Способ отделения биологически активного вещества от растительного или животного сырья

 

(в) Я2 (11) 1839225 А1 (51) 5 FNB3 66

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУВЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4902910/13 (22) 1801.91 (46) 30.12.93 Бюл йя 48-47 (7f) Красноярский научно-производственный кооператив; Межрегиональное многоотраслевое нау+но-производственное объединение "Астерий" (72) Костылев ВП; Елистратов Ю.П„Митрофанов

ДП„Пашенных О.К„ Волков СА (54) СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ

АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА ОТ РАСТИТЕЛЬНОГО

ИЛИ ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ (57) Использование: в технологии переработки растительного и животного сырья, в частности в технологии получения биоактивных веществ из растительной зелени Сущность: способ включает нагрев сырья сверхвысокочастотным полем, выпаривание и конденсацию паров с получением биоактивного вещества, при этом СВЧ производят в несколько стадий на различных длинах волн с модуляцией длины волны колебаний СВЧ, причем на всех стадиях измеряют величину поглощения СВЧ-энергии сырьем, а длину 80nHbt, в соответствующих пределах модуляции, подстраивают автоматически по максимуму поглощения энергии излучения СВЧ. 4 ил.

1839225

Изобретение относится к технологии переработки органического сырья и может быть использовано, например, в лесоперерабатывающей промышленности для извлечения полезных биоактивных ка.абонентов из растительной зеленой массы или в фармацевтике, при получении целебных препаратов. например, из пантов марала.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения полезных продуктов из древесной зелени пихты, предусматривающий измельчение исходного сырья, его нагрев токами СВЧ и извлечение из него эфирных масел посредством отгонки их паром с получением твердого остатка: последующую обработку твердого остатка

55-65 $-ным раствором изопропилового спирта и отстаивание смеси при 30-60 С в течение 24 ч (1j.

Недостатком данного способа является сравнительно высокая энергоемкость технологического процесса при пониженном выходе биологически активнага вещества.

Поставленная цель достигается тем, что в многостадийном технологическом процессе на сырье воздействуют излучением СВЧ с модулируемой длиной волны, в соответствующих каждой стадии диапазонах изменения, для выделения определенной группы фракций биоактивных веществ, имеющих в этих диапазонах максимумы поглощения

СВЧ-энергии (резонансы па поглощению), причем на всех стадиях измеряют величину поглощения СВЧ-энергии сырьем, всякий раз подстраивая частоту СВЧ-генератора в резонанс по поглощению.

На фиг,1 изображена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг.2 — эпюра электрического поля вдоль широкой стены волновода; на фиг.3 — кривые поглощения для различных групп веществ; на фиг.4 — блок-схема технологического процесса.

Устройство содержит прямоугольный валновод 1, камеру 2 для исходного сырья.3, поступающего через щелевое отверстие 4 в широкой стенке волновода 1. Камера 2 для исходной сырьевой массы введена в волновод 1 точно посередине его широкой стенки (а ) . Вещество стенок камеры не

1/г поглощает СВЧ-энергию данной частоты (кварц, тефлон). В волноводе установлена согласованная нагрузка 11, подключенная к измерительной линии (не показана, см. фиг.4 — блок-схема) для измерения величины поглощения СВЧ-энергии сырьем в валноводе 1 па выделяемой в нагрузке мощности и коэффициенту стоячей волны (КСВ). Измерительная линия имеет обрат5

45 ную связь с электронным устройством 6 управления СВЧ-генератором, подключенным к валноваду. Устройство управления содержит модулятор для варьирования частоты

СВЧ-генератора в заданных пределах.

На входе камеры 12 расположено щелевое отверстие 4, на выходе — отверстие 5.

Последнее состыковано с трубопроводом 7, выход которого подведен к коллекторной емкости 8, снабженной поперечными щелями 9 для сбора извлекаемых из сырьевой массы биоактивных компонентов 10. Компоненты 10 могут подвергаться дополнительному рафинированию, поступая с выхода коллекторнай емкости на вход по трубопроводу.

Способ реализуют следующим образом.

Исходное сырье вводится через щелевое отверстие 4 в камеру 2. Включают СВЧгенератор и устанавливают в волнаваде 1 режим бегущей волны типа Н>а, Так как в этом случае СВЧ-ток в середине широкой стенки,волнавода 1 равен нулю, щель, в которой ориентируется камера 2, является неизлучающей. Структура поля внутри волнавада не искажается и не нарушается режим распространения волны Hip в волнаваде 1.

Как видно из эпюры электрического поля Fó (фиг.2) вдаль широкой стенки а Валнавода 1, электрические силовые линии в камере 2 везде нормальны к плоскости Х .

Вариация электрического поля вдоль узкой стенки Ь валновода отсутствует. В этом случае, вследствие введения камеры 2 точно посередине широкой стенки валнавада, частицы исходного сырья будут располагаться в области максимальной напряженности электрического паля Eyvaxc. Радиационный и пондерамоторный эффекты электрического поля в камере 2 приводят к нагреву сырьевой смеси и переходу извлекаемого компонента в параабразнае состояние. При этом непрерывно измеряется мощность в нагрузке 11 и КСВ в валнаваде и па обратной связи, посредством модулятора в устройстве управления генератором путем регулировки ускоряющего напряжения, частота СВЧ непрерывно варьируется, настраиваясь иа максимум поглощения энергии

СВЧ, соответствующий минимальнай.выделяемой мощности в нагрузке и КСВ в саатветст вующем диапазоне на каждой стадии технологического процесса. Например, на первой стадии на сырье воздействуют излучением СВЧ с мадулируемай длиной волны в диапазоне 5-7 см при плотности мощности излучения 10 — 14 Вт/см в течение 2-5 г мин. и пары вещества удаляют из зоны нагрева, охлаждают и конденсируют. Нэ вта1839225 рой стадии воздействуют на сырье излучением СВЧ с модулируемой длиной волны от

9 до 11 см при той же плотности мощности излучения, и пары биоактивных веществ следующей группы фракции (например а или P — пимена иэ класса монотерпеновых углеводородов, к которым принадлежат эфирные масла пихты и кедра) также удаляют из зоны нагрева и конденсируют. Так производят разделение компонент, Хоро- 10 ших результатов добились используя СВЧгенератор качающейся частоты на лампе бегущей волны типа М (ЛБВм), диапазон перестройки которого составлял около 3 октав (октава — изменение вдвое) в области длин волн 5-14 см. Поглощение энергии колебаний СВЧ резко возрастало вблизи резонанса, т.е. на определенной длине волны.

На фиг.3 показан характерный вид кривых поглощения СВЧ-энергии для 4 групп ве- 20 ществ. Как видно из фиг.3, кроме 4 резони. рующих компонентов в исходном сырье и в парах содержатся другие примеси, поглощение которых в диапазоне ib ..24 не имеет максимума (фон). Для разделения этих 25 примесей необходимо применять более широкополосные СВЧ-генераторы. Приме р1. Прииспользованиипрямоуголвного волновода сечением а - 72 мм, Ь = 34 мм, камеры 2 (Лх, hy,hz)-(30х34х300) 30 мм на длине волны А z - 10 см для исходного сырья — древесной зелени кедра (300 г

35 чением с модулируемой длиной волны от 5 до 7 см при плотности мощности излучения 10 - 14 Вт/см2 в течение 2 - 5 мин, а на второй стадии - с модулируемой длиной волны 9 - 1 t см ггри той же плотности мощ40 ности излучения и времени нагрева, при этом после каждой стадии нагрева осуществляют удаление паров активного вещества иэ зоны нагрева с последующей их конденсацией и получением соответствую45 щей группы фракций биологически активного вещества.

Формула изобретения

СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ВЕЩЕСТВА ОТ РАСТИТЕЛЬНОГО ИЛИ ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ, предусматривающий нагрев сырья СВЧ-излучением, выпаривание и конденсацию паров биологического .. вещества, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода биологически активного вещества и снижения энергозатрат на нагрев сырья, нагрев сырья СВЧ-излучением осуществляют в две стадии, причем на первой стадии на сырье воздействуют СВЧ-иэлуна 800 мл) плотности мощности СВЧ - 10

Вт/см в режиме бегущей волны типа Н 0 по сравнению с прототипом выделяется на 1725 больше эфирного масла кедра. Компонентный состав кедрового масла (сравнительно с .прототипом) отличается меньшим на 5- 10 «(» количеством экстрагирующих примесей. Кроме того, данная технология позволяет производить мнгократное дополнительное рафинироваНМе масла путем цикличной подачи его no трубопроводу на вход (фиг.1).

Пример 2. При использовании прямоугольного волноводз сечением а - 72 мм, Ь =34 мм, камеры 2 (Ьс, Лу,hz) =(32x34x300) мм на длине волны Az =5 см для древесной зелени пихты (300 r на 800 мл), плотности мощности СВЧ = 10 Вт/см по сравнению с прототипом выделяется на 25-307 больше пихтового масла. При этом время обработки (3-5 мин) в среднем в три раза меньше, чем в известном, Таким образом, данный способ характеризуется пониженными энергозатратами, исключением возможности дегредиента продукции инородными элементами, более избирательным извлечением биоактивных веществ, сокращением времени обработки сырья. (56) Авторское свидетельство СССР

М 1738209, кл. А 23 В 7/02, 1990, 1839225

1839225

Редактор С.Кулакова

Заказ 3405

Составитель В.Костылев

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. УжгороД, ул.Гагарина, 101