download article

Extractie

Doel

Het doel van extractie is om waardevolle oplosbare componenten uit onbewerkte materialen terug te krijgen, door ze voornamelijk in een vloeibaar oplosmiddel op te lossen, zodat de componenten later kunnen worden gescheiden en teruggekregen.

Toepassingsgebied

Extractie wordt toegepast bij een brede variëteit aan voedselproducten. Typische voorbeelden zijn:

• de extractie van suiker uit suikerbieten of suikerriet
• de extractie van olie uit oliezaden en zuivere pasta
• de extractie van koffie-extract uit koffiebonen
• de extractie van cafeïne uit koffiebonen
• de extractie van verschillende andere samenstellingen zoals eiwitten, pectines, vitamines, kleurstoffen, essentiële oliën, aroma-samenstellingen, smaakstoffen, etc. uit veel verschillende materialen.
  

Beschrijving van technieken, methoden en installatie

Extractie werkt volgens het principe dat oplosbare componenten van onoplosbare of minder oplosbare componenten gescheiden kunnen worden door ze op te lossen in een geschikt oplosmiddel. Onbewerkte materialen die geschikt zijn voor extractie kunnen alleen vaste materialen bevatten, vaste materialen en een oplossing, of vaste materialen en een vloeistof. Vast/vloeistof extractie wordt soms logen genoemd. Wanneer de oplosbare component in een vloeistof is opgenomen, kan vloeistof/vloeistof-extractie worden toegepast om het waardevolle oplosbare component opnieuw te verkrijgen. Meestal is het extract het product of het tussenliggende product en het residu is afval of een bijproduct. Het is niet altijd het doel om een specifiek bestanddeel in zuivere vorm van een grondstof te verkrijgen, d.w.z. dat extractie soms wordt toegepast om alle oplosbare bestanddelen van het residu te scheiden; de extractie van koffie is hier een voorbeeld van. De efficiëntie van het extractieproces hangt van de selectiviteit van het oplosmiddel. Gebruikelijke oplosmiddelen zijn:

• water
• organische oplosmiddelen, zoals hexaan, methyleenchloride, etylacetaat
• alcohol
• superkritisch CO₂
  

Grondstoffen worden meestal voorbewerkt om een efficiënte extractie van de gewenste samenstellingen te verzekeren. Bijvoorbeeld suikerbieten en suikerriet worden in kleine plakjes gesneden, noten en zaden worden vermalen of verpulverd, koffiebonen worden geroosterd en vermalen en theebladen worden gedroogd en vermalen.

Methoden en installatie

De meest eenvoudige extractiemethode is een herhaalde extractie met een vers oplosmiddel (meestroomextractie). Toch wordt deze methode nauwelijks gebruikt vanwege de kosten van oplosmiddelen en omdat het resulteert in een extract van erg lage concentratie. De meest gebruikte methode is tegenstroomextractie, in een batch of een continu-proces. Tegenstroomextractie in een batch wordt normaal alleen gebruikt voor het verwerken van kleine hoeveelheden materiaal. In continu-werkende extractors vloeien het vaste materiaal en de vloeistof (oplosmiddel) in tegenstroom. In principe zijn verschillende methoden van transport (voor de materiaal- en vloeistofstroom) mogelijk. Voorbeelden van transportsystemen die algemeen gebruikt worden, zijn:

• geperforeerde platen op een rondlopende transporteur, die horizontaal of verticaal bewegen
• Schroeftransporteurs die het vaste materiaal transporteren in tegenstroom verticaal omhoog of onder een hellend vlak. De schroeven zijn geperforeerd om te zorgen voor een uniforme stroom extractievloeistof.
  
• Een ononderbroken geperforeerde band; het oplosmiddel wordt door een pomp gecirculeerd en op het vaste materiaal gesproeid.
  

Een moeilijkheid met extractie is de herwinning van het geëxtraheerde materiaal uit het oplosmiddel. Dit kan worden uitgevoerd door verdamping, kristallisatie, destillatie of stoomdestillatie, etc. Enkele typische voorbeelden van extractie worden hier beneden beschreven:

a) Extractie van suiker uit suikerbieten en suikerriet (suikerdiffusie)

De bieten die in kleine stukjes zijn gesneden worden in een watergebaseerd tegenstroomextractie-apparaat (diffusor) gebracht en komen eruit als onzuiver suikersap en bietpulp. Het verse water dat gebruikt wordt in het extractieproces is eigenlijk ingedampt water uit de volgende verdampingsstappen samen met hergecirculeerd water uit het persen van de pulp. De temperatuur binnenin de diffusor ligt rond 70°C (68-72°C).

a1) Horizontale diffusors

Dit zijn grote ronddraaiende trommels die gescheiden worden in "cellen" door een schroeflijn die aan de binnenkant van de wand vastzit. Wanneer de trommel en de schroeflijn ronddraaien, wordt het sap dat op de bodem van het vat blijft in een tegenstroom van de bietreepjes getransporteerd, d.w.z. dat de uitgeputte bietpulp de diffusor verlaat op dezelfde plek waar het verse water binnenkomt.

a2) Verticale diffusors

De extractor is opgebouwd uit twee gescheiden hoofddelen: de tegenstroommixer en de extractietoren. De toren is een hoge cilinder van 14 tot 20 meter. Binnenin de toren roteert langzaam een buisvormige schacht. Speciale spiraalvormige stalen stukken (treden), die de bietreepjes naar boven brengen, worden aan de schacht gemonteerd. Het sap en de reepjes bewegen in tegenstroom.

a3) Hellingsdiffusors

Hellingsdiffusors bestaan in wezen uit een U-vormig hellingsvat waarin twee overlappende schroeven met tegenovergestelde spiralen roteren. Verse bietreepjes vallen van een lopende band in de onderzijde. De reepjes worden door de twee schroeven naar boven getransporteerd naar een schepwiel dat de uitgeputte reepjes uit de extractor transporteert. Vers water wordt aan de bovenkant binnengebracht en het suikersap verlaat aan de onderkant de extractor door een raster.

b) Extractie van olie uit oliezaden

De productie van ruwe plantaardige olie uit oliezaden (bijv. sojabonen, zonnebloemzaad of raapzaad) is een proces met twee stappen:

• de eerste stap is het schoonmaken, voorbereiden (d.w.z. drogen), pellen, schilferen, conditioneren en persen van de oliezaden. Persen gebeurt in één of twee stappen en geeft een onzuivere geperste olie en een cake die 12-25% olie bevat. Nadat de eerste hexaanextraxtie (alleen persen) is uitgevoerd is de hoeveelheid olie in de cake afgenomen tot 6 tot 12%.

Bonen (met minder dan 20% olie) worden niet geperst vanwege hun lage vetgehalte, maar worden direct geëxtraheerd na schoonmaken en voorbereiden.

• de tweede stap omvat extractie van de olie uit de perscake of geschilferde bonen met behulp van hexaan. De extractie wordt uitgevoerd in tegenstroom.

Het mengsel van hexaan en olie, miscella genaamd, wordt verder verwerkt in een destillatieproces om het hexaan terug te winnen uit de plantaardige olie. Het oplosmiddel wordt door een hexaan/waterscheider gevoerd en daarna hergebruikt in het extractieproces.
Het overblijvende hexaan in de cake word teruggewonnen middels een stripping proces met behulp van stoom. Dit proces van oplosmiddelverwijdering en "toasten" reduceert ook de activiteit van enzymen en microörganismen in het meel.
De hexaan/stoomdamp wordt gebruikt in de miscella-destillatie voor het hergebruik van oplosmiddel en energie.
Het meel wordt gedroogd en gekoeld met lucht voordat het wordt opgeslagen in silo's of verladen.

---

Geef uw reactie op dit artikel

Alle velden zijn verplicht. Uw persoonlijke informatie wordt niet op de site geplaatst. Hyfoma levert geen machines, maar verwijst alleen naar de bedrijven die de machines leveren. De meeste genoemde bedrijven leveren alleen machines voor de voedselindustrie en produceren geen voedsel.

Naam:		Email:
Functie:		Bedrijf: