Przedmiotem wynalazku jest sposób i urzadzenie do ekstrakcji naturalnych aromatów ze srodowisk plynnych otrzymanych w wyniku destylacji oparów z miazgi, soków, badz wytloków owoców lub warzyw.Z opisu patentu polskiego nr 97 458 znany jest sposób otrzymywania odwodnionych aroma¬ tów. Sposób ten przebiega nastepujaco: do wnetrza ekstraktora, dzialajacego w sposób periody¬ czny, wprowadza sie wodnoetanolowy roztwór aromatów w ilosci 50-70% pojemnosci ekstrak¬ tora, nastepnie wprowadza sie dwuchlorodwufluorometan w postaci cieklej pod cisnieniem 0,3-0,5 MPa. Z kolei wlacza sie mieszadlo i przeprowadza ekstrakcje zawartych w plynie substancji aromatycznych w czasie od 0,5 do 2 godzin zaleznie od surowca wyjsciowego. Nastepnie po wylaczeniu mieszadla i odstaniu mieszaniny nastepuje oddzielenie splywajacego na dno roztworu substancji aromatowych w dwuchlorodwufluorometanie od fazy wodnej. Dalej faze dwuchloro- dwufluorometanu wprowadza sie do odparowywacza, natomiast pozostala w ekstraktorze faze wodna usuwa sie z urzadzenia jako odpad. Z odparowywacza chlodzonego skroplonym CCI2F2 odparowuje sie w temperaturze - 10°C do -30°C rozpuszczalnik, który kolejno przez filtr odwadnia¬ jacy i filtr absorpcyjnyjest wprowadzany w fazie gazowej do skraplacza oziebionego do tempera¬ tury ponizej -30°C. Stad CCI2F2 moze byc uzyty w nastepnym cyklu ekstrakcyjnym. Powyzsze urzadzenie pozwala na otrzymanie substancji czynnych od 30000 do 100000 razy bardziej skon¬ densowanych w porównaniu z roztworami wyjsciowymi aromatów (np. sokami). Wada opisanej metody jest cyklicznosc procesu. W warunkach przemyslowych brak ciaglosci procesu stwarza koniecznosc przechowywania kondensatów aromatu, cojak wiadomo,jest uciazliwe dla zakladów produkcyjnych i wiaze sie z wykorzystaniem magazynów chlodniczych do przechowywania tan¬ ków z wodno-etanolowym roztworem aromatów.W wielu procesach przemyslowych stosowane sa ekstraktory o dzialaniu ciaglym. Stanowiaje na ogól kolumny, które pracuja zazwyczaj na zasadzie przeciwpradu.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu i urzadzenia do ekstrakcji ciaglej naturalnych aromatów ze srodowisk plynnych za pomoca dwuchlorodwufluorometanu.1 Ul 633 Nieoczekiwanie okazalo sie, ze wprowadzenie do ekstrakcji ciaglej w przeciwpradzie rozpu¬ szczalnika w postaci dwóch faz, to jest fazy cieklej i gazowej umozliwia prowadzenie dwóch procesów jednoczesnie — procesu ekstrakcji w przeciwpradzie faza ciekla oraz procesu kilkakrot¬ nego stezania aromatów podczas tego procesu faza gazowa. Zwieksza to w sposób istotny wydaj¬ nosc procesu ekstrakcji.Istota wynalazku polega na tym, ze prowadzi sie ciagla ekstrakcje w przeciwpradzie przy cisnieniu 0,3-0,6 MPa podajac od góry dwuchlorodwufluorometan o temperaturze nizszej od jego temperatury wrzenia, natomiast od dolu podaje sie wodny roztwór aromatu majacy temperature wyzsza od temperatury rozpuszczalnika, przy czym róznica temperatur doprowadzanych skladni¬ ków winna byc taka, by do 10% rozpuszczalnika pobierajac cieplo z wodnego roztworu przecho¬ dzilo w stan gazowy. Urzadzenie do ekstrakcji naturalnych aromatów z wodnych roztworów za pomoca dwuchlorodwufluorometanu ma postac kolumny z wypelnieniem, której dolna czesc jest polaczona poprzez odparowywacz rozpuszczalnika, urzadzenie do izolacji gazów i sprezarke z górna czescia kolumny, urzadzenie jest ponadto wyposazone w dwa termostatyczne wymienniki ciepla.Rozpuszczalnik, majacy wiekszy ciezar wlasciwy od wodnego roztworu aromatu, przeplywa w dól kolumny pobierajac od tego roztworu cieplo i dzieki temu czesciowo odparowuje. Odparowany rozpuszczalnik w formie pecherzyków gazowych zwieksza powierzchnie styku dwóch skladników, a zatem zwieksza sie powierzchnia ekstrakcji. Pecherzyki powoduja dodatkowe mieszanie skladni¬ ków oraz zatezanie w cieklym rozpuszczalniku wyekstrahowanych substancji aromatowych. Pod¬ czas procesu nastepuje calkowite oddzielenie czesci rozpuszczalnika od ekstraktu. Sposób ten umozliwia ponadto zmniejszenie w procesie ekstrakcji stosunku ilosciowego rozpuszczalnika do wodnego roztworu aromatu.Przyklad I. Oddzielone ze 100 kg miazgi selera opary skladników lotnych poddawane sa skropleniu i schlodzeniu w wymienniku ciepla do temperatury +26°C, po czym podawane sa poprzez pompe dozujaca od dolu do kolumny, gdzie nastepuje zetkniecie z medium ekstrakcyjnym o temperaturze + 13°C znajdujacym sie w przeciwpradzie. Proces ekstrakcji przebiega pod cisnie¬ niem 0,45 MPa na zasadzie przemieszczania skladników aromatowych z fazy wodnej do medium ekstrakcyjnego na calej dlugosci kolumny. Dzieki duzemu powinowactwu CCI2F2 do zwiazków aromatowych sa one ilosciowo ekstrahowane ze srodowiska wodnego do rozpuszczalnika i razem z nim przechodza do dalszej czesci kolumny. Dzieki obecnosci fazy gazowej rozpuszczalnika naste¬ puje jego zageszczenie. Faza wodna pozbawiona substancji aromatowych zostaje odprowadzona; natomiast zageszczone w rozpuszczalniku skladniki aromatu zostaja przemieszczone do odparo- wywacza, gdzie nastepuje calkowite odparowanie rozpuszczalnika. Oddzielony rozpuszczalnik zostaje oczyszczony, a nastepnie wlaczony do zamknietego obiegu ekstrakcji. Natomiast w odbie¬ ralniku zostaja wyizolowane skladniki miazgi selerowej. Wzajemny stosunek ilosciowy rozpu¬ szczalnika i skroplonych oparów wynosil 1: 3. Ze 100 kg miazgi selera uzyskano 17,5 ml bezwod¬ nego aromatu selera.Przyklad II. Opary aromatu czarnej porzeczki oddzielone w ilosci 37% od soku przezna¬ czonego do zageszczenia sa kierowane do wymiennika ciepla, gdzie po skropleniu sa schladzane do temperatury 28,5°C i roztwór ten kierowany jest do kolumny, do której od góry kierowany jest rozpuszczalnik o temperaturze 15,1°C. Proces przebiega analogicznie jak w przykladzie I. Ze 100 litrów skroplonych oparów otrzymano 0,8 ml bezwodnego aromatu czarnej porzeczki.Przyklad III. 100 litrów kondensatu (o krotnosci 1:200) aromatu truskawkowego dopro¬ wadzono do temperatury 29,8°C i ekstrahowano rozpuszczalnikiem o temperaturze 16,2°C. Uzy¬ skano 130 ml bezwodnego aromatu truskawkowego.Urzadzenie wedlug wynalazku jest uwidocznione w przykladzie wykonania na zalaczonym rysunku schematycznym.Urzadzenie do ekstrakcji naturalnych aromatów z wodnych roztworów za pomoca dwuchlo¬ rodwufluorometanu sklada sie z kolumny 1 z wypelnieniem, której dolna czesc jest polaczona poprzez odparowywacz rozpuszczalnika 2, urzadzenie do izolacji gazów 3 i sprezarke 4 z górna czescia kolumny 1. Urzadzenie jest ponadto wyposazone w dwa termostatyczne wymienniki ciepla 5 i 5'.Kolumna 1 z wypelnieniem np. w postaci pierscieni Bialeckiego jest polaczona ze zbiornikiem górnym 7 i zbiornikiem dolnym 8 spelniajacymi role rozdzielaczy. Do zbiornika 8 doprowadzony141(33 3 jest przewód 9 z zainstalowana na nim pompa dozujaca 19 wodny roztwór aromatów. Do zbiornika tego doprowadzony jest równiez przewód 11 odprowadzajacy freonowy roztwór aromatów do odparowywacza 2. Przewód 11 wyposazony jest w zawór odcinajacy 12, pompe dozujaca 13 oraz zawór nadmiarowy 14. Przy czym wlot wodnego roztworu aromatu do kolumny 1 jest usytuowany powyzej wylotu rozpuszczalnika z kolumny. Odparowywacz 2 w dolnej czesci polaczonyjest przez zawór 15 ze zbiornikiem gotowego produktu 16. Zbiornik 16 w dolnej czesci wyposazony jest w zawór spustowy 17 wyprowadzajacy gotowy produkt. Górna czesc zbiornika 16 polaczona jest przewodem 18 z górna czescia odparowywacza 2. Odparowywacz 2 polaczony jest z urzadzeniem do izolacji gazów 3 metoda sorpcji i wymrazania. Urzadzenie do izolacji gazów 3 polaczone jest przez zawór odcinajacy 19 ze zbiornikiem buforowym 20 gazowego dwuchlorodwufluorometanu.W górnej czesci urzadzenia do izolacji gazów 3 zainstalowanyjest skraplacz 21 celem zagwaranto¬ wania stalego poziomu cieklego rozpuszczalnika w kolumnie 1. Zbiornik 20 polaczony jest prze¬ wodem 22 z króccem ssacym sprezarki 4, zas jej króciec tloczny polaczony jest przewodem 23 z górna czescia kolumny 1. Przewód tloczny 23 sprezarki 4 polaczony jest ponadto z pomocniczym zbiornikiem 24 skroplonego rozpuszczalnika przewodem 25 wyposazonym w zawór odcinajacy 26.Zbiornik 7 polaczony jest ze zbiornikiem 24 przewodem 27 doprowadzajacym ciekly rozpuszczal¬ nik przez zawory odcinajace 28, 29. Przewód 39 laczy zbiornik 24 cieklego rozpuszczalnika z urzadzeniem do izolacji gazów 3 przez zawory 28 i 31. Górna czesc zbiornika 7 polaczona jest przez zawór odcinajacy 32 z kolumna 6 oddzielajaca pozostalosci rozpuszczalnika od wody.Przewód 33 laczy kolumne 6 ze zbiornikiem buforowym 20. Dolna czesc kolumny 6 zaopatrzona jest w zawór spustowy 34 odprowadzajacy wode odpadowa. Urzadzenie wedlug wynalazkujest wyposazone w dwa termostatyczne wymienniki ciepla 5 i 5'. Termostatyczny wymiennik ciepla 5 ma postac termostatycznej chlodnicy skraplajacej dwuchlorodwufluorometan, zas wymiennik ciepla 5' ogrze¬ wa wodny roztwór aromatu.Przebieg procesu. Do wypelnionej cieklym dwuchlorodwufluorometanem kolumny 1 dopro¬ wadzany jest przewodem 9 do dolnej czesci kolumny 1 wodny roztwór aromatu, skad, na zasadzie róznicy ciezarów wlasciwych wody i rozpuszczalnika, przeplywa ku górze kolumny. CCI2F2 doprowadzany jest w postaci gazowej do zbiornika 7 wyposazonego w termostatyczny wymiennik ciepla 5. w którym skrapla sie i opada jako ciezszy ku dolowi kolumny. W kolumnie 1 nastepuje ekstrakcja aromatów z roztworu wodnego do dwuchlorodwufluorometanu, który poprzez prze¬ wód 11 doprowadzany jest do odparowywacza 2. CCI2F2 odparowany w odparowywaczu 2 przechodzi przez urzadzenie do izolacji gazów 3, które zabezpiecza oddzielenie zwiazków aroma- towych w przypadku gdyby zostaly one porwane przez odparowujacy rozpuszczalnik. Oddestylo¬ wany CCI2F2 w postaci gazowej zbiera sie w zbiorniku buforowym 2t, skad zasysany jest przez sprezarke 4 i tloczony do zbiornika 7. Woda poekstrakcyjna zbierajaca sie w zbiorniku nad rozpuszczalnikiem odprowadzana jest przez przewód wyposazony w zawór regulacyjny 32 do kolumny 6. Oddzielanie gazowego rozpuszczalnika odbywa sie przy cisnieniu zblizonym do cisnienia atmosferycznego. Przed zaworem 32 jest cisnienie 0,3-0,6 MPa, natomiast za zaworem cisnienie zblizone do atmosferycznego. W kolumnie 6 nastepuje oddzielenie rozpuszczonego w wodzie dwuchlorodwufluorometanu, który przewodem 33 kierowany jest do zbiornika buforo¬ wego 20.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób ekstrakcji naturalnych aromatów z wodnych roztworów za pomoca dwuchloro¬ dwufluorometanu, znamienny tym, ze prowadzi sie ciagla ekstrakcje w przeciwpradzie przy cisnie¬ niu 0,3-0,6 MPa podajac od góry rozpuszczalnik o temperaturze nizszej od jego temperatury wrzenia, natomiast od dolu podaje sie wodny roztwór aromatu majacy temperature wyzsza od temperatury rozpuszczalnika, przy czym róznica temperatur doprowadzanych skladników jest taka, by pobierane przez rozpuszczalnik cieplo z wodnego roztworu umozliwialo czesciowe odpa¬ rowanie tego rozpuszczalnika. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, zsamienay tym, ze prowadzi sie proces ekstrakcji umozliwiajacy przechodzenie w stan gazowy do 10% rozpuszczalnika.4 143(33 3. Urzadzenie do ekstrakcji naturalnych aromatów z wodnych roztworów za pomoca dwuch- lorodwufluorometanu, znamienne tym, ze ma postac kolumny (1) z wypelnieniem, której dolna czescjest polaczona poprzez odparowywacz rozpuszczalnika (2), urzadzenie do izolacji gazów (3) i sprezarke (4) z górna czescia kolumny (1), przy czym urzadzeniejest wyposazone w termostatyczne wymienniki ciepla (5) i (5'). 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze termostatyczny wymiennik ciepla (5) stanowi termostatyczna chlodnica skraplajaca rozpuszczalnik zainstalowana w górnej czesci kolumny (1). 5. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze górna czesc kolumny (1) jest polaczona z kolumna (6) oddzielajaca pozostalosci rozpuszczalnika od wody.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz.Cena 130 zl PL