Технология переработки эфиромасличного сырья - один из важнейших этапов в производстве эфирных масел, ее последняя стадия, которая преимущественно определяет эффективность эфиромасличного производства в целом.
Эфирные масла изымают из растительных материалов паровой дистилляцией (гидродистилляцией) и экстракцией. При этом получают разные по физико-химическим свойствам и парфюмерным качествам продукты самостоятельного значения - дистилляционные и экстракционные эфирные масла.
Способом паровой дистилляции изымают из сырья только улетучивающиеся с водным паром соединения, а значительный комплекс ценных веществ остается в отходах производства. Высокая температура обработки влажных материалов с естественными ферментами снижает качество дистилляционных масел и уменьшает их возможный выход.
Более эффективным способом переработки эфиромасличных растений является экстракционный. Его применение дает возможность получать высококачественные продукты с большим выходом масла за счет изъятия неулетучивающихся из водяного пара веществ. К основным недостаткам существующей технологии экстрагирования эфиромасличного сырья принадлежат: неполное получение дистилляционных масел, сложность аппаратного обеспечения процесса, большие затраты растворителя и чрезвычайно низкая удельная производительность основного оборудования (70-200 кг/ч/мз).
Каждый способ изъятия эфирных масел требует оригинального аппаратного оборудования, которое повышает метало- и энергоемкость производства, уменьшает фондоотдачу.
Важно указать, что ни одна из технологий, которые ныне используется, не дает возможность получать эфирные масла с нативними свойствами как вследствие химических преобразований ароматических комплексов в процессе обработки, так и за счет недоизъятия дистилляционного масла, которое формирует качество продуктов.
На базе проведенных исследований предложена принципиально новая технология переработки эфиромасличного сырья, основанная на способности растительных материалов увеличивать исходное количество дистилляционного масла во время взаимодействия с гидрофобными углеводными екстрагентами.
Сущность новой технологии состоит в исчерпывающем экстрагировании эфиромасличного сырья углеводным растворителем со следующим изъятием из экстрактов дистилляционных или экстракционных масел, биологически активных и других ценных веществ.
При этом выход дистилляционных масел увеличивается от 16 (роза) до 43% (шалфей), а неулетучивающихся соединений от 18 (роза) до 42% (лаванда), в десятки раз сокращается количество дистилляционных вод.
В пользу новой технологии свидетельствует значительное увеличение количества декантованого (первичного) масла для цветков розы с 7 до 45%, шалфея 78%, что обеспечивает получение более качественных продуктов.
Для всех дистилляционных масел, полученных по экстракционной технологии, характерно увеличение показателей, которые определяют качество компонентов. Например, в розовом масле повышается содержимое терпеновых спиртов с 9 до 18%, в шалфейном - линалилацетата - с 65 до 80.
При использовании экстракционной технологии в лишенных эфира экстрактах удерживается больше целевых компонентов, чем в экстрактах, полученных из отходов после паровой дистилляции сырья. Так, в лишенном эфира экстракте шалфея, выход которого на 30-40% выше, чем экстракта из отходов, удерживается в 1,3-1,5 раза больше склареола, что дает возможность в 1,8-2 раза увеличить его промышленный выход.
Основной экономический эффект от использования экстракционной технологии зависит от существенного увеличения выхода дистилляционных и экстракционных эфирных масел при одновременном улучшении их качества, получения дополнительно ценных продуктов, которые сейчас выкидываются с отходами производства, и уменьшения количества оборудования для осуществления технологических операций.
После основного процесса на всех последующих стадиях новая технология оперирует с небольшим количеством материала (экстракта), что в 50-400 раз меньше по массе и в 700-2000 раз - по объему по сравнению с исходным сырьем, что уменьшает метало- и энергоемкость предприятий.
Расчеты показали, что при применении экстракционной технологии в 2,8 раза уменьшается металлоемкость производства; в 4,2 - энергоемкость; в 3,8 - сокращается количество единиц установленного оборудования при одновременном уменьшении в 3 раза видов аппаратов и установок, которые используются.
Исследование, проведенные Институтом эфиромасличных и лекарственных растений УААН, дали возможность создать гибкую, енерго- и ресурсосберегательную технологию переработки эфиромасличных материалов с набором типичных процессов и оборудования, которые обеспечивают получение продуктов самостоятельного значения. Это:
принципиально новый способ экстрагирования эфиромасличного сырья и оборудования для его осуществления, которое дает возможность увеличить выход экстрактов на 30-42%, улучшить их качество, повысить удельную производительность оборудования в 4-6 раз, сократить на 30-35% затраты растворителя по сравнению с лучшими мировыми результатами, достигнутыми при использовании традиционных технологий;
принципиально новые способы и аппаратура для дистилляции углеводных масел, что дает возможность увеличить выход дистилляционных и экстракционных масел на 10-30% при одновременном сокращении в 5-7 раз металлоемкости процесса и в 12-15 раз - затраты электроэнергии;
способ и оборудование для изъятия дистилляционных масел из экстрактов, которые обеспечивают высокую (до 98%) степень изъятия целевого продукта;
технологии и оборудование для получения биологически активных веществ с Р- витаминной активностью, Е -витаминной активностью, кумаринов, липидов, тритерпеноидов, биоконцентратов, водных биоекстрактов, дистилляционных вод с фиксированным содержимым эфирных масел.
Т
ехнологии и оборудование для их реализации прошли полупроизводственные и производственные испытания.
Экономическая эффективность экстракционной технологии рассмотрена на примере предприятия по выращиванию и переработке эфиромаслчного сырья.
При выборе видов сырья учитывали гарантированный сбыт продуктов переработки и максимальные годовые загрузки перерабатывающего комплекса, которые достигаются подбором культур с разными сроками уборки.
Количество сырья и соответственно количество площадей под каждую культуру рассчитывают по показателям производительности одной экстракционной линии и оптимальным срокам уборки и переработки эфироносов.
Переработка кориандра.
Традиционная технология переработки плодов кориандра заключается в паровой дистилляции сырья с дальнейшей экстракцией отходов.
Новая технология предусматривает использование кориандрового жирного масла для получения жидкого мыла, которое содержит до 90% глициридов ненасыщенных кислот. Как отдушки можно использовать дистилляционные эфирные масла кориандра, и лаванды, которые вырабатывают предприятия.
Переработка лаванды.
По сравнению с существующей экстракционной технологией дает возможность получать из сырья ряд новых продуктов, что значительно повышает эффективность переработки.
Переработка цветков розы.
Отечественное розовое масло не отвечает мировым стандартам, поскольку содержит незначительное (до 10%) количество терпеновых спиртов, из-за чего ее цена не превышает 1500 грн/кг.
Экстракционная технология дает возможность не только получать эфирное масло мирового уровня, а и изымать из сырья ценные вещества, что делает высокорентабельной ее переработку.
Переработка шалфея мускатного.
Эффективность экстракционной технологии переработки шалфея состоит в том, что ключевым элементом ее является получение из экстракта шалфея склареола.
Сравнение существующих и экстракционной технологий переработки эфиромасличного сырья свидетельствует о высокой эффективности комплексной переработки.
Исследования показали, что при использовании для выращивания новых сортов эфиромасличных растений селекции ИЭЛР эффективность экстракционной технологии переработки возрастает на 10-20%.
Переход отрасли на принципиально новую, высокоэффективную экстракционную технологию переработки обеспечит коренную перестройку эфиромасличного производства, увеличение выхода и улучшение качества эфирных масел и рациональное использование растительного сырья за счет получения комплекса ценных веществ для многих областей народного хозяйства.