煙葉提取技術(shù)探討

1、2目錄目錄3 提取的定義及分類提取的定義及分類 提取過程的速率分析提取過程的速率分析 固液提取設(shè)備簡介固液提取設(shè)備簡介4提取的定義及分類提取的定義及分類 提取是利用溶劑將固體物質(zhì)中溶質(zhì)溶解到溶劑中的過提取是利用溶劑將固體物質(zhì)中溶質(zhì)溶解到溶劑中的過程，又稱固液浸取。廣泛應(yīng)用于濕法冶金，如從礦石程，又稱固液浸取。廣泛應(yīng)用于濕法冶金，如從礦石中溶解提取貴金屬及稀土金屬。還廣泛應(yīng)用于油脂工中溶解提取貴金屬及稀土金屬。還廣泛應(yīng)用于油脂工業(yè)，如從各種天然油料、植物籽實(shí)中提取植物油。此業(yè)，如從各種天然油料、植物籽實(shí)中提取植物油。此外還應(yīng)用于食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、制糖、中草藥中有外還應(yīng)用于食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、制

2、糖、中草藥中有效成分的提制及香料的提取等。效成分的提制及香料的提取等。 根據(jù)應(yīng)用場合的不同分為以以下幾種類型根據(jù)應(yīng)用場合的不同分為以以下幾種類型 浸取：用液體噴淋由固體堆成的固定床。浸?。河靡后w噴淋由固體堆成的固定床。 滲濾：指液體穿過固體床并循環(huán)。滲濾：指液體穿過固體床并循環(huán)。 浸濾：最初系指自草木灰中浸取堿，已不用。浸濾：最初系指自草木灰中浸取堿，已不用。 浸煮：專指在沸點(diǎn)下煎煮浸取，如中草藥煎制。浸煮：專指在沸點(diǎn)下煎煮浸取，如中草藥煎制。 淋洗：常指用溶劑自固體表面洗脫吸附的溶質(zhì)。淋洗：常指用溶劑自固體表面洗脫吸附的溶質(zhì)。 浸泡：常指提取時(shí)液體和固體兩相都靜止不動(dòng)。浸泡：常指提取時(shí)液體和

3、固體兩相都靜止不動(dòng)。5提取常用溶劑提取常用溶劑 水：可溶解大多數(shù)無機(jī)物，極性較大的有機(jī)物，對一些低極性的有機(jī)水：可溶解大多數(shù)無機(jī)物，極性較大的有機(jī)物，對一些低極性的有機(jī)物也能部分溶解。具有成本低，易獲得等特點(diǎn)。水作為溶劑提取煙草物也能部分溶解。具有成本低，易獲得等特點(diǎn)。水作為溶劑提取煙草原料主要原因是煙草中絕大部分物質(zhì)都可溶于水，其中包括煙堿、糖原料主要原因是煙草中絕大部分物質(zhì)都可溶于水，其中包括煙堿、糖、氨基酸、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、有機(jī)酸鹽等，除此之外水是唯一能夠滿、氨基酸、蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽、有機(jī)酸鹽等，除此之外水是唯一能夠滿足造紙工藝要求的溶劑。足造紙工藝要求的溶劑。 乙醇：可溶解部分無機(jī)物，大

4、多數(shù)有機(jī)物，可用于提取水不溶解的有乙醇：可溶解部分無機(jī)物，大多數(shù)有機(jī)物，可用于提取水不溶解的有機(jī)物，常用于香料成分的提取。對溶質(zhì)的選擇性提取較好，有利于提機(jī)物，常用于香料成分的提取。對溶質(zhì)的選擇性提取較好，有利于提取后的成分的進(jìn)一步分離。但溶劑成本較高，生產(chǎn)車間的防火等級(jí)較取后的成分的進(jìn)一步分離。但溶劑成本較高，生產(chǎn)車間的防火等級(jí)較高。高。 烴類：對脂溶性成分具有較好的溶解性，可用于從植物中提取脂溶性烴類：對脂溶性成分具有較好的溶解性，可用于從植物中提取脂溶性成分。但溶劑成本較高，生產(chǎn)車間的防火等級(jí)較高。成分。但溶劑成本較高，生產(chǎn)車間的防火等級(jí)較高。11提取過程的速率分析提取過程的速率分析p控

5、制提取速率五個(gè)步驟控制提取速率五個(gè)步驟 溶劑從流體主體穿過顆粒外層的液體膜向固液界面擴(kuò)散；溶劑從流體主體穿過顆粒外層的液體膜向固液界面擴(kuò)散； 流體從固體表面穿過固體孔隙或微孔向固體內(nèi)部擴(kuò)散；流體從固體表面穿過固體孔隙或微孔向固體內(nèi)部擴(kuò)散； 固體溶質(zhì)溶解到流體中，形成水合物；固體溶質(zhì)溶解到流體中，形成水合物； 水合物穿過固體孔隙向外擴(kuò)散；水合物穿過固體孔隙向外擴(kuò)散； 水合物從固體表面穿過流體膜向流體主體中擴(kuò)散。水合物從固體表面穿過流體膜向流體主體中擴(kuò)散。 在這五個(gè)步驟中，最緩慢的步驟將構(gòu)成整個(gè)提取過程的速率控在這五個(gè)步驟中，最緩慢的步驟將構(gòu)成整個(gè)提取過程的速率控制步驟。一般制步驟。一般 來說溶質(zhì)

6、溶解在流體中的速度較快，當(dāng)提取攪拌充來說溶質(zhì)溶解在流體中的速度較快，當(dāng)提取攪拌充分時(shí)，提取液顆粒外層的流體膜傳質(zhì)阻力較小，此時(shí)往往第二步即分時(shí)，提取液顆粒外層的流體膜傳質(zhì)阻力較小，此時(shí)往往第二步即流體在固體孔隙內(nèi)的擴(kuò)散成分提取過程的主要阻力。流體在固體孔隙內(nèi)的擴(kuò)散成分提取過程的主要阻力。 放熱或吸熱提取物液體固體液體膜液體流動(dòng)提取過程速率分析提取過程速率分析13提取過程速率分析提取過程速率分析p影響提取速率的因素影響提取速率的因素 固體的結(jié)構(gòu)因素如顆粒大小、比表面積、孔隙率、微孔大小及基結(jié)構(gòu)固體的結(jié)構(gòu)因素如顆粒大小、比表面積、孔隙率、微孔大小及基結(jié)構(gòu)以及有價(jià)溶質(zhì)在固體內(nèi)的分布狀態(tài)；以及有價(jià)溶質(zhì)

7、在固體內(nèi)的分布狀態(tài)； 流體及溶質(zhì)的的性質(zhì)如活度、粘度及擴(kuò)散系數(shù)等；流體及溶質(zhì)的的性質(zhì)如活度、粘度及擴(kuò)散系數(shù)等； 狀態(tài)因素即溫度、壓力、流體流動(dòng)速度及攪拌強(qiáng)度等。而影響最終提狀態(tài)因素即溫度、壓力、流體流動(dòng)速度及攪拌強(qiáng)度等。而影響最終提取率的因素還在于原料的性質(zhì)及提取時(shí)間的長短。此外還與溶質(zhì)及液取率的因素還在于原料的性質(zhì)及提取時(shí)間的長短。此外還與溶質(zhì)及液體天惰性組分上的吸附有關(guān)。體天惰性組分上的吸附有關(guān)。14提取設(shè)備提取設(shè)備 固體處于靜止?fàn)顟B(tài)的浸取設(shè)備（噴淋及滲透型浸?。┕腆w處于靜止?fàn)顟B(tài)的浸取設(shè)備（噴淋及滲透型浸取） 主要有堆浸、地下浸出、滲濾浸取器、連續(xù)滲濾浸取器（籃式萃取器主要有堆浸、地下浸出

8、、滲濾浸取器、連續(xù)滲濾浸取器（籃式萃取器、平轉(zhuǎn)式浸取器、環(huán)形浸取器）。、平轉(zhuǎn)式浸取器、環(huán)形浸取器）。 固體顆粒處于懸浮狀態(tài)（漿料）的浸取器固體顆粒處于懸浮狀態(tài)（漿料）的浸取器 主要有機(jī)械攪拌浸取器、氣體提升式浸取器、液主要有機(jī)械攪拌浸取器、氣體提升式浸取器、液- -固流態(tài)化浸取器、管固流態(tài)化浸取器、管道式浸取器。道式浸取器。15再造煙葉提取研究再造煙葉提取研究p 提取目的提取目的 提取煙草原料中的水溶性成分，提高梗葉提取液的利用效提取煙草原料中的水溶性成分，提高梗葉提取液的利用效率。率。 提高漿料的潔凈度，降低白水中有機(jī)物含量。提高漿料的潔凈度，降低白水中有機(jī)物含量。 保障后續(xù)工段生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)

9、定性。保障后續(xù)工段生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。16p提取時(shí)間對提取速率的影響提取時(shí)間對提取速率的影響 從圖可看出達(dá)到相同的提取液濃度，梗的提取時(shí)間要遠(yuǎn)大于葉的提從圖可看出達(dá)到相同的提取液濃度，梗的提取時(shí)間要遠(yuǎn)大于葉的提取時(shí)間，即完成提取所需的時(shí)間，梗大于葉，二者的差異較明顯。取時(shí)間，即完成提取所需的時(shí)間，梗大于葉，二者的差異較明顯。1.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.0009.00010.0005分鐘10分鐘 15分鐘 20分鐘葉提取液濃度葉提取液濃度/%0.0001.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.0009.00010.000

10、02040梗提取液濃度梗提取液濃度%濃度%17p固液比對提取液濃度及提取率的影響固液比對提取液濃度及提取率的影響 從圖可看出隨著提取用液體量的增加，提取率隨之提高，但提取液濃從圖可看出隨著提取用液體量的增加，提取率隨之提高，但提取液濃度呈現(xiàn)下降趨勢。說明一味依靠增加提取液用量來提高提取率，會(huì)增加濃度呈現(xiàn)下降趨勢。說明一味依靠增加提取液用量來提高提取率，會(huì)增加濃縮成本。縮成本。0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.0080.0090.00100.004567891011提取液濃度%提取率%18p提取級(jí)數(shù)對提取液濃度的影響提取級(jí)數(shù)對提取液濃度的影響 從圖中可看出

11、在相同的提取溫度、時(shí)間、固液比及壓榨干度下，二從圖中可看出在相同的提取溫度、時(shí)間、固液比及壓榨干度下，二級(jí)提取后液體的濃度高于一級(jí)。說明增加提取級(jí)數(shù)可增加提取液濃度。級(jí)提取后液體的濃度高于一級(jí)。說明增加提取級(jí)數(shù)可增加提取液濃度。66.26.46.66.877.27.47.6一級(jí)提取液濃度%二級(jí)提取液濃度%19p提取級(jí)數(shù)對提取液濃度的影響提取級(jí)數(shù)對提取液濃度的影響 從圖中可看出在相同的提取溫度、時(shí)間、固液比及壓榨干度下，隨著提從圖中可看出在相同的提取溫度、時(shí)間、固液比及壓榨干度下，隨著提取級(jí)數(shù)的增加，提取級(jí)呈上升趨勢，但二級(jí)與三級(jí)相比增加不明顯。說明取級(jí)數(shù)的增加，提取級(jí)呈上升趨勢，但二級(jí)與三級(jí)相

12、比增加不明顯。說明一味增加提取級(jí)數(shù)也不一定能明顯提高提取效率。一味增加提取級(jí)數(shù)也不一定能明顯提高提取效率。0102030405060708090100一級(jí)提取率%二級(jí)提取率%三級(jí)提取率%系列120p提取溫度對提取率的影響提取溫度對提取率的影響 從圖中可看出，隨著提取溫度的升高，提取率隨之提升，但當(dāng)提取時(shí)間從圖中可看出，隨著提取溫度的升高，提取率隨之提升，但當(dāng)提取時(shí)間達(dá)到達(dá)到7070度以上時(shí)，提取率的變化趨勢變緩。度以上時(shí)，提取率的變化趨勢變緩。0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.0070.00020406080100梗提取率梗提取率/%梗提取率/%21p固液分離后物

13、料干度對提取率的影響固液分離后物料干度對提取率的影響 壓榨干度提高，提取率能得到有效提高。說明提高壓榨干度壓榨干度提高，提取率能得到有效提高。說明提高壓榨干度是提高提取率的有效手段之一。是提高提取率的有效手段之一。 2030405060708090100110152025303540提取率%壓榨干度%葉二級(jí)逆流提取22n結(jié)論結(jié)論 提取時(shí)間對梗的提取率及提取液濃度影響較大，隨著提取時(shí)間的延長，提取率呈現(xiàn)提取時(shí)間對梗的提取率及提取液濃度影響較大，隨著提取時(shí)間的延長，提取率呈現(xiàn)上升趨勢；葉的提取率、提取液濃度影響沒有梗明顯。達(dá)到平衡時(shí)，葉所需的提取上升趨勢；葉的提取率、提取液濃度影響沒有梗明顯。達(dá)到

14、平衡時(shí)，葉所需的提取時(shí)間為時(shí)間為8 8分鐘左右，而梗所需時(shí)間為分鐘左右，而梗所需時(shí)間為2020分鐘以上。分鐘以上。 提取溫度對梗的提取率及提取液濃度影響較大，隨著溫度升高，提取率呈升高趨勢提取溫度對梗的提取率及提取液濃度影響較大，隨著溫度升高，提取率呈升高趨勢，當(dāng)溫度達(dá)到，當(dāng)溫度達(dá)到70 70 以上時(shí)，這種趨勢變緩。以上時(shí)，這種趨勢變緩。 固液比對梗葉的提取率及提取液濃度影響較大，隨著提取液用量增加，提取率升高固液比對梗葉的提取率及提取液濃度影響較大，隨著提取液用量增加，提取率升高，但提取液濃度下降明顯。因此如何保障在提高提取率的同時(shí)，不降低提取液濃度，但提取液濃度下降明顯。因此如何保障在提高提取率的同時(shí)，不降低提取液濃度是工藝研究的重點(diǎn)工作。是工藝研究的重點(diǎn)工作。 提取級(jí)數(shù)對梗葉的提取率及提取液濃度影響較大，隨著提取級(jí)數(shù)的增加，提取液濃提取級(jí)數(shù)對梗葉的提取率及提取液濃度影響較大，隨著提取級(jí)數(shù)的增加，提取液濃度及提取率都呈上升趨勢。度及提取率都呈上升趨勢。 攪拌強(qiáng)度對梗葉提取的影響主要是提高提取效率，即縮短提取時(shí)間，提高生產(chǎn)效率攪拌強(qiáng)度對梗葉提取的影響主要是提高提取效率，即縮短提取時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。23n結(jié)論結(jié)論 提取級(jí)數(shù)對梗葉的提取率及提取液濃度影響較大，隨著提取級(jí)數(shù)的增提取級(jí)數(shù)對梗葉的提取率及提取液濃度