烟叶提取技术探讨全解.ppt

* * * 烟叶提取技术的探讨 目录 提取技术简介 提取的定义及分类 提取常用溶剂 水：可溶解大多数无机物，极性较大的有机物，对一些低极性的有机物也能部分溶解。具有成本低，易获得等特点。水作为溶剂提取烟草原料主要原因是烟草中绝大部分物质都可溶于水，其中包括烟碱、糖、氨基酸、蛋白质、无机盐、有机酸盐等，除此之外水是唯一能够满足造纸工艺要求的溶剂。 乙醇：可溶解部分无机物，大多数有机物，可用于提取水不溶解的有机物，常用于香料成分的提取。对溶质的选择性提取较好，有利于提取后的成分的进一步分离。但溶剂成本较高，生产车间的防火等级较高。 烃类：对脂溶性成分具有较好的溶解性，可用于从植物中提取脂溶性成分。但溶剂成本较高，生产车间的防火等级较高。 溶解的机理分析 相似相溶原理：极性物质溶解在极性溶剂中，非极性物质溶解在非极性溶剂中。下面分四种情形讨论。 1、极性溶质与极性溶剂 2、非极性溶质与极性溶剂 3、非极性溶质与非极性溶剂 4、极性溶质与非极性溶剂 极性溶质与极性溶剂示意图 非极性溶剂中的极性溶质示意图 非极性溶剂中的非极性物质示意图 极性溶剂中的非极性物质示意图 提取过程的速率分析 控制提取速率五个步骤 溶剂从流体主体穿过颗粒外层的液体膜向固液界面扩散； 流体从固体表面穿过固体孔隙或微孔向固体内部扩散； 固体溶质溶解到流体中，形成水合物； 水合物穿过固体孔隙向外扩散； 水合物从固体表面穿过流体膜向流体主体中扩散。 在这五个步骤中，最缓慢的步骤将构成整个提取过程的速率控制步骤。一般 来说溶质溶解在流体中的速度较快，当提取搅拌充分时，提取液颗粒外层的流体膜传质阻力较小，此时往往第二步即流体在固体孔隙内的扩散成分提取过程的主要阻力。 提取模型 放热或吸热 提取物 液体 固体 液体膜 液 体 流 动 提取过程速率分析 提取过程速率分析 影响提取速率的因素 固体的结构因素如颗粒大小、比表面积、孔隙率、微孔大小及基结构以及有价溶质在固体内的分布状态； 流体及溶质的的性质如活度、粘度及扩散系数等； 状态因素即温度、压力、流体流动速度及搅拌强度等。而影响最终提取率的因素还在于原料的性质及提取时间的长短。此外还与溶质及液体天惰性组分上的吸附有关。 提取设备 固体处于静止状态的浸取设备（喷淋及渗透型浸取） 主要有堆浸、地下浸出、渗滤浸取器、连续渗滤浸取器（篮式萃取器、平转式浸取器、环形浸取器）。 固体颗粒处于悬浮状态（浆料）的浸取器 主要有机械搅拌浸取器、气体提升式浸取器、液-固流态化浸取器、管道式浸取器。 再造烟叶提取研究 提取目的 提取烟草原料中的水溶性成分，提高梗叶提取液的利用效率。 提高浆料的洁净度，降低白水中有机物含量。 保障后续工段生产运行的稳定性。 提取时间对提取速率的影响 从图可看出达到相同的提取液浓度，梗的提取时间要远大于叶的提取时间，即完成提取所需的时间，梗大于叶，二者的差异较明显。 再造烟叶提取研究 固液比对提取液浓度及提取率的影响 从图可看出随着提取用液体量的增加，提取率随之提高，但提取液浓度呈现下降趋势。说明一味依靠增加提取液用量来提高提取率，会增加浓缩成本。 再造烟叶提取研究 再造烟叶提取研究 提取级数对提取液浓度的影响 从图中可看出在相同的提取温度、时间、固液比及压榨干度下，二级提取后液体的浓度高于一级。说明增加提取级数可增加提取液浓度。 再造烟叶提取研究 提取级数对提取液浓度的影响 从图中可看出在相同的提取温度、时间、固液比及压榨干度下，随着提取级数的增加，提取级呈上升趋势，但二级与三级相比增加不明显。说明一味增加提取级数也不一定能明显提高提取效率。 再造烟叶提取研究 提取温度对提取率的影响 从图中可看出，随着提取温度的升高，提取率随之提升，但当提取时间达到70度以上时，提取率的变化趋势变缓。 再造烟叶提取研究 固液分离后物料干度对提取率的影响 压榨干度提高，提取率能得到有效提高。说明提高压榨干度是提高提取率的有效手段之一。 结论 提取时间对梗的提取率及提取液浓度影响较大，随着提取时间的延长，提取率呈现上升趋势；叶的提取率、提取液浓度影响没有梗明显。达到平衡时，叶所需的提取时间为8分钟左右，而梗所需时间为20分钟以上。 提取温度对梗的提取率及提取液浓度影响较大，随着温度升高，提取率呈升高趋势，当温度达到70 ℃ 以上时，这种趋势变缓。 固液比对梗叶的提取率及提取液浓度影响较大，随着提取液用量增加，提取率升高，但提取液浓度下降明显。因此如何保障在提高提取率的同时，不降