Получение эфирного масла из мха дубового (резиноиды)

Содержание

Введение

Характеристика сырья

Методы выделения эфирных масел

Подбор основного технологического оборудования

Описание технологической схемы

Использование эфирных масел

Заключение

Список используемой литературы

Введение

В последние годы синтетические душистые вещества приобрели большое значение для изготовления отдушек для туалетных мыл, синтетических моющих средств, изделий из пластмасс, заменителей кожи и многих других товаров пищевой и химической промышленности. Из выпускаемых отечественной промышленностью в настоящее время душистых веществ 80 % приходится на долю синтетических.

Удельный вес использования синтетических душистых веществ в композициях для одеколонов составляет около 75%, в композициях для отдушивання туалетных мыл и синтетических моющих средств – почти 90 %. в пищевых ароматических эссенциях – около 80%.

Парфюмерно-косметическая промышленность возникла в России в 40 годах прошлого века. Почти все предприятия находились в руках иностранных капиталистов, сырьевая база и стране отсутствовала, производство находилось на крайне низком техническом уровне. Эфирные масла, синтетические душистые вещества, готовые композиции ввозились из-за границы.

Эфирномасличные растения привлекали к себе внимание людей с глубокой древности. Памятники культуры далеких эпох свидетельствуют о том, что освоение их в различных районах мира происходило неодновременно и имело свои характерные черты. Известно, что египтяне за 6 тыс. лет до наших дней умели получать из растений скипидар и другие душистые вещества, применяли их в ритуальных обрядах. Задолго до нашего летоисчисления индийцы овладели простейшими способами получения душистых вод. В Японии более 2 тыс. лет назад получали не только мятное масло, но и выделяли из него ментол. Однако эти знания распространялись очень медленно. Потребление душистых вод и растений, эфирных и особенно благовонных насел в древнем мире достигло расцвета и приобрело поистине колоссальный размах в период упадка Римской империи.

Следующий, средневековый, этап в познании и использовании душистых растений связан с периодом развития алхимии в VIII—X вв. Алхимики и поисках «жизненного эликсира» уделяли много внимания эфирномасличным растениям. С появлением особого медицинского направления алхимии эфирные масла стали широко применяться в лечебных целях. Первый список из 56 наименований эфирных масел был опубликован в « Нюрнбергской аптекарской таксе» в 1454 г. К середине XVIII в. было получено еще 24 эфирных масла. В это времени к методам переработки растений дистилляцией и мацерацией прибавились анфлераж и механический метод, а во второй половине XIX столетняя – экстракция летучими растворителями; многие эфирно-мастичные растения стали возделывать в культуре.

В настоящее время для производства эфирных масел используется около 200 наименований эфирномасличных растений. Мировое производство эфирных масел из культурных и дикорастущих эфироносов колеблется в пределах 20 – 25 тыс. т в год в зависимости от климатических условий и конъюнктуры рынка.

Характеристика сырья

Дубовый мох. Термин «дубовый мох», укоренившийся в эфирномасличной промышленности и торговле, относится к лишайнику Evernia prunastri Ach. семейства ускеевых (Usneaceac), произрастающему не только на дубе, но н на других лиственных и хвойных деревьях, кустарниках. Дубовый мох широко распространен на территории европейской части России.

Лишайник Evernia prunastri Ach. представляет собой сильно ветвистый, слегка приплюснутый, мягкий на ощупь кустик – слоевище. От основания, которым слоевище прикрепляется к коре дерева – субстрату, отходят разветвленные, плоские, лентовидные лопасти с сильно складчатой поверхностью длиной 2 – 10 см, шириной у основания и в середине от 1 до 4 мм. На концах – менее 0.5 мм. Края лопастей заворачиваются книзу, на них местами заметны беловатые округлые или эллиптические порошистые пучки спорообразований. Цвет лишайника с верхней, более выпуклой, стороны сероватозеленый, с нижней, более вогнутой – зеленовато-беловатый или желтоватый иногда с розовым оттенком. Запах приятный, ароматический, мускуснолавандовый с преобладанием терпкой ноты мха, появляется после высушивания и хранения в определенных условиях.

Душистые вещества и лишайниковые кислоты равномерно диспергированы внутри клеток слоевища.

Промышленным сырьем дубового мха являются высушенные, отделенные от коры дерева слоевища лишайника, растущего на стволе и ветвях дуба и других лиственных пород, влажностью не более 12 %.

С давних времен из древесного мха, как и любых других растений, люди пытались извлекать пользу. В этом особенно преуспели североамериканские индейцы, использовавшие экстракт древесного мха в качестве лекарства от воспалений, гноящихся ран и заболеваний органов дыхания. Галантные французы нашли древесному мху свое применение: еще в 1617 веке мох собирали, сушили, толкли в мелкий порошок и посыпали им парики. Присыпка из дубового мха не только отлично дезинфицировала не слишком опрятные парики того времени, но и придавала им приятный аромат. Этого не могли не заметить парфюмеры, и уже в 19 веке появились экстракты и эфирное масло древесного мха, из которых делали парфюмированную воду.

Поначалу древесный мох собирали в Провансе, где в горных районах растет немало старых дубов, а переработкой занимались парфюмерные предприятия Грасса. Со временем запасы сырья истощились, и древесный мох начали завозить из стран бывшей Югославии, из Северной Африки, а наибольшую часть эфирного масла и экстракта древесного мха для парфюмерно-косметических нужд сегодня добывают в США и Болгарии.

Впрочем, дефицит дубового древесного мха вынудил производителей обратить внимание на очень похожий по ароматическим свойствам лишайник – Pseudoevernia furfuracea, который часто растет на сосне и других хвойных деревьях, а в его запахе отчетливо слышны смолистые ноты.

В нашей стране дубовый мох экстрагируют этиловым спиртом. Полученный экстракт называют резнноидом. Выход колеблется в пределах 9,5 – 13,0%. В составе резиноида – смолы различные лишайниковые кислоты и сложные эфиры их с этиловым спиртом, которые не имеют запаха, но обладают фиксирующими и антимикробными свойствами, гераниол, цнтронеллол, ванилин, камфора, цннеол, борнеол к др.

Лишайники – это многолетние низшие растения, состоящие из двух организмов: гриба и водоросли. Питательные вещества образуются за счет фотосинтеза водорослью и получаются грибом от субстрата. Вода поглощается ими главным образом в капельножидком состоянии из тумана, росы, дождя, водяных паров и только частично поступает из субстрата. Эти биологические особенности определяют влияние различных факторов на выход и качество (состав) резиноида.

Самое существенное влияние оказывает субстрат. Так, выход резиноида из лишайника с коры дуба составляет 9.8 %. Береста – 16,8%, дикой яблони — 26,7 %. Выход резиноида из лишайника, произрастающего в тени, меньше, чем на солнце.

Лучший по запаху и содержанию балластных веществ резиноид можно получить из лишайника с коры береста; самой низкой парфюмерной оценкой характеризуется резиноид из лишайника с хвойных деревьев.

Качество резиноида зависит от возраста субстрата. Оно повышается при произрастании лишайников на старых деревьях и ветвях старше 15 лет.

Состав лишайников изменяется в течение года. Благодаря этому в летнее время снижается парфюмерная оценка резиноида из лишайников с любых деревьев, за исключением береста.

Выход резиноида повышается при длительном хранении.

Поставляемое сырье дубового мха должно соответствовать внешним признакам, описанным выше: иметь запах слабый, приятный; вкус слабокисловатый, влажность не более 12%; содержать минеральной примеси не более 0,5%; органической примеси, кроме лишайников, не более 1,0%; посторонний лишайников не более 3,0%; примесей данного лишайника – кустиков, основания которых не освобождены от остатков коры дерева, – не более 5% и измельченных частей, проходящих через сито с диаметром отверстий 3 мм, не более 5%.

Абсолют дубового мха получил наиболее широкое применение в создании парфюмов. Тончайший, изысканный, но одновременно очень сильный и стойкий аромат экстракта дубового мха великолепно фиксирует другие запахи, а потому используется в качестве базовых нот при создании элитных парфюмерных композиций класса люкс, особенно шипровых, фужерных, ориентальных и альдегидных направлений (например, Chanel №5 от Chanel, Miss Dior от Dior, Shalimar от Guerlain, Angel от Thierry Mugler, Opium от Yves Saint Laurent).

Физическая характеристика:

1. Абсолют – темно-зеленая или коричневая очень вязкая жидкость с сильным запахом мха и земли.

2. Масло из абсолюта – бледно-желтая или оливковая жидкость с ароматом коры и земли.

3. Конкрет, смола и резиноиды – темные твердые или вязкие массы со стойким, тяжелым ароматом земли.

Экстракт – резиноид должен был иметь следующие технические показатели:

– плотность 0,9800,998,

– кислотное число 2030,

– эфирное число 1520,

– содержание осадка, не растворимого в спирте, не больше 6%,

– содержание этилового спирта не больше 15%.

При необходимости осуществлялось осветление резиноида сорбционным методом. Для получения продукта, подобного абсолютному маслу европейского типа, резиноид растворяют в десятикратном количестве спирта, отделяют осадок, а спирт отгоняют.

Абсолютные масла югославского происхождения (по данным J. Terajima) в среднем содержат 21% фисцианина и от 0,2 до 7% эфира эверниновой кислоты.

Медико-биологические свойства европейского экстракта дубового мха (конкрета) были изучены RIFM в 1973 г. Острая токсичность составила: oral LD50 2,9 г/кг (крысы), derm. LD50 >5 г/кг (кролики). В виде 10%ного раствора в петролятуме конкрет не вызывает за 48 часов раздражения кожи человека и реакции сенсибилизации. Фототоксический эффект отсутствует. IFRA ограничивает пределом 3% применение экстрактов дубового мха в парфюмерных композициях.

Методы выделения эфирных масел

Эфирномасличное сырье перерабатывают физико-химическими методами и механическими. К первым относятся перегонка эфирных масел с водяным паром, экстракция летучими растворителями, экстракция нелетучими растворителями (мацерация), сорбция различными сорбентами (анфлераж и динамическая сорбция); механический метод осуществляют прессованием или соскабливанием.

Выбор метода переработки зависит от свойства сырья, типа эфирномасличных вместилищ, состава эфирного масла и свойств его компонентов, характера связи эфирного масла с сырьем. Если эфирное масло находится в связанном состоянии, то ферментация сырья либо предшествует основному процессу переработки, либо совмещается с ним.

Выбранный метод должен обеспечить наибольший выход н наилучшее качество продукции.

Перегонка эфирных масел с водяным паром

Перегонка с водяным паром – самый распространенный метод получения эфирных масел. Основан на летучести эфирных масел с парами воды, осуществляется под атмосферным давлением при температуре около 100 °С. Столь низкая температура извлечения масел, компоненты которых имеют температуру кипения в пределах 150 – 250 °С, является одним из главных достоинств метода.

Сущность метода заключается в том, что при обработке эфирномасличного сырья паром компоненты эфирных масел переходят в паровую фазу и в смеси с парами воды направляются на конденсацию, а затем на отделение от воды.

Схема обработки эфирномасличного сырья, приведенная ниже, отличается простотой.

Сырье, целое или измельченное загружают в перегонный аппарат, в который подводится водяной пар. Пар в контакте с сырьем извлекает эфирное масло. Образующаяся смесь паров эфирного масла и воды из перегонного аппарата отводится в холодильник, в котором происходят конденсация паров и охлаждение дистиллята до заданной температуры. Дистиллят поступает в приемникмаслоотделитель (флорентину), где отстаивается и разделяется на первичное эфирное масло-сырец и дистилляционную воду.

В дистилляционной воде остается некоторое количество эфирного маета в растворенном и взвешенном состояниях, которое извлекают, как правило, повторной перегонкой (когобацией). При этом отгоняют 4 – 30% вторичного дистиллята и получают вторичное эфирное масло-сырец.

Масло-сырец содержит воду в растворенном я взвешенном состояниях. Его обезвоживают методами отстаивания, вакуум-сушки или их сочетанием. Мелкие частицы сырья и другие механические примеси в масле отделяют фильтрацией.

Эфирные масла, такие, как анисовое и мятное, обязательно подвергают повторной перегонке с водяным паром с целью улучшения запаха, вкуса н цвета. В практике эфирномасличного производства этот процесс известен под названием ректификации с водяным паром. В данном процессе эфирное масло обогащается основным компонентом и облагораживается: из него выделяются вещества легколетучие с неприятным запахом, горьким вкусом и труднолетучие, темноокрашенные. Масло после повторной перегонки называют эфирным маслом-ректификатом.

В нашей стране уделяется много внимания развитию этого древнего метода. 90 % сырья перерабатывается на аппаратах непрерывного действия, конструкции которых постоянно совершенствуются. Метод дополняется переработкой отходов с целью полного использования сырья.

Дальнейшее совершенствование метода направлено на улучшение качества и повышение выходов эфирных масел, на разработку технологических линий комплексного использования сырья.

Достоинства метода: простота, относительно низкая температура процесса, пожаробезопасность, высокая производительность труда, безвредность.

К недостаткам следует отнести ухудшение качества эфирных масел за счет химических изменений компонентов, особенно таких, как терпеновые спирты и их сложные эфиры. а также потери ценных душистых веществ, не летучих с водяным паром.

Экстракция летучими растворителями

Экстракция летучими растворителями находит все более широкое применение в эфирномасличном производстве.

Метод основан на растворимости душистых веществ растений в органических растворителях и жидком диоксиде углерода. Кроме компонентов эфирных масел из сырья извлекаются труднолетуче смолистые вещества, обладающие фиксирующими свойствами, интересными запахами, и воскообразные вещества. При этом получают экстрактконкрет, выход которого всегда выше, чем эфирного масла, а запах полнее передает аромат растений ввиду извлечения всего комплекса душистых веществ и отсутствия химических изменении компонентов.

Повышенный выход, высокое качество экстрактовых масел» высокие экономические показатели производства составляют главные достоинства метода.

Сущность метода заключается в обработке эфирномасличного сырья растворителем погружением в него или орошением. При этом экстрагируемые вещества переходят в растворитель. из образовавшегося раствора (мисцеллы) отгоняют растворитель и получают экстрактконкрет.

Схема обработки эфирномасличного сырья представлена ниже.

Процесс экстракции чаще всего осуществляется петролейным эфиром или экстракционным бензином А при температуре окружающей среды, в отдельных случаях – при 40 – 50 °С. Сырье загружают в аппарат (экстрактор), в который подают растворитель. Образовавшийся раствор конкрета (мисцеллу) концентрацией 0,1 – 0,3% подвергают двухступенчатой дистилляции: на первой ступени под атмосферным давлением укрепляют до концентрации 8 – 30 %, на второй – под вакуумом отгоняют оставшийся растворитель.

Удерживаемый отходами экстракции растворитель регенирируют путем перегонки с водяным паром. Конкреты в целом виде в парфюмерии не используют ввиду того, что они содержат воскообразные вещества, нерастворимые в этиловом спирте. Поэтому из них выделяют спирторастворимую часть, известную под названием абсолютного масла, методом экстракции, который основан на различной растворимости в этиловом спирте компонентов абсолютного масла и восков при пониженной температуре.

Выделение абсолютного масла производят следующим образом: экстракты растворяют в этиловом спирте при температуре окружающей среды или при подогреве. Полученный раствор охлаждают и выдерживают для кристаллизации восков. Затем массу фильтруют под вакуумом. Фильтрат, представляющий собой спиртовой раствор абсолютного масла, направляют на вакуум-дистилляцию. После отгонки этилового спирта получают абсолютное масло. Воски дополнительно обрабатывают этиловым спиртом с целью наиболее полного извлечения абсолютного масла, затем подвергают специальной обработке и получают косметические воски, используемые в изделиях декоративной косметики.

Некоторые виды сырья из группы фиксаторов, которые почти не содержат летучих веществ, экстрагируют непосредственно этиловым спиртом. К ним относятся дубовый мох и ладанник.

В нашей стране экстракция эфирномасличного сырья осуществляется в основном непрерывным способом. Сам метод, отдельные процессы технологической схемы и соответствующее им технологическое оборудование постоянно совершенствуются.

Доказано, что методом экстракции из сырья извлекается на 10 – 30% больше эфирного масла, чем при перегонке с водяным паром. В связи с этим в настоящее время ведутся исследования и рассматривается вопрос получения эфирных масел экстракцией сырья с последующим выделением их из конкрета.

Новая технология производства эфирных масел отличается высокими экономическими показателями.

Развитие метода предусматривается осуществлять в широких пределах, не ограничиваясь извлечением только душистых веществ. Эфирномасличное сырье может служить источником производства целого ряда продуктов, необходимых народному хозяйству. В первую очередь – это биологически активные вещества.

Комплексно использовать сырье – неотложная задача эфирномасличной промышленности, и успешно решить ее поможет развитие метода экстракции.

Экстракция нелетучими растворителями

Метод мацерации, или экстракции нелетучими растворителями, исторически предшествовал методу экстракции летучими растворителями. Это один из древнейших методов извлечения душистых веществ из растений. Им перерабатывают только цветочное сырье.

Метод основан на растворимости душистых веществ в нелетучих растворителях, в качестве которых применялись высококачественные животные жиры (говяжий, свиной или их смеси, называемые корпусом), растительные жирные масла (оливковое, миндальное, косточковое из абрикосовых или персиковых косточек), труднолетучие органические соединения, например бензилбензоат.

Сущность метода мацерации заключается в извлечении душистых веществ из сырья нелетучими растворителями путем настаивания и выделения их из смеси экстракцией этиловым спиртом.

Технологическая схема состоит из следующих стадий: подготовки растворителя, настаивания, отделения помады или благовонного (античного) масла, выделения цветочного экстракта, получения цветочного масла, регенерации растворителя из обработанного сырья.

В растворитель, подогретый до заданной температуры, погружают цветки и выдерживают определенное время (до 48 ч), продолжительность которого зависит от вида сырья, растворителя и температуры. По окончании настаивания из массы отфуговывают растворитель, который сразу же используют для следующего настаивания на свежем сырье. Смена цветков производится до 25 раз. В конце процесса насыщенный душистыми веществами растворитель сушат безводным сульфатомнатрия и фильтруют. Полученный продукт в случае применения животных жиров называют помадой, при использовании растительных жирных масел или труднолетучих веществ – благовонным маслом. Их используют непосредственно в косметике, а благовонные масла, приготовленные на труднолетучих органических соединениях, растворимых в этиловом спирте – в парфюмерных композициях.

В большинстве случаев помады и благовонные масла на. растительных жирах обрабатывают этиловым спиртом, спиртовую вытяжку (цветочный экстракт) используют непосредственно в парфюмерии или же получают из нее цветочное масло путем отгонки этилового спирта под вакуумом. Цветочные экстракты выпускают под номерами, отражающими количество сырья в килограммах, израсходованного на приготовление 10 л экстракта.

Цветочное масло из помады отличается от абсолютного масла из того же сырья наличием балластных веществ, извлекаемых этиловым спиртом из нелетучего растворителя. Благодаря этому оно имеет твердую консистенцию.

Ввиду большого расхода высококачественных жиров, высокой трудоемкости, недостаточной степени извлечения душистых веществ мацерация уступила место экстракции летучими растворителями.

Сорбционный метод извлечения эфирных масел

Сорбционный метод отличается тем, что позволяет получить из сырья эфирного масла больше, чем содержится в нем при поступлении на переработку, благодаря совмещению физико-химических процессов извлечения с продолжающимися биохимическими процессами маслообразования.

Метод применяется для тех видов сырья, в которых процессы образования масла не прекращаются после уборки. К ним относятся цветки жасмина крупноцветного, туберозы, ландыша, лилии и др. Из первых двух выход масла данным методом может превысить содержание в момент уборки в 11 – 12 раз.

Метод основан на способности животных жиров, растительных жирных масел, нелетучих органических веществ и некоторых твердых сорбентов поглощать душистые вещества из воздуха.

Сущность метода заключается в том, что из цветков, помещенных в замкнутое пространство, выделяются в воздух душистые вещества, которые сорбируются в газообразном состоянии жидкими или твердыми сорбентами, а затем извлекаются из них экстракцией летучим растворителем.

Метод осуществляется двумя способами в зависимости от характера сорбента. По первому, давно известному под названием «анфлераж», используют в качестве сорбента чаще всего корпус из жиров, а также растительные жирные масла или труднолетучие органические соединения (такие же, как при мацерации); вначале получают помаду или благовонное масло соответственно. Обрабатывая полупродукты таким же образом, как при мацерации, получают цветочный экстракт и абсолютное масло из помад. Оно ценится выше цветочного масла из помады по методу мацерации.

В процессе анфлеража применяют специальные деревянные рамы (шасси) размерами 50х50 см. и 90х60 см, толщиной 5 – 8 см со вставленными в середину толстостенными стеклами. На обе поверхности стекла наносят тонкий слой (3 – 5 мм) корпуса. Подготовленную шасси устанавливают в горизонтальном положении и на стекло насыпают сырье слоем, не превышающим высоту борта. Шасси с сырьем накладывают друг на друга по 30 – л40 шт. в батареи. Сырье в батареях находится в замкнутых камерах между двумя слоями корпуса. По истечении 12 – 72 ч (в зависимости от вида сырья) цветки стряхивают, прилипшие к корпусу снимают пинцетом. Корпус перелопачивают и разравнивают. Шасси переворачивают, вновь загружают порцией свежего сырья и устанавливают в батареи. Количество смен сырья зависит от поглощающей способности корпуса и достигает 30.

Насыщенный корпус (помаду) снимают со стекол, плавят и фильтруют в тару. Присваивают помаде номер, численное значение которого, деленное на 10, отражает расход сырья в килограммах на 1 кг корпуса.

Использование корпуса обусловливает чрезвычайно высокую трудоемкость процесса.

При анфлераже жидкими сорбентами стекла шасси заменяют металлическими сетками, на которые укладывают куски объемной ткани, пропитанной сорбентом. Античное масло извлекают из ткани прессованием, последующей экстракцией этиловым спиртом получают цветочное масло.

Жидкие сорбенты упрощают процесс, но снижают выход целевого продукта.

По второму способу адсорбционного метода, разработанному советскими специалистами и названному динамической сорбцией, сорбентом служит березовый активный уголь; извлеченное экстракцией диэтиловым эфиром из угля эфирное масло называется адсорбционным.

Анфлераж и динамическую сорбцию осуществляют при температуре окружающей среды. В цветках после сорбции остаются часть летучих и весь комплекс ценных нелетучих веществ. Поэтому их экстрагируют петролейным эфиром и получают по первому способу конкрет и абсолютное масло из шасси, по второму – конкрет и абсолю после динамической сорбции.

Механический метод извлечения эфирных масел

Механический метод применяется для переработки плодов цитрусовых культур (бергамота, лимона, мандарина, апельсина, пампельмуса), в которых эфирное масло находится в крупных легкодоступных эфирномасличных вместилищах, расположенных в поверхностных тканях кожуры.

Метод осуществляют двумя способами: соскабливанием или натиранием целых плодов, при котором разрушается поверхность кожуры; прессованием целых плодов или одной кожуры, отделенной от мякоти.

На современных линиях по переработке плодов цитрусовых сразу получают сок, эфирное масло и жом или продукты переработки жома: пектин, лимонную кислоту, биофлафоны, жирное масло, корм для скота и др.

Эфирное масло, полученное механическим методом, не подвергается тепловым воздействиям и поэтому обладает натуральным ароматом. Но в составе цитрусовых масел много углеводородов (до 90%), ограничивающих растворимость их в этиловом спирте, что очень важно в парфюмерном производстве. В связи с этим эфирные масла цитрусовых подвергают детерпенизации (обогащению кислородсодержащими компонентами), применяя вакуум-дистилляцию или жидкостную экстракцию парными растворителями.

Выход эфирного масла из целых плодов апельсина составляет 0,30—0,35%, лимона – до 0,60%, мандарина – 0,20 – 0,35 %, бергамота – 0,38 %.

Эфирные масла плодов цитрусовых широко применяют в парфюмерно-косметическом производстве и в различных отраслях пищевой промышленности.

Механический метод используют в странах с развитым производством цитрусовых плодов, таких, как США, Италия, Португалия, Испания и др.

Подбор основного технологического оборудования

Измельчение сырья

Эфирномасличное сырье в виде соцветий и ветвей перед переработкой на аппаратах непрерывного действия необходимо измельчать. Оптимальный размер частиц зависит от вида сырья. Первоначально для этой цели использовали сельхозмашины (силосорезки РСС6 и «Волгарь5»). Каждая из них обслуживает один аппарат. Данные машины не обеспечивают необходимого размера частиц сырья, часто выходят из строя, вызывая остановки перегонных аппаратов и дополнительные потери масла, требуют больших затрат тяжелого физического труда. В настоящее время силосорезки РССб и «Волгарь5» повсеместно заменяются специальными измельчителями (ИТР, «Эра», ДКУМ и др.). При из эфирномасличных вместилищ, поэтому оно сопровождается потерями эфирного масла. Потери тем больше, чем интенсивнее обдувается воздухом поверхность частиц.

В выбранной нами схеме используются измельчитель ДКУМ, который характеризуется высокой производительностью (от 8 до 10,8 т/ч).

Экстрактор Гришина-Шешалевича:

Принципиальная технологическая схема переработки сырья методом экстракции включает процессы экстракции, дистилляции мисцеллы и выделения абсолютного масла из конкрета.

До недавнего времени эфирномасличное сырье экстрагировали только способом погружения. Этот способ характеризуется высоким отношением растворителя к сырью и низкой скоростью извлечения экстрагируемых веществ Последнее предопределяет малую производительность оборудования.

В последние годы освоена экстракция эфирномасличного сырья способом орошения, которая показала отличные результаты при переработке сырья. Процесс осуществляется в вертикальном аппарате в противоточных потоках жидкой и паровой фаз растворителя. Экстрагируемое сырье перемещается снизу вверх, орошается сверху подогретым растворителем, противотоком к которому движутся пары того же растворителя. Введение в зону экстракции потока паров растворителя обеспечивает равномерное распределение жидкой фазы по сечению аппарата и турбулизацию потоков на границе раздела фаз.

Процесс осуществляется по замкнутому циклу при температуре 45 – 50 °С, при соотношении растворителя к сырья (0,5 -2.0):1 л/кг.

Турбулентный режим движения жидкой фазы и повышенная температура интенсифицируют диффузионные процессы, предотвращают сорбционные явления, В результате увеличиваются скорость и степень извлечения экстрагируемых веществ, сокращается продолжительность процесса» повышается в 5 – 7 раз удельная производительность экстрактора. По сравнению с экстракцией погружением в аппаратах Гришина – Шешалевича выход конкрета повышается от 0,82 до 1,48 %, из отходов – на 70 %. Все это свидетельствует о преимуществах экстракции способом орошения.

На аппаратах ГришинаШешалевича перерабатывают дубовый мох производительностью 200 250 кг/ч.

Выделение абсолютного масла из конкрета

Выделение абсолютного масла из конкрета основано на различной растворимости компонентов абсолюта и восков в этиловом спирте высокой концентрации при пониженной температуре либо в разбавленном спирте при температуре окружающей среды. Оно производится несколькими способами.

Первый способ. Конкрет в реакционном аппарате растворяют в 96%ном этиловом спирте в соотношении 1 кг: 8 л в течение 10—12 ч. с перемешиванием при температуре 42 – 45 °С Полученную гелеобразную массу перегружают вакуумом в кристаллизатор с мешалкой, в рубашке которого циркулирует рассол температурой –14ºС, Кристаллизация восков (вымораживание) длится 6 – 7 ч при перемешивании с 10—15мннутными паузами через каждые 30 мин. По окончании кристаллизации массу самотеком спускают на нутчфильтр, охлаждаемый рассолом, где в течение 9 ч при температуре кристаллизации –14 – 17 °С производится фильтрация спиртовой мисцеллы абсолютного масла под давлением 21.3 – 26.6 кПа.

Во время фильтрации следят за состоянием массы на фильтре, появляющиеся трещины замазывают с помощью лопаткой во избежание потерь вакуума к спиртовой мнецеллы абсолюс восками. Воски, выделяемые при фильтрации, растворяют в соотношении 1кг:4л в 96,5%ном этиловом спирте с добавлением к нему спирта, бывшего в употреблении. Растворение восков производят не менее 3 раз. При содержании абсолю превышающем 0,5 %, растворенне восков продолжают. Из полученной мисцеллы (фильтрата) в вакуум-аппарате с холодильником и приемником отгоняют этиловый спирт под давлением 5 – 13.3 кПа и при температуре жидкости от 42до 44 ºС в начале процесса до 58 – 59 °С – в конце. По мере отгонки спирта в аппарат догружают мисцеллы после растворения вторых и третьих восков. Этим достигается одновременно купажирование абсолю, так как состав его изменяется в процессе экстракции спиртом ввиду различной скорости извлечения отдельных компонентов из смеси с восками. Из обработанных восков отгоняют этиловый спирт в режиме дистилляции спиртовой мисцеллы абсолю. Количество спирта превышает сухую массу восков. Масла и конктет имеет пониженную концентрацию, содержит компоненты, входящие в состав петролейного эфира или бензина. Снижение концентрации спирта происходит за счет потерь безводного спирта при фильтрации и вакуум-дистилляции.

Второй способ. Этот способ заимствован из зарубежной технологии. Французские специалисты считают, что растворение конкрета при повышенной температуре неблагоприятно отражается на качестве абсолю. и предлагают проводить этот процесс при температуре окружающей среды и интенсивном перемешивании. На это требуется не менее 8 ч. Нерастворившаяся часть восков имеет вид тонких светлых лепестков и очень легко отделяется фильтрацией перед охлаждением спиртового раствора. Фильтрат направляют на охлаждение-кристаллизацию оставшейся части восков. Дальнейшие операции не отличаются от описанных выше.

Кроме устранения нежелательного длительного теплового воздействия на абсолю такой прием улучшает структуру воесков, кристаллизующихся при охлаждении спиртового раствора, и значительно сокращает продолжительность фильтрации. Несмотря на две фильтрации, общее время их меньше в 2 с лишним раза.

Обязательным условием данного способа растворения конкрета является высокоэффективное перемешивание.

Третий способ. Этот способ основан па использовании разбавленного этилового спирта концентрацией 60 %. Способ применим для масел, в которых мало летучих соединений, растворимых в разбавленном спирте. Способ используют для выделения абсолю из конкрета и экстракта из отходов шалфея мускатного. Сущность его заключается в том, что абсолю растворяется в 60%ном этиловом спирте, а воски всплывают и отделяются декантацией. Спиртовую мисцеллу абсолю укрепляют дистилляцией спирта, при этом она расслаивается: верхний слой представляет собой абсолю, нижний – 30%ный этиловый спирт. После слива нижнего спиртового слоя производят вакуум-сушку абсолю.

В схеме отсутствует вакуумфильтрация, она предельно проста. Однако выход масла по этому способу значительно ниже, чем по первому.

Новый способ. Этот способ, принципиально отличающийся от всех рассмотренных, основан на выделении абсолю из концентрированных мисцелл конкрета в петролейном эфире или бензине жидкостной экстракцией водным этиловым спиртом. Оптимальная концентрация мисцеллы конкрета 7 – 10%, этилового спирта – 87 – 90 %, соотношение мисцеллы и спирта 1:1. Способ имеет следующие преимущества: устраняет стадию вакуум-обработки концентрированных мисцелл конкрета; увеличивает выход абсолю за счет снижения потерь с восками; повышает качество абсолю за счет ликвидации потерь с отгоняющимся растворителем при вакуум-обработке мисцеллы конкрета; уменьшает на 28 – 47 % расход этилового спирта; процесс осуществляется в непрерывном режиме, что в 6 – 10 раз сокращает время, необходимое для получения абсолю; производство абсолю совмещается во времени с переработкой сырья, т. е. устраняется хранение конкрета.

Описание технологической схемы

В промышленности дубовый мох экстрагируют в аппаратах непрерывного и периодического действий. По схеме непрерывной экстракции сырье измельчают на дробилке ДКУМ 21 на частицы размером 2 – 3 мм, пневмотранспортом подают в циклон 23 и из него порциями по 10 – 15 кг через 20 – 30 мни загружают в первый экстрактор 1. Сырье проходит последовательно два экстрактора Гришина – Шешалевича в течение 5 ч 40 мни в противотоке к этиловому спирту. На 1 кг сырья подают 2 – 3 л этилового спирта. Температура процесса 74 – 76 °С. Она обеспечивается подогревом спирта, поступающего в аппараты, и самих аппаратов с помощью паровых рубашек, имеющихся в нижней части. Спирт подогревают в теплообменнике 26 и подают в экстракционную колонну второго аппарата 2. Образующиеся пары спирта конденсируются и обратных холодильниках 24 и 27. Производительность установки 700 – 1000 кг сырья в сутки.

Отходы после экстракции, содержащие 30 % этилового спирта и 0.04 – 0.10 % резиноида из второго экстрактора 2 поступают в загрузочный шнек испарителя 5. Устройство испарителя обеспечивает хорошее перемешивание отходов и контакт с паром, который подастся в нижнюю часть испарителя. Пары спирта и воды поступают в холодильник 4, из которого отогнанный спирт концентрацией 70% сливается в сборник разбавленного спирта 6 и далее насосом 7 направляется на ректификацию для укрепления до 96%. Отходы из испарителя транспортером 5 подаются в бункер и вывозятся.

Мисцелла из загрузочной колонны первого экстрактора охлаждается в теплообменнике 22 до 30 – 40 °С и направляется самотеком поочередно в отстойники 19, 18 и 17 для отстаивания и отделения нерастворимого осадка. Отстаивание длится до трех суток. Осадок периодически спускают в сборник 20. Отстоявшуюся мнецеллу очищают на фильтре 16 и направляют в выпаритель первой ступени 15, в котором под атмосферным давлением и температуре 78 – 80 °С ее укрепляют до 14 – 18 %. Перегрев мисцеллы на этой ступени приводит к карамелизации углеводов, усилению окраски готового резиноида. Отгоняемый на первой ступени спирт концентрацией 92 – 96% из холодильника 14 поступает в сборник крепкого спирта в и без укрепления используется для экстракции, подается насосом 9 в напорный бак 25. Упаренная мисцелла засасывается в вакуум-аппарат 13, в котором при пароводяном подогреве производится окончательная отгонка спирта и воды под давлением 9,3 – 13,3 кПа к температуре не выше 60 °С Отгоняемый под вакуумом спирт поступает в холодильник 12 и из вакуум-приемника 11 транспортируется в сборник слабого спирта 6.

Резиноид, выгружаемый из вакуумаппарата, имеет очень вязкую консистенцию, неудобную для фасовки. Поэтому его смешивают со свежим 96%ным спиртом в аппарате с мешалкой и рубашкой 10 при подогревании до 30 – 33 С и перемешивании.

Периодическая экстракция. Осуществляется путем трехкратного настаивания, первые два – по 3 ч каждое и третье – 2 ч. Общая продолжительность экстракции 10 ч, включая время заполнения аппарата растворителем и слива мисцелл. Первое настаивание проводят мисцеллой второго настаивания от предшествующих загрузок сырья; второе – промывной мтсцеллой третьего настаивания; для третьего настаивания (промывки) используют свежий растворитель. Концентрация спирта 90 – 96 %. Температура процесса 60 – 65 °С.

Периодическую экстракцию проводят в опрокидных аппаратах типа ПК1500 с паровой рубашкой, барботером острого пара и промежуточными съемными металлическими решетками. В аппарат на решетки загружают 150 – 170 кг неизмельченного мха и подают центробежным насосом растворитель снизу вверх. По окончании настаивания первую мисцеллу сливают и отстойники через горизонтальный теплообменник для охлаждения до 18 – 20 °С. Отстаивание и обработка мисцеллы проводятся так же как при непрерывной экстракции. Вторую и промывную мисцеллы сливают в отдельные сборники и используют для экстракции новых порций сырья. Из отходов отгоняют этиловый спирт вначале глухим паром, а в конце – глухим и острым. Концентрация отогнанного спирта 30 – 70 %. Потери резиноида в отходах 0.4%.

Осветление резиноида. Интенсивная окраска резиноида неблагоприятно влияет па цвет парфюмерных жидкостей. Осветление проводят сорбцией пигментов из 10 %ного раствора резнноида в этиловом спирте. В качестве сорбента используют сополимер Nвинилпирролидона с триэтиленгликольдиметакрглатом (П-3). На 1 л раствора резиноида требуется 20 г П-3. Потери раствора резиноида при осветлении 6 – 12 %.

По болгарской технология обесцвечивание проводят при температуре – 15°С активной землей «Калоша» из 14 – 15%ного раствора резиноида в этиловом спирте после охлаждения его до – 15 °С и фильтрации.

Использование эфирных масел

Упаковка, маркировка и хранение эфирных масел

Сухое чистое эфирное масло фасуют в тару из стекла, белой жести и стали, оцинкованного железа При наполнении тпры следует оставлять свободное пространство во избежание нарушений герметичности при изменении температуры. Склянки плотно укупоривают, отверстие в верхнем донышке жестяной банки накрывают кружком большего диаметра и опаивают по окружности. Закрытые банки испытывают на герметичность переворачивай ней к выдерживанием в различных положениях. На проверенные склянки и банки наклеивают этикетки с наименованием министерства, завода-изготовителя. названием эфирного масла, номера анализа, массы брутто и нетто Жестяные банки упаковывают в деревянные ящики с прокладкой из стружки. Ящик обтягивают проволокой . Ящики и бочки с эфирным маслом маркируют в соответствии с ГОСТом.

Упакованные в тару эфирные масла должны храниться в заемненных складских помещениях при температуре от 5 до 25 ºС и относительной влажности воздуха не выше 70%.

Чистое эфирное масло можно хранить в течение двух лет (считая от момента окончания процесса дистилляции или даты розлива, а при четком соблюдении режима хранения этот срок можно увеличить до трех-пяти лет. Средняя температура хранения масел от 5 до 25ºС.

Недопустимо попадание во флакон с маслом воды и. примесей – это быстро испортит его. Вода в эфирном масле может появиться в виде конденсата, при вынимании его из холодильника, поэтому опытные ароматерапевты не советуют хранить натуральные аромамасла в холодильнике.

Свежеприготовленные смеси с эфирными маслами желательно использовать сразу, при длительном хранении эффект от их применения снижается. Готовая смесь остается пригодной примерно в течение трех месяцев, при условии годности в течение этого срока других компонентов. Если использовать базовое масло, не склонное к прогорклости, этот срок может быть увеличен.

Если запах смеси изменился, значит, она уже непригодна для применения. Неосторожное обращение с эфирами может вызвать тяжелое отравление, ожог кожи и слизистых, а также сильнейшую аллергию.

Свойства древесного мха, применяемые в косметике:

Ароматическое.

Абсолют дубового мха получил наиболее широкое применение в создании парфюмов. Тончайший, изысканный, но одновременно очень сильный и стойкий аромат экстракта дубового мха великолепно фиксирует другие запахи, а потому используется в качестве базовых нот при создании элитных парфюмерных композиций класса люкс, особенно шипровых, фужерных, ориентальных и альдегидных направлений (например, Chanel №5 от Chanel, Miss Dior от Dior, Shalimar от Guerlain, Angel от Thierry Mugler, Opium от Yves Saint Laurent).

Противовоспалительное.

Экстракт древесного мха содержит элементы, по свойствам напоминающие фитонциды, которые способны бороться с грибковыми инфекциями, устранять воспаления на коже.

Заживляющее.

Эфирное масло древесного мха ускоряет заживление ран, язв, царапин, предотвращает их нагноение.

Укрепляющее.

Экстракт древесного мха содержит дубильные вещества, благодаря которым тонизирует клетки кожи, укрепляет волосяные луковицы, кератиновые чешуйки волос.

В народной медицине эфирное масло древесного мха применяют для возбуждения аппетита, лечения кашля и респираторных инфекций, заболеваний кожи и даже в качестве легкого слабительного.

Ароматерапия эфирным маслом древесного мха снимает стресс и укрепляет нервную систему.

Использование косметики с экстрактами древесного мха нежелательно:

в случае аллергии на эфирное масло древесного мха, в частности на входящие в его состав элементы: туйоны, терпены, спирты

в первые 4 месяца беременности

при наличии эпилепсии

Длительное хранение парфюмерии и косметики с содержанием эфирного масла древесного мха может привести к образованию в ее составе оксипероксидов, способных вызывать аллергию. Однако в целом состав эфирного масла древесного мха довольно сложен (в его составе более 80 элементов), потому оно, с точки зрения химиков, может быть аллергично только в индивидуальном восприятии. Тем не менее, Международная парфюмерная ассоциация (IFRA) признала древесный мох сильным аллергеном и рекомендует парфюмерным производителям отказаться от этого ингредиента.

Заключение

Абсолют дубового мха получил наиболее широкое применение в создании парфюмов, лекарственных средств обладающим заживляющим, противовоспалительным, укрепляющим действием. Тончайший, изысканный, но одновременно очень сильный и стойкий аромат экстракта дубового мха великолепно фиксирует другие запахи, а потому используется в качестве базовых нот при создании элитных парфюмерных композиций класса люкс.

В настоящее время сложно представить парфюмерную продукцию без использования резиноида дубового мха, получение которого осуществляется по схеме непрерывной экстракции в экстракторе ГришинаШешалевича, работающий по принципу орошения. В данном курсовом проекте, была рассмотрена вышеуказанная аппаратурнотехнологическая схема и оборудование, входящее в ее состав. Так же дана характеристика сырья, изучено хранение готового продукта и его использование.

vikulov.cdw

Экстракционная колонна
КП-00492894-260401.65- -14
Технологическая схема экстракции дубового мха
Линия экстрации дубового мха