способ производства экстракта солодки

Формула изобретения

Способ производства экстракта солодки, предусматривающий экстрагирование корней солодки раствором аммиака в водном растворе ацетона, отделение жидкой фазы, ее концентрирование и выделение целевого продукта из концентрата, отличающийся тем, что водный раствор ацетона и аммиак на экстрагирование подают раздельно, аммиак используют в сжиженном виде, его подачу в экстракционную смесь осуществляют в пульсирующем режиме, а при отсутствии подачи аммиака давление в экстракционной смеси сбрасывают до значения, обеспечивающего вскипание экстрагента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии извлечения лекарственных веществ из солодки.

Известен способ экстрагирования растительного сырья, предусматривающий смешивание сырья с жидким экстрагентом, нагревание смеси до температуры 40-80°С, периодическое вакуумирование экстракционной смеси с подводом теплоты для поддержания ее температуры на 5-15°С выше температуры кипения при давлении вакуумирования и повышение давления до исходного значения с последующим отделением экстракта (SU 1286232 А1, 30.01.1987).

Данный способ неприемлем для экстрагирования с использованием в качестве экстрагентов сжиженных газов, которые не допускают предварительного нагрева, а рекомендуемый температурный режим превосходит их критическую температуру, что исключает их существование в жидком фазовом состоянии и возможность кипения. Помимо того, данный способ неприемлем для извлечения биологически активных веществ, являющихся термолабильными. Данный способ также неприемлем для использования многокомпонентных экстрагентов, поскольку при вакуумировании экстракционной смеси из нее будет удаляться наиболее легкокипящий компонент экстрагента, что закономерно должно приводить к изменению селективности экстрагирования и состава экстракта соответственно.

Известен способ экстрагирования растительного сырья сжиженными газами, предусматривающий проведение экстрагирования в несколько стадий, между которыми осуществляют слив мисцеллы, сброс давления над сырьем и возврат мисцеллы, с последующим разделением фаз и выделением целевого продукта из жидкой фазы (SU 1018639 А, 20.05.1983).

Данный способ исключает термодеструкцию биологически активных веществ и предназначен именно для экстрагирования сжиженными газами, но не допускает возможности использования сложных экстрагентов, содержащих, помимо сжиженных газов, вещества, находящиеся в жидком фазовом состоянии при нормальных условиях. Помимо того, по сравнению с предыдущим способом, данный способ имеет меньшую интенсивность массообмена, что объясняется следующим.

При вскипании экстрагента в составе экстракционной смеси происходит разрушение клеточной структуры растительного сырья ударными волнами, возникающими при образовании каждого пузырька газовой фазы в жидкой. Это приводит к развитию поверхности контакта фаз и падению диффузионного сопротивления сырья. Всплывающие под действием архимедовой силы в экстракционной смеси пузырьки газовой фазы осуществляют ее перемешивание, что ускоряет процесс обновления поверхности контакта фаз. Все перечисленные явления интенсифицируют массообмен в процессе экстрагирования по первому аналогу. При сбросе давления над сырьем после слива газожидкостной мисцеллы происходит вскипание только впитанной сырьем части экстрагента. В результате также происходит разрушение клеточной структуры сырья и, как следствие, увеличение его свободной поверхности и снижение диффузионного сопротивления, но перемешивание экстракционной смеси в этом варианте исключено из-за отсутствия жидкой фазы в процессе вскипания части экстрагента. То есть во втором аналоге интенсивность массообмена всегда будет ниже, чем в первом за счет меньшего значения критерия Био.

Наиболее близким к предлагаемому является способ производства экстракта солодки, предусматривающий экстрагирование корней солодки раствором аммиака в водном растворе ацетона, отделение жидкой фазы, ее концентрирование и выделение целевого продукта из концентрата (RU 2132623 С1, 10.07.1999).

Недостатком этого способа является длительность технологического цикла.

Техническим результатом изобретения является сокращение продолжительности технологического цикла,

Этот результат достигается тем, что в способе производства экстракта солодки, предусматривающем экстрагирование корней солодки раствором аммиака в водном растворе ацетона, отделение жидкой фазы, ее концентрирование и выделение целевого продукта из концентрата, согласно изобретению водный раствор ацетона и аммиак на экстрагирование подают раздельно, аммиак используют в сжиженном виде, его подачу в экстракционную смесь осуществляют в пульсирующем режиме, а при отсутствии подачи аммиака давление в экстракционной смеси сбрасывают до значения, обеспечивающего вскипание экстрагента.

Способ реализуется следующим образом.

Корни солодки инспектируют, моют, измельчают и лепесткуют, а затем смешивают с 60-70% водным раствором ацетона. В полученную смесь диспергируют жидкий аммиак в пульсирующем режиме. Частоту и количество пульсаций выбирают по известным зависимостям (Ломачинский В.А. Высокоэффективные технологии переработки растительного сырья. - М.: Русские технологии, 1996, с.54-56). При отсутствии подачи аммиака давление в экстракционной смеси сбрасывают до значения, обеспечивающего вскипание экстрагента. При последующем восстановлении подачи аммиака давление в экстракционной смеси возрастает до исходного значения, которое соответствует давлению насыщенных паров аммиака при температуре экстрагирования. После завершения экстрагирования жидкую фазу отделяют и концентрируют, например, путем экстракции из нее ацетона жидкой двуокисью углерода, как и в наиболее близком аналоге. Из полученного концентрата выделяют целевой продукт, например, путем его осаждения спиртом и экстракции спирта из осадка жидкой двуокисью углерода, как и в наиболее близком аналоге.

В процессе диспергирования жидкого аммиака в экстракционной смеси он частично растворяется в водном растворе ацетона и частично переходит в газовую фазу. При сбросе давления до значения, обеспечивающего вскипание экстрагента, аммиак частично удаляется из экстракционной смеси, а при возобновлении его подачи его концентрация вновь возрастает, что невозможно при реализации известных технологий по указанным выше аналогам. Наиболее целесообразно осуществлять пульсирующую подачу аммиака таким образом, чтобы его средняя концентрация в экстрагенте составляла 1%.

Образование каждого пузырька газовой фазы в экстракционной смеси как в процессе диспергирования жидкого аммиака, так и в процессе вскипания экстрагента при сбросе давления сопровождается созданием ударной волны, разрушающей клеточную структуру корней солодки. Это приводит к падению диффузионного сопротивления экстрагируемого сырья и развитию поверхности контакта фаз, что интенсифицирует массообмен и позволяет сократить продолжительность экстрагирования. Поскольку проведение всех остальных стадий технологического процесса осуществляется в предлагаемом способе так же, как и в наиболее близком аналоге, общая продолжительность технологического цикла в предлагаемом способе сокращена за счет интенсификации массообмена и сокращения продолжительности стадии экстрагирования в среднем на 10-15%.

Полученный по описанной технологии целевой продукт по химическому составу не отличается от полученного по наиболее близкому аналогу и содержит, помимо глицирризина, достаточно большое количество сопутствующих поверхностно-активных веществ, которые облегчают его использование в составе эмульсионных композиций.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет сократить длительность технологического цикла при извлечении биологически активных веществ из солодки без изменения состава экстракта.