Основным преимуществом «классического» метода является простота процесса, отсутствие нагрева, пригодность для термочувствительных материалов, низкая стоимость оборудования и низкие затраты на техническое обслуживание. Эффективность биоактивной экстракции из растений определяется типом растворителя, полярностью растворителя, растительным материалом, интервалом перемешивания и временем экстракции.
Однако недостатки мацерации, такие как длительное время экстракции, низкий выход биологически активных веществ, потенциальный рост микроорганизмов, вызывающих порчу среды и её возможное забраживание, ограничивают широкое применение этого метода в пищевом секторе.
Для получения настоек применяют аппараты, называемые настойниками, мацерационными баками или экстракторами. Размеры и форма этих аппаратов зависят от количества и характера растворителя, и экстрагируемого растительного материала.
В экстракторе, кроме процесса ускоренного экстрагирования при нагревании глухим паром и перемешивании, можно производить отделение проэкстрагированного растительного материала от жидкости фильтрованием. Для этих целей на определенном расстоянии от дна устанавливается ложное дно (решетка) с настланным на нем фильтровальным полотном (мешковиной). Помимо этого, если экстрагент ценный, то его можно удалить из истощенного сырья острым паром.
В тех случаях, когда требуется сильное перемешивание экстрагируемых веществ, извлечение производят во вращающихся настойниках.
Для ускорения процесса экстрагирования применяют модули максимальной «динамизации» всех видов диффузии:
Настойки, получаемые мацерацией, могут быть простыми, получаемыми из одного вида сырья и сложными, представляющими извлечения из нескольких растений, иногда с добавлением лекарственных веществ. Чаще используют высушенный растительный материал, в некоторых случаях – свежее сырье.
Измельченное сырье с предписанным количеством экстрагента загружают в мацерационный бак и настаивают при температуре 15-20°С, периодически перемешивая. Если специально не оговорены сроки, то настаивание проводят в течение 7 суток.
Затем растворитель можно отфильтровать, отжимая растительные остатки и извлекая биологически активные соединения. Отжатую вытяжку после промывки небольшим количеством экстрагента опять отжимают, второй слив добавляют к первому, после чего доводят экстрагентом до требуемого объема.
При изготовлении настоек из одной весовой части растительного сырья получают 5 объемных частей готового продукта, сильнодействующего сырья – 10 частей, или в других соотношениях.
Для ускорения процесса мацерации необходимо постоянно удалять концентрированный слой экстракта, который образуется вокруг растительного материала. Эта достигается циркуляцией растворителя или же непрерывным перемешиванием всего сырья, включая поднятие его со дна с помощью мощной мешалки с лопатками.
Мешалки полезны при экстрагировании легких, не склонных к слипанию растительных материалов. Если же сырье образует весьма плотный осевший слой, такое как богатые смолой сабур и мирра, которые при смачивании иногда слипаются, в этом случае мешалку необходимо поднимать вверх после каждого перемешивания, а вначале работы снова медленно опускать вниз при небольших оборотах. Такие автоматические приводы весьма дороги, поэтому для простоты работы в данном случае применяют ручной способ перемешивания.
В тех случаях, когда осадок трудно поддается перемешиванию, циркуляции подвергают только жидкость, которую перекачивают насосом по внешнему контуру в верхнюю часть экстрактора. Такой подход способствует перемещению более концентрированного экстракта из нижних слоев сырья к менее концентрированному из верхних слоев растворителя, в результате чего процесс протекает быстрее.
Дробную мацерация также проводят с принудительной циркуляцией экстрагента. В этом случае достигается более полное истощение сырья при том же расходе растворителя.
Когда речь идет о технологии растворения густых и сухих экстрактов, решение сводится к простому растворению в реакторе с мешалкой рассчитанного количества экстракта в спирте требуемой концентрации. Полученный раствор фильтруют.
Мацерационный бак с перемешиванием и циркуляцией.
Вихревая экстракция основана на очень интенсивном перемешивании сырья и растворителя с помощью быстроходных многолопастных пропеллерных или турбинных мешалок, которые вращаясь со скоростью 8000-13000 об/мин. дополнительно измельчают сырье, что приводит к вымыванию экстрактивных веществ из разрушенных клеток. Извлечение получают насыщенным, но в нем содержится много мелких частиц растительного материала, которые могут значительно осложнить дальнейшую фильтрацию экстракта.
Движение жидкости происходит по спиралеобразным траекториям, при этом в системе возникает эффект кавитации и пульсации, что сказывается на скорости внутренней диффузии. В этих условиях толщина ламинарного слоя возле частиц сырья становится минимальной, конвективная диффузия протекает мгновенно.
Многократно повторяющиеся деформации частиц создают «эффект губки»: кратковременные
сжатия частиц способствуют более быстрому выведению первичного сока в момент сжатия, а возвращение частиц в первоначальное состояние ускоряет проникновение новой порции экстрагента в твердую фазу.
К другим особенностям данного способа мацерации можно отнести повышение температуры среды при работе мешалок, что может влиять на сохранность биоогически активных веществ и приводить к потере экстрагента.
Ультразвуковая мацерация — это метод интенсификации процесса, позволяющий извлекать биологически активные компоненты в масляную или спиртовую основу. Как метод нетермической обработки, ультразвуковая экстракция предназначена для получения термочувствительных растительных компонентов и масел.
На выход действующих веществ влияют интенсивность и продолжительность ультразвукового облучения, температура экстрагента, соотношение растительного сырья и растворителя. Особое внимание уделяется степени перемешивания материала, числу экстракторов и их расположению.
В среде распространения звуковых волн наблюдается чередование зон сжатия и разрежения, появляются сильные турбулентные течения, гидродинамические потоки, способствующие переносу масс, растворению веществ, происходит интенсивное перемешивание содержимого даже внутри клетки, чего невозможно достичь другими способами экстракции.
Следует помнить, что ультразвуковые колебания интенсифицируют окислительно-восстановительные процессы, а также вызывают изменение свойств биологически активных веществ, понижая или усиливая их терапевтическую активность.
Наши инженеры доступны для обсуждения Вашего проекта по телефону или электронной почте. Свяжитесь с нами.
+380 (97) 5781 934 (WhatsApp)