Способ экстрагирования торфа и устройство для его осуществления

В патентах Польши Не 124110, А 61 К 1983 г. и М 9125769, А 23 К, 1984 г. описаны способы обработки торфа, ведущие к выделению биологически активных веществ путем выщелачивания высушенного воздухом торфа водными щелочными растворами. Однако. ввиду высокой адсорбционной способности торфа выщелачивание весьма трудно проводить в промышленных масштабах.Доказано, что экстрагирование больших партий торфа статичным спо-собом дает неудовлетворительные результаты. Статичное экстрагирование применяется обычно для получения из сырья с рыхлой структурой и довольно низкой степенью измельчения экстрактов, которые легко можно промывать периодическим способом с помощью подходящего экстрагенте. В соответствии с ним грубо измельченный материал заливают экстрагентом. Экстрагирующую жидкость держат в контакте с материалом в течение периода времени, достаточного для получения насыщенного раствора нужного вещества или веществ в экстрагирующей среде. Затем экстракт отбирают с донной части экстрактора, так что вся партия материала промываетсяэкстрактом. Когда такой способ применяется к свежему высушенному на воздухе торфу, отбор экстракта с донной части экстрактора оказывается невозможным из-за образования в донных частях экстрактора непроницаемого слоя грязи в результате осаждения набухших частиц торфа.По аналогичным причинам в равной степени малореэультативньлм является способ замачивания частиц торфа в экстракционных чанах, заполненных экстрагентами, с периодическим перемешиванием смеси и сцеживания полученного экстракта. В таких условиях просачивание экстрагенте в торф оказывается очень небольшим, поскольку чем больше время контакта экстрагента с торфом, тем толще непроницаемый слой грязи, образующейся на дне экстракционного чана.Сцеживание ведет к получению относительно чистого экстракта, но концентрация нужных веществ в таких экстрактах относительно низка.Более интенсивное перемешивание смеси способствует улучшению просачивания экстрагента через слой торфа, но ведет к диспергированию непроницаемого слоя грязи и делает невозможным отделение чистого экстракта сцеживанием. Осаждение и разбухание частиц торфа создают дополнительные проблемы при разгрузке экстракционных чанов и при их очистке перед следующим циклом производства. Ситуация не улучшается ни в том случае, когда экстракционные чаны сначала заполняют торфом, а затем заливают растворителем, ни тогда, когда последовательность операций меняется на обратную, т.е. сначала заливают экстрагент, а затем добавляют торф. Кроме того, нужные активные вещества диффундируют в экстрагент только из верхней части слоя торфа, что ведет к относительно низкой эффективности экстрагирования. Нужные вещества, присутствующие в более глубоких слоях торфа не растворяются, а выгружаются с остатками торфа после проведения процесса экстрагирования.Целью настоящего изобретения является создание эффективного и удобного процесса экстрагирования торфа и получение чистых экстрактов, в которых отсутствуют твердые частицы И имеется высокое содержание экстрагируемьлх веществ. Эта цель достигается с помощью мер, описанных в п.1 формулы изобретения. Еще одной целью изобретения является создание подходящего устройства для выполнения процесса экстрагирования. Дальнейшие усовершенствования изобретения достигаются с помощью мер, описанных в п.п. 2-4.Согласно настоящему изобретению, экстрагент подается (желательно при комнатной температуре и лишь при несколько повышенном давлении) в донную часть экстрактора и пропускается сквозь слой высушенного навоздухе торфа, под давлением, достаточным для того, чтобы обеспечить свободный поток экстрагента сквозь слой. Полученный экстракт собирается в верхней части экстрактора над слоем торфа, причем в экстракте отсутствуют твердые частицы. Желательно, по меньшей мере, двукратная рециркуляция полученного экстракта и его пропускание через слой торфа при практически одинаковых условиях.В качестве экстрагента могут быть использованы неорганические растворители, предпочтительно вода и/или водные растворы щелочей, такие как 0,2-О,7-ные водные растворы едкого натра. Хотя по экономическим причинам экстрагирование обычно осуществляется при температурах окружа ющей среды, вплоть до таких низких как 400, для достижения специальныхцелей могут быть выбраны более высокие температуры экстрагирования.Согласно другому варианту осуществления изобретения в качестве экстрагента могут быть использованы органические растворители, такие как спирты, простые эфиры с большой молекулярной массой, сложные эфиры и тому подобное, причем наиболее предпочтительным органическим растворителем является этиловый спирт.Нужная степень экстрагирования достигается при использовании свежего экстрагента на второй стадии экстрагирования, в то время как на первой так и на второй стадии экстракт рециркулирует и пропускается через слой торфа несколько раз.Важной особенностью процесса, являющегося предметом настоящего изобретения, является непрерывный поток экстрагента или рециркулируемого экстракта в направлении от нижних к верхним слоям частиц торфа. В результате частицы торфа оказываются взвешенными в потоке движущегося вверх экстрагента, но не уносятся им. При таких условиях экстрагент проникает на всю толщину слоя торфа и промывает каждую отдельную частицу торфа. Это означает, что нужные вещества могут, таким образом,равномерно экстрагироваться из торфа по всей толщине слоя. Длительность взаимодействия экстрагента с частицами торфа регулируется как объемной скоростью потока, так и рециркуляцией полученного экстракта сквозь слой торфа. Конечный экстракт, полученный в ходе этого процесса, свободен от твердых частиц торфа и поэтому перед последующей обработкой экстракта не требуется его фильтрование.Эффект изобретения достигается за счет выравнивания скорости гравитационного осаждения частиц торфа со скоростью экстрагирующей жидкости,движущейся в противоположном направлении. Когда не достигается их точ 5400ного выравнивания, частицы или оседают, или уносятся в следующую емкость. Поэтому поток жидкости ламинарен.Скорость жидкой фазы зависит от размеров частиц торфа и давления,под которым подается экстрагирующая среда, что в свою очередь зависит от высоты столба торфа в экстракторе. В то же время количество жидкости,поступающей в экстрактор, зависит от диаметра экстракгсра и его емкости.При начале работы экстрактора слой торфа сначала разрыхляется под напором жидкости, так что каждая частица торфа со всех сторон оказывается окруженной жидкой фазой. При этом не наблюдается никакой агрегации частиц и никакого образования местных сквозных потоков. В соответствии с этим экстрагирование каждой частицы происходит одинаково вне зависимости от того, находится ли она в верхних слоях массы торфа.К некоторым из многочисленных преимуществ, присущих настоящему процессу экстрагирования торфа, относятся почти полное выщелачивание нужных веществ из торфа, благодаря чему конечный экстракт оказывается более концентрированным, следовательно, могут быть использованы меньшие объемы зкстрагента требуется меньше энергии и возможно использование более эффективных технологических средств. В добавление к сказанному, в предпочтительном варианте осуществления изобретения при использовании в качестве зкстрагента водного раствора едкого натра, уменьшение объема этого экстрагенте, нейтрализация которого необходима на последующих стадиях обработки, ведет к значительному уменьшению солености конечного продукта.Настоящее изобретение относится также к устройству для осуществления способа экстрагирования торфа - батарее экстрактора.Устройство для осуществления способа экстрагирования, описанное в патенте США Не 3553099, 0106, 1968, содержит резервуар для экстрагенте,зкстракционный резервуар и питающие проводы.Усовершенствование устройства достигается с помощью мер, описанных в пункте 5 и в пунктах, связанных с п.5.Предпочтительным является использование, по меньшей мере, двух сборок, состоящих каждая из экстракционного резервуара и циркуляционного резервуара, резервуара для экстрагенте, а также сборника для конечного экстракта, связанных между собой через систему труб, позволяющих перекачивать жидкость из каждого резервуара во все остальные резервуары и экстракторы, образующие батарею. экстракторы оборудованы питателем для зкстрагирующей жидкости в донной части и коллекторной трубой для экстракта в верхней части, соотвественно ниже и выше слоя торфа.