Комплексна переробка зелені хвойних порід з метою одержання біологічно активних речовин

  1. УДК 547.916.
  2. література
Хімія рослинної сировини 2 (1998) N1 стр.57-60
УДК 547.916.

Комплексна переробка зелені хвойних порід з метою одержання біологічно активних речовин

© Є.М. Рунова, Б.І. Угрюмов

Братський індустріальний інститут, м Братськ (Росія)
E-mail: [email protected]

Описано технологічний процес отримання біологічно активних речовин із зелені хвойних порід.

У лісах Східного Сибіру переважають хвойні породи. Як правило, крона хвойних дерев використовується дуже мало і то в основному на виробництво хвойно-вітамінного борошна. Останнім часом гостро піднімається питання про комплексне використання всієї біомаси, в тому числі і крони. Величезним потенціалом в цьому може стати отримання біологічно активних речовин з деревної зелені хвойних порід. У Братському індустріальному інституті спільно з ТОВ ⌠Ія ■ організований експериментальний цех по виробництву комплексу біологічно активних речовин з деревної зелені хвойних порід: пасти хвойної хлорофілу-каротинової, препарату хлорофіліну натрію, провітамін концентрату, хвойного воску, середньої фракції ефірного масла, важкої фракції ефірного масла , пасти бальзамічний. Попередні дані, закладені в проекті розроблено та апробовано в КГТА (м Красноярськ) [ 1 , 2 ].

В якості сировини для отримання лісобіологічні продуктів використовується свежезаготовленной деревна зелень сосни, ялини та ялиці. Технічна деревна зелень ≈ це дрібні пагони і гілки хвойних і листяних порід товщиною до 6 мм. У складі деревної зелені близько 80% припадає на хвою. У складі хвої виявлено до 35 компонентів, що відносяться до декількох груп з'єднань: монотерпенові і сесквітерпенових вуглеводнів, кисневмісним і інших сполук, з них основна частка (60% і>) припадає на монотерпенові вуглеводні. Максимальний вміст ефірної олії припадає на осінньо-зимовий період [ 3 ].

За дослідженнями [ 4 ] Концентрація вільних і етерифікованих стеринів в хвої максимальна в зимовий період. За кількісним вмістом стеринів в деревної зелені хвойні породи розташовуються в наступному порядку: ялиця сибірська, кедр сибірський, сосна звичайна, ялина сибірська.

Деревна зелень хвойних покрита тонким шаром воску, і в залежності від породи його кількість коливається від 2,0 до 5,0% [ 5 ].

Продукція, що випускається є біологічно активні речовини, одержувані шляхом екстракції хвойної зелені бензином і подальшою переробкою отриманого екстракту. Хвойна хлорофілу-каротинові паста ≈ це фітонцидний полівітамінний препарат, що містить хлорофіл, каротин, каротиноїди, вітамін Е, стерини та інші біоактивні речовини, що стимулюють біологічно активні процеси. Паста може використовуватися в медицині для лікування виразок, опіків, обморожень, захворювань шкіри, в тваринництві та птахівництві в якості вітамінної кормової добавки, в косметичної й парфумерної промисловості в якості біоактивного компонента.

Препарат хлорофіліну натрію являє собою продукт омилення хлорофілу, що містить водорозчинні похідні хлорофілу і натрієві солі жирних і смоляних кислот. Препарат використовується в якості біоактивної добавки в виробах парфюмерно-косметичної промисловості.

Провітамін концентрат (неомиляемие речовини) містить каротиноїди, стерини, вітамін Е. Застосовується як біоактивна добавка в косметичних виробах і як вітамінна підгодівля в тваринництві.

Хвойний віск містить 70≈80% оксикислот (в основному жирних), 10≈15% жирних кислот, 9≈12% неомильних речовин. Застосовується як добавка в косметичних виробах.

Середня фракція ефірного масла містить до 16% терпенових спиртів і інші терпенові компоненти. Застосовується як віддушка в парфюмерно-косметичних виробах.

Важка фракція ефірного масла містить терпенові спирти і їх складні ефіри, сесквітерпени, невелика кількість монотерпенов. Застосовується в суміші з харчовим рослинним маслом як засіб для лікування нирково-кам'яної хвороби.

Хвойна бальзамическая паста виходить при нейтралізації жирних і смоляних кислот, виділених з бензинового екстракту деревної зелені при виробництві хвойного хлорофіліну натрію, містить похідні хлорофілу, 50≈60% смоляних кислот, 30≈40% жирних кислот, близько 70% неомильних речовин. Паста використовується в якості біоактивної добавки в туалетне мило і парфюмерно-косметичні вироби.

Допоміжними матеріалами для виробництва біологічно активних речовин методом екстракції є бензин-розчинник БР-2, їдкий натр технічний, сірчана кислота, спирт етиловий ректифікат, бікарбонат натрію. Бензин використовується для екстракції біологічно активних речовин: їдкий натр ≈ для омилена смолистих речовин у вигляді 40% розчину, сірчана кислота застосовується для підкислення водних розчинів солей жирних і смоляних кислот до рН 1≈3 у вигляді 20% водного розчину; етиловий спирт застосовується для розчинення хлорофіліну натрію у вигляді 40% водного розчину, бікарбонат натрію застосовується для нейтралізації залишків сірчаної кислоти після промивання водою хлорофіліну натрію і у вигляді водного насиченого розчину.

В експериментальній частині роботи виконані наступні дослідження: визначення оптимальних режимів технологічних процесів отримання біологічно активних речовин шляхом екстракції хвойної зелені, визначення процентного виходу готової продукції від обсягу сировини, визначення впливу групового хімічного складу деревної зелені на вихід продукції.

В результаті можна запропонувати наступний технологічний процес (рис. 1 ).

Сировина для отримання біологічно активних речовин подрібнюється до розмірів 6-10 мм, потім подається в циклон. В циклоні відбувається заспокоєння повітря, подрібнена деревна зелень осідає і під дією сили тяжіння надходить на завантаження в екстрактор. В екстрактор подаються пари бензину. При конденсації утворюється бензинова місцелла. Тривалість екстракції 3≈3,5 години.

Тривалість екстракції 3≈3,5 години

Мал. 1. Структурна схема отримання біологічно активних речовин із зелені хвойних порід

Потім місцелла перекачується в відстійники. Повний оборот одного відстійника складає 24 години. Періодично (через 5 діб) паром проводиться відігрівання відклався на стінках відстійника воскообразного продукту, який в гарячому вигляді спускається до збірки воску-сирцю для одержання хвойного воску. Відстояна місцелла перекачується через фільтр в перегінний куб, де проводиться отгонка хлорофілу-каротинової пасти і її омилення. Бензиновий розчин неомильних речовин зливається в збірник, де в результаті перегонки, відстоювання і промивання отримують провітамін концентрат, бальзамічну хвойну пасту і фракції ефірного масла.

Оскільки виробництво пов'язане з хімічними речовинами, важливою проблемою є утилізація відходів виробництва і очищення стічних вод. Відходами виробництва є проекстрагірованная зелень, яка може йти на отримання хвойної вітамінного борошна, яка використовується як корм для великої рогатої худоби або в якості складової частини для компосту. Шкідливих викидів в атмосферу не проводиться. В результаті отримання біологічно активних речовин утворюються умовно-чисті і брудні води. Умовно чисті води замкнуті в систему оборотного водопостачання. Брудні води надходять в каналізацію і накопичуються в спеціальних ємностях, звідки вивозяться на смітник в відведене місце. Загальний обсяг стічних вод не перевищує 5≈6 м3 на добу.

Конденсат пара надалі йде на вторинне використання тепла-опалення виробничих та інших будівель і приміщень.

В результаті аналізу експериментального технологічного процесу виявлено, що найбільш оптимально обладнання використовується при переробці 800-1200 тонн деревної зелені хвойних порід в рік. При цьому вихід готової продукції наступний:

  • паста хвойна хлорофілу-каротинові ≈ 3,75%;
  • препарат хлорофіліну натрію ≈ 4,0%;
  • провітамін концентрат ≈ 0,13%;
  • хвойний віск ≈ 0,25%
  • середня фракція ефірного масла ≈ 0,04%;
  • важка фракція ефірного масла ≈ 0,06%;
  • паста бальзамическая ≈ 0,63% від маси вихідної сировини.

Хвойна деревна зелень має різний груповий хімічний склад залежно від породи дерева. Так, при переробці ялинової деревної зелені вихід хлорофіліну натрію більше. Тому при отриманні біологічно активних речовин деревну зелень сосни і ялини доцільно переробляти окремо і отриманий екстракт з соснової хвої переробляти в хлорофілу-каротину пасту, а екстракт з ялинової хвої пустити на виробництво хлорофіліну-натрію.

В результаті можна зробити наступні висновки:

  • виробництво комплексу біологічно активних речовин з деревної зелені хвойних порід дозволяє вирішити питання комплексного використання біомаси крони хвойних порід;
  • одержувані лесобіохіміческіе продукти знаходять застосування в якості лікарських засобів, кормових добавок, добавок в косметичної й парфумерної промисловості.

література

  1. Лебедєва О.І., Рубчевская Л.П., Репях С.М. Хімія природних сполук. 1991. С. 423.
  2. Девятловская А.М. та ін. Виділення стеринів з деревної зелені сосни звичайної // Переробка рослинної сировини та утилізація відходів: Зб. тр., вип. 2-й. Красноярськ, 1995. C. 240-241.
  3. Боханова Н. С. Деревна зелень як рослинна сировина і її запаси в РРФСР // Рослинні ресурси. 1973. ╧9,3 C. 329-334.
  4. Рубчевская Л.П., Девятловская А.М., Репях С.М. Перспективи використання деревної зелені хвойних для отримання фітостерини // Переробка рослинної сировини та утилізація відходів. Вип. 1. Красноярськ, 1994. C. 125-128.
  5. Лебедєва О. І., Рубчевская Л.П., Репях С.М. Вплив віку деревної зелені хвойних на утримання восків // Переробка рослинної сировини та утилізація відходів. Вип. 1. Красноярськ, 1994. C. 128-133.

Надійшло до редакції 10.04.1998

©Хімія рослинної сировини. [email protected]
13.09.2011
Редизайн сайта
В 2011 году был проведен редизайн сайта нашей компании и его запуск в сеть Интернет. Услуги редизайна сайта и его продвижения оказала нам дизайн-студия Web Skill.
все новости
ОДО "Машиностроительный завод "БУРАН"© 2007-2011 | Все права защищены