в емкости начинается отгонка эфирного масла, после чего производится подача смеси в перегонный аппарат с помощью центробежного насоса. По мере выработки смеси из одной емкости производится подготовка массы в другой. Смесь проходит через перегонный аппарат и выгружается из него после отгонки масла, а смесь паров воды и эфирного масла направляется в холодильники, где конденсируется и охлаждается до 30-32°С. Дистиллят поступает в приемник-разделитель (флорентину), в котором отделяется часть эфирного масла (стеароптены), а дистиллят направляется в последовательно соединенные адсорбционные колонки.

Процесс перегонки дистилляционных вод (когобация) определяется законо­мерностями перегонки растворов с ограниченной взаимной раствори-мостью. Пере­гонка таких растворов подчиняется закону Генри:

р_а = К₁ · Х_а , р_в = К₂ ·Х_в,

где р_а , р_в – давление паров чистого низкокипящего (вода) и высококипящего (эфирное масло) компонентов;

К₁, К₂ – коэффициенты пропорциональности;

X_а, Х_в – молярные доли этих компонентов в растворе.

Согласно закону Генри, вещество, которое находится в растворе в меньшем количестве, обладает более высокой лету­честью, чем при отгонке того же вещества из раствора с полной взаимной растворимостью (например, из раствора эфирного масла в петролейном эфире).

Это обстоятельство делает возможной отгонку эфирного масла из дистил­ляционных вод, несмотря на то, что по отношению к воде оно является высококипящим компонентом. Если бы эфирное масло обладало неограниченной растворимостью в воде, то паровая фаза обогащалась бы при перегонке не эфирным маслом, а парами воды, так как Х_в<Х_а.

Закон Генри может быть применим не для всяких растворов, а только для тех, в которых растворенное вещество имеет малую, вполне определенную раст­воримость. Этому требованию отвечают дистилляционные воды, образующиеся в эфирномасличном производстве. При этом, чем больше растворимость эфирного масла в воде, тем труднее оно отгоняется, т. е. необходимо отогнать большее количество дистиллята, чтобы извлечь практически все содержащееся в дистил­ляте масло.

Принципиальная аппаратурная схема экстракционного цеха

Цех экстракции эфирномасличного сырья оснащен необходи­мым оборудованием для хранения сырья, его экстракции и ди­стилляции мисцелл с целью выделения из них экстракта (конкрета). Кроме этого оборудования в цехе имеется перегонная аппаратура, необходимая для удаления из сьфья впитанного растворителя и оставшегося в нем эфирного масла.

Принципиальная аппаратурная схема экстракционного цеха для цветочного сырья приведена на рис. 33. Цветочное сырье накапливается в хранилище 1 (при большом поступлении на завод), в котором создаются условия, обеспечивающие его сохранность. Из хранилища цветки подаются на экстрактор 3 (на схеме изображен непрерывнодействующий U-образный экстрактор 3, см. рис. 34), где они по противоточной схеме контактируют с легколетучим растворителем (петролейным эфиром). После экстракции в цехе образуются два материальных потока. Обогащенный эфирным маслом растворитель (мисцелла) направ­ляется на дистилляторы для выделения экстракта эфирного масла, а проэкстрагированное сырье подается в испаритель 4 для отгонки растворителя, а затем – через смеситель 7 на перегонный аппарат 10 для извлечения оставше­гося в нем (в небольшом количестве) эфирного масла. Мисцелла из экстрактора сливается в сборник 2, откуда направляется на дистилляцию.

Рисунок 33. Принципиальная аппаратурная схема экстракционного цеха

Этот процесс проводится в два этапа: на первом отгонка производится при атмосферном давлении в предвари­тельном дистилляторе 16, а на втором – под разрежением в окончательном дистилляторе 13. Пары растворителя конденсируются в холодильниках 15, а растворитель направляется в сборник и ис­пользуется для экстракции сырья. Чтобы сохранить в аппарате разрежение, растворитель из холодильника окончательного ди­стиллятора сливается через один из сборников 12 (попеременно). Экстракт периодически выводится из дистиллятора и накаплива­ется в сборнике 14. Смесь паров воды и растворителя, уходящая из испарителя, конденсируется в холодильнике 5, а дистиллят направляется в приемник-разделитель 6, где эфир отделяется от воды. Отогнанный из сырья растворитель возвращается в сборник и используется при экстракции. Сырье из испарителя подается в смеситель 7, где смешивается с рассолом и дистиллятом, посту­пающим туда из приемника-разделителя. Из смесителя сырье поступает на перегонный аппарат (гидродистиллятор) 10, где из него методом отгонки с паром выделяются остатки розового эфирного масла. Дистиллят разделяется в приемнике-разделите­ле 8, первичное масло направляется в сборник 11, а дистиллят проходит через адсорбционные колонны 9.

В экстракционном цехе получают три вида масла: экстрак­ционное (конкрет), дистилляционное первичное и дистилляционное вторичное эфирное масло. В настоящее время в экстракцион­ных цехах применяется в основном оборудование непрерывного действия. Периодическими аппаратами в цехах являются оконча­тельный дистиллятор и адсорбционные колонны.